Bei der Bewertung der Umweltbelastung des Verkehrs lag der Fokus bisher auf den Verbrennungsemissionen. In einer ersten grossen Studie zu den Abriebsemissionen von Schienenfahrzeugen belegen Forschende an der Technischen Universität Graz, dass «Non-Exhaust-Emissionen» des Schienenverkehrs ebenfalls einen relevanten Einfluss auf die Umwelt haben.
Dies trifft besonders auf Gebiete entlang von Bahnstreckenabschnitten zu, auf denen vermehrt gebremst wird: dazu gehören Bahnhofszufahrten und Teilstücke mit Geschwindigkeitsbegrenzungen. Die Abriebsemissionen von Schienenfahrzeugen allein erreichten im für die Studie untersuchten Augsburg (D) entlang von Bahntrassen Werte von bis zu 25 Mikrogramm Feinstaub der Kategorie PM10 (Partikel mit einem Durchmesser kleiner als zehn Mikrometer) pro Kubikmeter als Tagesmittelwert. Das entspricht bereits der Hälfte des zulässigen Grenzwerts von 50 Mikrogramm je Kubikmeter.
Mit Schwermetallen belasteter Feinstaub
Mit zunehmender Entfernung von den Bahntrassen – ab etwa zehn Metern – geht die Belastung durch den Abrieb der Schienenfahrzeuge zwar rasch zurück, doch die Feinstaubpartikel gelangen auch in Boden und Gewässer. In den Emissionen von Eisenbahnen ist der Schwermetallanteil wesentlich höher als bei anderen Verkehrsträgern, was sich in stärker belasteten Ablagerungen niederschlägt. Am Projekt beteiligte Chemikerinnen und Chemiker des Deutschen Zentrums für Schienenverkehrsforschung (DZSF) konnten diese Rückstände in Gewässern nachweisen.
Um die Zusammensetzung und Quelle der Abriebspartikel bestimmen zu können, wurden die beteiligten Komponenten in verschiedenen Laboren untersucht. Das Team um Daniel Fruhwirt testete mehrere Bremsbeläge im neuen Bremsenprüfstand für Schienenfahrzeuge an der TU Graz. Am Politecnico di Milano untersuchten die Forschenden den Abrieb des Fahrdrahtes und des Stromabnehmers, um die Feinstaubemissionen von Zügen an Oberleitungen ebenfalls einordnen zu können. Und bei der DB Systemtechnik in Berlin, einem Tochterunternehmen der Deutschen Bahn, nahm das Team den Rad-Schiene-Kontakt unter die Lupe. Mit den dadurch gewonnen Daten war es möglich, die Emissionen in Luft, Böden und Gewässern den Schienenfahrzeugen zuzuordnen.
Bestrebungen bei Bremszertifizierung
«Auf Basis unserer Studie können wir klar sagen: Die Non-Exhaust-Emissionen der Schiene sind nicht vernachlässigbar», erklärt Daniel Fruhwirt vom Institut für Thermodynamik und nachhaltige Antriebssysteme der TU Graz. «Bevor wir diese Studie gemacht haben, gab es eine riesige Datenlücke, was die Abriebsemissionen der Schienenfahrzeuge betrifft. Jetzt konnten wir einen wesentlichen Beitrag leisten, um diese zu schliessen. Die Emissionen sorgen zwar nicht im Alleingang dafür, dass Schadstoffgrenzwerte überschritten werden, aber im Gesamtmix spielen sie durchaus eine Rolle. Daher ist es wichtig, dass es Bestrebungen gibt, bei der Bremszertifizierung in Zukunft auch das Emissionsverhalten zu beurteilen.»
