Das Gute vorweg: Würden alle Autos so sein wie der Toyota Mirai, wären wir gewiss, dass die Luftqualität mit jedem Meter Fahrt sauberer wird. Glauben Sie nicht? Ist aber wahr. Toyotas Brennstoffzellen-Limousine ist das erste Serienfahrzeug, das die Luft reinigt. Vorne saugt der Japaner schmutzige Luft an, hinten kommt saubere raus. Ein Aktivkohlefilter und etwas Technik machen es möglich, dass der Mirai auf 10.000 Kilometern so viel Luft reinigt, wie ein Mensch pro Jahr zum Atmen benötigt. Warum die Industrie das nicht bei allen E-Autos macht? Das wissen auch wir nicht.
Mehr Luftqualität mit Deus Pollutrack und Geotab
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Luftqualität messen
Wir wissen hingegen, dass es Unternehmen gibt, die sich um das Messen der Luft bemühen. Im konkreten Fall haben wir zwei besucht. Geotab in Aachen und Deus Pollutrack in Stahnsdorf, neben Berlin. Das Stichwort bei beiden lautet Echtzeit-Monitoring-System zur Messung der Luftqualität. Sowohl Geotab als auch Deus Pollutrack legen dabei nicht alleine den Fokus auf stationäre Messinseln, wie es sie heute bereits in vielen Städten gibt. Beide sagen unisono, dass das zur Analyse der Luft nicht ausreicht. Die bekannten Probleme, die dadurch entstehen, hat man am Neckartor in Stuttgart erlebt. Das sei der schmutzigste Ort in Deutschland. Ende 2021 „hängt die Talstraße in Stuttgart das Neckartor als Sorgenkind ab“, wie die Stuttgarter Nachrichten berichteten. Hier wie dort werden Daten herangezogen, die nur an einer Stelle erhoben werden, also extrem punktuell. Im Falle des Neckartors in der Nähe einer Ampel mit starkem Bremsen, Beschleunigen und entsprechend hohen Abgasen und Reifen- sowie Bremsabrieb (Feinstaub). Dass es 100 Meter weiter anders aussieht, wird nicht registriert. Im Münchener Stadtzentrum sind derzeit drei Messanlagen installiert. Ein aussagekräftiges Urteil über die Luftqualität in München ist damit nur sehr vage zu treffen. Interessierte können übrigens über umweltbundesamt.de/daten/luft/luftdaten die Luftqualität am Messpunkt in vielen Städten einsehen.
Diese vagen Daten waren dem Messtechnik-Duo nicht genau genug. Zwar gibt es laut Marc Nodorft, Co-Founder von Deus Pollutrack im „Smart-City-Bereich“ große Wettbewerber aus Deutschland, beispielsweise Bosch und Siemens, aber stark im Kommen sind Anbieter aus China und den USA. „Das Interesse um die Luft“ ist laut Nodorft vorhanden und Gespräche mit Stadtvertretern gibt es zur Genüge. Ein Thema, das dabei immer wieder aufkommt, ist das Eigentum und die Hoheit der ermittelten Daten, über die die „Städte“ stets die komplette Hoheit haben möchten, was nur bedingt umsetzbar ist. Deus Pollutrack plädiert deswegen für den Einsatz europäischer Technologien zum Ermitteln der Luftqualität, wie es beispielsweise mit den eigenen Messnetzen in mittlerweile 23 europäischen Metropolen wie London, Hamburg, Rotterdam, Madrid, Warschau. Paris etc. offeriert wird. „Denn wenn man schaut, wo Pilotprojekte in großen Städten aufpoppen, ist ganz häufig Google dabei. Stehen große amerikanische Konzerne vor der Tür, geht diese meist ganz weit auf. Kommen indes europäische Mitbewerber, überwiegt häufig erstmal die vornehme Zurückhaltung“, beschreibt Nodorft ein Dilemma.
ÖPNV und KEP sind prädestiniert
Bei unserem Besuch bei Geotab vor knapp zwei Jahren waren die mobilen Messgeräte auf den Bussen des ÖPNV installiert, die immer wieder feste Route fuhren, um Unterschiede analysieren zu können. In Aachen beispielsweise stellte sich heraus, dass 13 Busse ausreichen, um 70 Prozent der Verkehrsfläche abzudecken. Ein kleines Kästchen mit Mess-Equipment kommt sowohl bei Geotab als auch bei Deus zum Einsatz. Auch Autoflotte ist einige Wochen mit einem Geotab-Messgerät durch München gefahren und konnte im „MyGeotab-Portal“ sehen, wie sich die Luft innerhalb Münchens je nach Uhrzeit, Tag und Wetter verbessert oder verschlechtert und das fast metergenau. Die gesammelten Daten werden analysiert und in einer so genannten „Heatmap“ dargestellt. Dadurch können Hotspots identifiziert und Maßnahmen zur Reduktion von Emissionen objektiv bewertet werden, um innovative Lösungen, wie intelligente Lichtsignalanlagen oder eine optimierte Routenführung für Bürger basierend auf aktuellen Luftqualitätswerten zu erstellen.
Laut Geotab kostet ein stationärer Standort mehrere 100.000 Euro, weshalb eine Flächenabdeckung kaum möglich scheint, vielmehr ergibt das Zusammenspiel aus stationären und mobilen Messeinrichtungen Sinn und liefert zuverlässige Daten. Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) nennt Feinstaub (Particulate Matter – PM), Stickstoffdioxid (NO2), Schwefeldioxid (SO2) und bodennahes Ozon (O3) als die für die menschliche Gesundheit schädlichsten Luftschadstoffe. Die Partikelgröße spielt beim Feinstaub eine besondere Rolle. Feinstaub wird je nach Größe in grobe Partikel (PM 10) und feine Partikel (PM 2,5) unterteilt. „Wir gehen bei den Messungen bis auf PM 1 runter – mit einer durch die französische CNRS bestätigter Genauigkeit der Geräte. Damit liefern wir Indikatoren, mit denen die Behörden zuerst untersuchen können, wie die Luftqualität im gesamten Stadtgebiet in der Fläche in Echtzeit aussieht und wir gemeinsam mit den Behörden und mit weiteren Experten analysieren können, was die Ursache für bestimmte Hotspots sein könnte“, konstatiert Nodorft. „Im Minimum haben wir pro Stadt 100 mobile und 20 stationäre Luftmessanlagen. In Paris haben wir rund 500 Sensoren im Einsatz. Die mobilen Einheiten, die beispielsweise auf den Flottenfahrzeugen der DPD Group montiert sind, sind sehr genau, da die Daten regelmäßig mit den stationären Sensoren abgeglichen werden. Die Basis für dieses Verfahren bietet ein erteiltes, weltweites Patent unseres Partners der Pollutrack SAS.“ Doch damit nicht genug, entwickelt Deus Pollutrack ein Prognosesystem, in das auch Wetterdaten aus eigenen Stationen integriert werden. Die Pilotstädte sind Teltow und Halberstadt. „Beides ideale Städte, weil sie klein sind und solche Piloten deutlich vereinfachen. In Summe sind dort 150 Sensoren im Einsatz. Wir benötigen das Wetter am stationären Messpunkt, damit das Prognosesystem korreliert mit der Wetterprognose einen Ausblick geben kann, wie die Schadstoff-Belastung, beispielsweise morgen, sein wird.“ Damit wird es ermöglicht, ein umweltsensitives Verkehrsmanagement betreiben zu können.
Der Air Quality Index ist ein international standardisiertes Format. Ebenfalls Standard sind Vector-Karten und die „Heatmap“. „Damit kann ich relativ schnell sehen, wie hoch die Belastung an welcher Stelle in der Stadt ist, je röter, desto belasteter. Wir haben gemeinsam mit unseren Partnern in Europa, wie der DPD Group, über 4.000 Sensoren im Realbetrieb. Für die Datenübertragung haben wir uns ganz bewusst auf die 4G- und 5G-Netzen fokussiert, die die höchste Sicherheit bei den Übertragungswegen bieten. Alle mobile Sensoren haben einen GPS-Tracker und so lassen sich die Werte auf den Servern mit den festen Standorten abgleichen und gegebenenfalls können Korrekturen vorgenommen werden.“
Green Zones
Eine wichtige Erkenntnis aus den Daten ist nicht nur, welche Bereiche in der City besonders belastet sind, sondern vor allem, welche besonders sauber sind. „Wo befinden sich die sogenannten Green Zones“, nennt es Nodorft und beschreibt das Problem des Ultra-Feinstaubs, der keine natürliche Barriere auf seinem Weg in den menschlichen Körper kennt. „Es ist sogar blutgängig. Bei den Nahrungsmitteln haben wir überall Grenzwerte, weil sich ab bestimmter Konzentrationen Stoffe und Partikel im Körper anreichern und dann zu unerwünschten gesundheitlichen Reaktionen führen können. In wie weit diese – wie es oft verbreitet wird – zum vorzeitigen Tod führen, ist aus meiner persönlichen Sicht nicht wirklich exakt belegbar. Unstrittig sind die enorm negativen Auswirkungen von Luftschadstoffen, vor allem je kleiner diese sind (Nanopartikel) für den menschlichen Organismus. Das kann man – ohne Mediziner zu sein – unterstellen.“ Mit den analysierten Daten können dann Empfehlungen geben werden, wo man intensiv Sport treiben kann. „Wir definieren Hotspots, also Bereiche, die 50 Prozent über dem Stadtdurchschnitt liegen“ sagt Nodorft und zeigt auf eine Darstellung, in der er gerade Hamburg mit einem recht sauberen Durchschnitt zeigt. „Aber hier, im Hafenbereich haben wir in der Regel immer eine höhere Belastung. Das ist oft bei Bahnhöfen festzustellen. Dort ist der Bremsabrieb der Züge einer der Hauptgründe für den gefährlichen Feinstaub.“ So lassen sich gerade Areale um Kindergärten, Schulen und Altenheime gut analysieren und Gegenmaßnahmen einleiten. Alleine in Hamburg konnten elf Green Zones identifiziert werden, welche auch über einen Zeitraum von über einem Jahr stabil geblieben sind.
Die Möglichkeiten der Luftmessung und im zweiten Schritt der Luftverbesserung sind also bereits längst vorhanden. Jetzt sind oft „die Städte“ gefragt, die Daten erheben zu lassen, diese auszuwerten und die richtigen Maßnahmen zu treffen. Der Toyota Mirai zeigt eine Möglichkeit, wie Unternehmen bereits jetzt einen winzigen Hebel haben, Luftqualität zu verbessern.