Unfreiwillige Verkehrsexperimente

Die Diskussion um den Zusammenhang Autoverkehr – Schadstoffemission flammt durch die coronabedingten Verkehrsveränderungen wieder auf – vermutlich zu unrecht. Denn ein neutraler Blick auf die Messwerte zeigt: In den Wochen nach dem Lockdown lagen die Stickoxidmesswerte in Wiesbaden knapp 30% unter den Werten vor dem Lockdown. Eine Analyse der Hochschule RheinMain kam zu Erkenntnis, dass der Autoverkehr durch den Corona-Lockdown ebenfalls um knapp ein Drittel einbrach. 

Deutschlandweit hat sich mit Start der Anti-Corona-Maßnahmen der Verkehr drastisch gewandelt. Der Flugverkehr kam praktisch zum Erliegen, der Autoverkehr brach spürbar ein. Die Menschen, die noch unterwegs sind, tun dies stärker zu Fuß oder per Rad. Wegfallende Fahrgäste des ÖPNV wiederum wechseln, zumindest zum Teil, ins eigene Auto.

Das veränderte Mobilitätsverhalten zieht weitere Fragen nach sich – auch um den Zusammenhang zwischen dem Autoverkehr und den Luftschadstoffen. Vor allem die Konzentration der Stickoxide – maßgeblicher Messwert für Dieselfahrverbote – erzeugt einige Diskussionen. 

Zusammenhang Verkehr und Emissionen

Dass (Auto-)Verkehr grundsätzlich Schadstoffe emittiert, ist wenig überraschend. Und so ist auch ein Zusammenhang zwischen Intensität des Kraftfahrzeugverkehrs und dem Level der jeweiligen Emissionen trivial. Einen offensichtlichen Zusammenhang zeigt schon, wenn die Wochenganglinie der NO2-Emissionen und die Wochenganglinie des Staulevels in Wiesbaden gemeinsam betrachtet werden: Beide zeigen dieselben Schwankungen an Werktagen mit den zwei selben Stoßzeiten, morgens und abends.

Gegenüberstellung der Wochenganglinie der gemessenen NO2-Emissionen (Durchschnitt 2019, normiert auf Wochenmittelwert, Messwerte Ringkirche) und dem TomTom-Traffic Index Congestion Level für Wiesbaden (2019).

Der Knackpunkt aber – und darum drehen sich die aktuellen Diskussionen – wie viel der gemessenen Emissionen stammen aus dem Autoverkehr? Die Grundthese: Ein coronabedingt massiv rückläufiger Autoverkehr müsste auch zu einer massiv rückläufigen Stickoxidbelastung in den Städten führen. Soweit unstrittig, wirft diese Annahme aber zwei weitere Fragen auf: 

  • Wie stark ist der (Auto-)Verkehr tatsächlich zurückgegangen?
  • Wie stark ist die Luftschadstoffbelastung, vor allem die Stickoxide, parallel gesunken?

Die aufflammenden Diskussionen sind nicht weniger emotional und ideologisch geprägt als die Diskussionen um die Dieselfahrverbote selbst. Und so wundert es nicht, dass nicht jede davon rational geführt wird und sie daher grundsätzlich mit einer gewissen Vorsicht zu genießen sind.

Spätestens, wenn Zeitungsartikel (wie beispielsweise im Focus veröffentlicht) von den über 300 Messstationen in Deutschland 4 (in Worten: vier) herauspicken, um daraus Schlussfolgerungen für die gesamte Republik zu ziehen, sollten die Alarmglocken läuten. Und das ist nur eine von zahlreichen Schwachstellen des besagten Artikels.

Auch die singuläre Betrachtung von einzelnen Messwerten, von Momentaufnahmen, ist wenig aussagekräftig. Ebenso wenig, wie eine einzelne Temperaturmessung Aussagen über Klimaveränderungen geben kann, ermöglicht ein einzelner Luft-Messwert irgendwelche Schlussfolgerungen über die Entwicklung der Schadstoffbelastungen.  Aus einem singulären Wert Schlussfolgerungen abzuleiten ist daher hochgradig unseriös – das hält aber auch Wiesbadener Bürgerinitiativen nicht davon ab, genau das zu versuchen und daraus politisches Kapital zu schlagen.

Dennoch ist es interessant, dass derzeit landauf landab TROTZ des derzeit deutlich reduzierten Berufs- & Freizeitverkehrs die Luftwerte an den Messstellen offensichtlich NICHT unter die von der EU festgelegten und streitbaren Grenzwerte fallen.

Die (…) aufgestellte Anzeigetafel auf der Schwalbacher Straße …) leuchten rot wie sonst im Winter und zur Rushhour. Ob am Ostermontag morgens um 8 Uhr oder am gestrigen Dienstag am Nachmittag 17 Uhr.

Newsletter „Luftwerte Innenstädte“ der BI Mitbestimmung, 15. April 20201Ob oder ob nicht die behaupteten Spitzen tatsächlich existierten, darf der geneigte Leser gern den online zugänglichen Messdaten des HLNUG entnehmen 😉

Nicht umsonst sind die öffentlich zugänglichen Messwerte stets Zeitreihen – also viele Messwerte im Zeitverlauf, oft Stunden- und Tagesmittelwerte. Und so lässt sich die Frage, ob die Luftschadstoffbelastungen analog zum Verkehr sinken, nur mit Hilfe dieser Zeitreihen beantworten.

Veränderte Verkehrsbelastung in Wiesbaden

Der Verkehr war in den letzten Wochen starken Einschränkungen unterworfen – und ist es noch immer. Freizeitverkehre, Schul- und Universitätsbesuche finden fast gar nicht mehr statt, Einkaufsverkehre stark reduziert. Firmen gingen zu einem spürbaren Anteil ins HomeOffice, in Kurzarbeit, in Freistellungen über. Gleichzeitig wechseln Leute vom ÖPNV aufs Rad oder ins eigene Auto.

Die Erwartung, dass hierdurch auch der (Auto-)Verkehr drastisch sinkt, entspricht erstmal auch  den Wahrnehmungen. Die Straßen sind leerer, der Verkehr fließt flüssiger, der früher in Wiesbaden alltägliche Stau ist seltener. Aber passt hier das Bauchgefühl tatsächlich auch zu harten, messbaren Zahlen?

Einen ersten Hinweis geben GoogleMaps und der Navigationsgerätehersteller TomTom. Beide arbeiten mit und veröffentlichen nicht nur live-Verkehrsdaten, sie errechnen und publizieren auch durchschnittliche Verkehrsdaten. Heißt: Wie stark staut es sich normalerweise – errechnet aus Ist-Daten der Anwender. Sowohl TomTom als auch GoogleMaps bestätigen die Vermutung – der (Auto-)Verkehr ist flüssiger. Konkret heißt das: Weniger Stau, weniger verkehrsbedingte Verzögerungen.

Screenshot des TomTom Traffic Index (16. April). In rot die Ist-Stauwerte für Wiesbaden, gepunktet die durchschnittlichen Stauwerte für Wiesbaden zu dem jeweiligen Zeitpunkt. Der Screenshot beinhaltet das Osterwochenende; Donnerstag, Dienstag und Mittwoch zeigen aber klar: Der Verkehr läuft besser. Vor allem die Spitzen in der RushHour morgens und abends fehlen.

Sowohl die Daten von TomTom und auch GoogleMaps zeigen: Der Verkehr fließt aktuell spürbar besser. Aber heißt das jetzt auch, dass weniger Autos unterwegs sind? Wenn ja – wieviele?

Die Verkehrslage in Wiesbaden lt. Google Maps. Links die Ist-Verkehrslage am Mittwoch, den 15. April, 18 Uhr. Rechts die normale Verkehrslage an einem durchschnittlichen Mittwoch zu dieser Zeit.

Ein Zusammenhang zwischen “Anzahl Autos” und “Intensität von Verkehrsstaus” ist unzweifelhaft – aber er ist nicht linear. Soll heißen: Doppelt so viele Autos erzeugen nicht doppelt so viel Stau, halb so viele Autos halbieren ihn nicht. Der Zusammenhang ist exponentiell, dynamisch, von einer Vielzahl Faktoren abhängig und daher eigenes, spannendes Forschungsgebiet der Stauforschung

Details führen hier zu weit – nur lässt sich aus den Stau-Auswertungen von TomTom, die für die abendliche RushHour am 15. April 2020, 16 Uhr ein Rückgang der congestion von 61% (average für diese Zeit) auf tatsächlich gemessene 30% angeben, eben nicht schließen, dass nur halb soviele Fahrzeuge unterwegs waren. Die Frage, wieviele Autos nun tatsächlich weniger unterwegs sind, lässt sich damit also bestenfalls erahnen.

Die Straßenverkehrsmengen scheinen sich auf einem Niveau von 70% von ’normal‘ zu stabilisieren. Wenn das, was wir jetzt erleben, der ’notwendige‘ Autoverkehr ist, dann ist das mengenmäßig doch noch recht viel“, so Prof. Dr. Blees. Aktuell sei aber gegebenenfalls mit Verlagerungen vom ÖPNV zum motorisierten Individualverkehr zu rechnen, was man wiederum herausrechnen müsse. „Andererseits haben unsere Straßen mit nur 30% weniger Autoverkehr schon sehr an Aufenthaltsqualität gewonnen“, so der Verkehrsanalyst.

Aus: Weniger Verkehr durch Corona? HSRM, 07. April 2020

Einen anderen Ansatz der Beantwortung dieser Frage hat die HochSchule RheinMain in einem Screencast gewählt: Durch Auswertung von Zählschleifen, die an Kreuzungen im Boden eingelassen sind. 

Quintessenz: Der (Auto-)Verkehr scheint sich derzeit auf 70% des vor-Corona-Niveaus einzupendeln. Diese Beobachtung deckt sich auch mit anderen, deutschen Großstädten. Gleichzeitig – und auch das deckt sich mit anderen Städten – verschwinden die RushHour-Spitzen weitestgehend und mit mit ihnen der Stau in den Stoßzeiten.

Entwicklung der Schadstoffbelastung in Wiesbaden

Die Auswertung, wie wir sie gleich für Wiesbaden vorstellen, lassen sich analog auch für die anderen Messstationen in Hessen und der Republik anstellen. Die Rohdaten stammen vom HLNUG, welches die Messwerte für die Stationen auf der Homepage komfortabel bereit stellt.

In Wiesbaden sind aktuell drei Messstationen aktiv: An der Ringkirche, an der Schiersteiner Straße (zwischen 1. und 2. Ring) und die Station Wiesbaden-Süd nahe der Autobahnanschlussstelle A66 Wiesbaden-Biebrich.

Von einigen Spitzen abgesehen liefert die Station in Wiesbaden Süd traditionell niedrige Messwerte unterhalb des Grenzwertes von 40 µg/m³ [NO2]. In welchem Maße das mit den anhaltenden Bauarbeiten an der Salzbachtalbrücke und dem sich deshalb andere Routen suchenden Verkehre zusammenhängen mag, ist sicherlich eine spannende Diskussion für einen anderen Artikel.

Die Station an der Wiesbadener Ringkirche ist direkt am 1. Ring gelegen und liefert ihre Messwerte mehr oder weniger live an beispielsweise die Anzeige an der Schwalbacher Straße, die Stadtluftanzeiger und früher ebenfalls an die Platane auf dem Bahnhofsvorplatz.

Sie entspricht zwar nicht den Vorgaben über die Platzierung von Messstationen und ist daher für Diskussionen um das Dieselfahrverbot irrelevant. Sie ist allerdings 15 Jahre älter als ihre (maßgebliche) Schwester in der Schiersteiner Straße und wird daher für Langzeit-Zeitreihen beibehalten. Sie misst außerdem eine größere Bandbreite von Schadstoffen. 

NO2-Messwerte der Station Ringkirche im Tagesverlauf. Dienstag, 17. März [links, vor Lockdown] und Dienstag, der 14. April [rechts, nach Lockdown]. Visualisierung via Stadtluftanzeiger.
Am 17. März wird der Grenzwert in 14 Stunden überschritten, am 14. April nur in zwei Stunden. Auch einzelne Tage sind nur beschränkt aussagekräftig, was langfristige Trends anbelangt.

Für die Frage, wie sich die Luft-Schadstoffe durch die coronabedingten Verkehrsveränderungen entwickeln, konzentrieren wir uns auf die drei Wiesbadener Stationen sowie den derzeit Hauptdiskutierten Luftschadstoff Stickstoffdioxid. Für Hessen sind dabei drei Stichtage relevant: 

Veränderung der Stickoxid-Messwerte durch Lockdown

Im Folgenden seien die Durchschnittswerte für die drei Wiesbadener Messstationen in verschiedenen Zeiträumen dargestellt Zwei Zeiträume liegen vor dem Lockdown (Jahresbeginn bis Lockdown bzw. zwei Wochen direkt vor dem Lockdown), der Dritte umfasst die zwei Wochen nach dem Lockdown.

Angegeben sind die relativen Veränderung nach dem Lockdown. Hier zeigten sich bei allen Wiesbadener Messstationen stabile Reduktionen um ein Viertel bis ein Drittel. Zum Vergleich sei dieselbe Darstellung für 2019er-Daten ebenfalls gegeben.

Mittelwert NO2
2020
RingkircheSchiersteiner StraßeWiesbaden Süd
KW 01-1143,3 µg/m³47,9 µg/m³26,9 µg/m³
KW 10/1139,5 µg/m³44,9 µg/m³23,9 µg/m³
KW 13/1430,3 µg/m³29,3 µg/m³18,0 µg/m³
∆ zu KW 01 bis 11-29,9%-38,9%-33,3%
∆ zu KW 10 und 11-23,3%-34,8%-25,0%

In den zwei Wochen nach dem Lockdown (Kalenderwochen 13 und 14) lagen die Messwerte im Schnitt rund 30% niedriger als im Vergleich mit den zwei Wochen vor dem Lockdown. Auch im Vergleich mit den Werten seit Jahresbeginn sieht das Bild ähnlich aus.

Mittelwert NO2
2019
RingkircheSchiersteiner StraßeWiesbaden Süd
KW01-1149,3 µg/m³52,1 µg/m³31,9 µg/m³
KW10/1136,3 µg/m³45,1 µg/m³17,5 µg/m³
KW13/1454,6 µg/m³53,1 µg/m³36,3 µg/m³
∆ zu KW 01 bis 11+10,8%+2,0%+13,8%
∆ zu KW 01 bis 11+50,2%+17,8%+107,2%

NO2-Messwerte in Wiesbaden im Zeitverlauf

Das Diagramm zeigt die Stundenmittelwerte an Stickstoffdioxid an der Schiersteiner Straße und der Ringkirche vom 02. März bis zum 05. April 2020. Mittendrin: Das Wochenende des Dritten Lockdown-Schritts mit über mehrere Tage anhaltenden, historisch niedrigen Messwerten. So akkurat diese Darstellung auch ist, fällt es aber schwer, mit ihrer Hilfe Schlussfolgerungen zu ziehen oder Zusammenhänge zu erkennen.

Die Messwerte schwanken deutlich – abhängig vom Tagesverlauf (und damit der Verkehrbelastung), dem Wind, den Temperaturen, dem Niederschlag, (…) Ein Blick auf die Tagesmittelwerte hilft da schon weiter. Der Tagesmittelwert glättet die stündlichen Spitzen und liefert damit ein etwas klareres Bild.

Vergleich: Grenzwertüberschreitungen vor und nach dem Lockdown

Das Bild wird etwas eindeutiger, wenn nicht der absolute Messwert angezeigt wird – sondern die Differenz zum Grenzwert – für die Frage, wie oft der Grenzwert geknackt wurde. Hier für die Messstation Ringkirche auf Basis der Stundenmittelwerte für die Kalenderwochen 10 bis 14. Am Ende der KW 12 fand der Dritte LockDown-Schritt statt. Zum Vergleich sind darunter ebenfalls die Messwerte für die KW 10 bis 14 des Vorjahres abgebildet.

Darstellung der Grenzwertüber- und unterschreitungen. Ringkirche, Stundenmittelwerte. Ende der KW12 war der dritte Lockdown-Schritt.

Zum Vergleich: Selber Zeitraum (KW 10 bis KW 14) ein Jahr zuvor.

Aus diesen Gegenüberstellungen lässt sich optisch schon erkennen: Nach dem Hessischen Lockdown Es wird grüner – und zwar sowohl im Vergleich zur Vor-Lockdown-Zeit, als auch im Vergleich mit denselben Wochen im Jahr zuvor. Die Zählung, wie oft die Stundenmittelwerte den Grenzwert knacken (oder nicht), verdeutlicht das Bild noch einmal. Links 2019, Rechts 2020.

Dazwischen gibt es ohne Zweifel noch immer Spitzen; also Stundenmittelwerte, die den Grenzwert knacken. Aber es sind weniger – und letztlich sind es nicht die Stundenmittelwerte, die zählen, sondern die Tages-, Wochen- und Monatswerte. Und deren Durchschnittswerte sprechen bislang eine eindeutige Sprache. 

Fazit

Die dargestellten Analysen beziehen sich auf wenige Wochen und sind auch damit nicht vor Kritik gefeit. Sie sind zwar um Welten aussagefähiger als einzelne Messwerte; das Grundproblem des eher kleinen Zeitraums bleibt aber. Der Lockdown läuft und ist aktuell erst wenige Wochen alt.

Wirklich belastbare Erkenntnisse werden erst bei schrittweiser Lockerung der Corona-Maßnahmen möglich – unter sehr genauer Beobachtung der Verkehrssituation.

Nichtsdestotrotz lässt sich wohlwollend zur Kenntnis nehmen, dass der beobachtete Rückgang der Stickoxid-Konzentration um rund ein Drittel ziemlich gut zum Rückgang der Fahrzeugzahlen (ebenfalls um die 30%) zu passen scheint.

Dass trotz 30%-igem Rückgang der Fahrzeugzahlen der Grenzwert punktuell (oder in anderen Städten flächendeckend) geknackt wird, ändert an dieser Erkenntnis auch nichts.

Quellen

1 Ob oder ob nicht die behaupteten Spitzen tatsächlich existierten, darf der geneigte Leser gern den online zugänglichen Messdaten des HLNUG entnehmen 😉
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