Jede Messstation zählt

BfG forscht zum Einsatz günstiger Luftqualitätssensoren für die Erfassung von Schiffsabgasen.

Wie gut lassen sich Luftschadstoffe aus der Binnenschifffahrt mit sogenannter Low Cost Sensorik messen? Um diese Frage zukünftig beantworten zu können, startete in der BfG im September 2023 das vom BMDV geförderte Forschungsprojekt REIN. Darin wird die wissenschaftliche Vorarbeit geleistet, um möglicherweise zukünftig unter anderem Stickoxide, (Ultra-)Feinstaub und Rußpartikel in vergleichbarer Genauigkeit mit kostengünstigen Sensoren erfassen zu können.

Für die Messung von Emissionen aus verschiedenen Verkehrssektoren, u.a. aus der Schifffahrt, kommen bisher vorwiegend sehr teure Messgeräte zum Einsatz. Ein Grund für den Preis ist, dass die Geräte sehr leistungsfähige und präzise Messmethoden besitzen und aufgrund der hohen Anforderungen nicht in der Massenanwendung sind. Eine flächendeckende und engmaschige Messung von Emissionen mit ihnen wäre daher mit hohen Kosten und Personalaufwand verbunden.

Für den vorgesehenen Einsatzzweck potenziell ebenso geeignete, jedoch einfacher aufgebaute und dadurch günstigere Sensoren schaffen die Möglichkeit, neue Standorte für Messpunkte zu erschließen sowie die interessierte Bevölkerung im Rahmen von „Citizen Science“ Projekten in die Forschungsarbeit miteinzubinden. Die großflächige Nutzung von Low Cost Sensorik bietet außerdem das Potential, die Modernisierung der Binnenschiffflotte zukünftig zu begleiten und die gewonnen Erkenntnisse auf andere Verkehrssektoren zu übertragen.

„Durch die Verwendung sog. Low Cost Sensorik in größerer Stückzahl ergeben sich vielversprechende Möglichkeiten für eine erhöhte Messnetzdichte“, sagt Dr. Philipp Eger, der maßgeblich in dem Projekt forscht. „Hierfür bedarf es vorab jedoch einer intensiven Eignungsprüfung inklusive Vergleichsmessungen mit Referenzgeräten“, erklärt der Atmosphärenphysiker.

Dr. Philipp Eger, Dr. Alexander Zavarsky und ihre Kollegen/-innen verwenden dazu günstige Messgeräte und hochkarätige Standardmesssysteme parallel, um eine direkte Vergleichbarkeit am Messort herzustellen. Erfasst werden die Schadstoffe (NO2, NO, CO2, O3, PM10, PM2,5, UFP, Ruß) am Messponton der BfG am Rhein in Koblenz. Zur Auswertung der Messdaten werden zusätzlich anonymisierte Schiffspositionsdaten und meteorologische Daten berücksichtigt. Im Anschluss werden die beteiligten Forscherinnen und Forscher am Projektende u. a. Genauigkeit, Nachweisgrenzen, Langzeitstabilität und Ansprechverhalten der verschiedenen Low Cost Sensoren bewerten.

Das Projekt „Eignung von Low Cost SensoRik für die Erfassung von Schiffsabgasen IN hoher zeitlicher und räumlicher Auflösung (REIN)“ wird im Rahmen der Innovationsinitiative mFUND durch das Bundesministerium für Digitales und Verkehr gefördert.

Was kommt aus dem Schiffsschornstein?

Das Thema Luftschadstoffe an Bundeswasserstraßen ist nicht neu an der BfG: Im Rahmen des Projektes „Rauch“ erhebt die BfG an mehreren Standorten kontinuierlich Immissionsdaten für Stickoxide, Kohlendioxid, Feinstaub, Ultrafeinstaub und Ruß. Das Projekt startete im Frühjahr 2020 und endet im Dezember 2023. Erste Ergebnisse liegen bereits vor: So konnten die beteiligten Forscherinnen und Forscher den durchschnittlichen Beitrag der Binnenschiffe an der Gesamtbelastung über den Messzeitraum für die verschiedenen Messstandorte errechnen. Hinsichtlich der Partikelgrößenverteilung konnte gezeigt werden, dass Binnenschiffe – ähnlich wie dieselbetriebene Fahrzeuge im Straßenverkehr – größtenteils Partikel im Ultrafeinstaubbereich emittieren.

https://www.bafg.de/DE/Service/presse/2023-12-18_Projektstart_REIN.html;jsessionid=4D8C7A80B3ABFFD648BFDCBD5342C1A5.live11314