Kurzfassung Green City Masterplan Ludwigsburg

Schlussbericht zu dem vom BMVI geförderten Projekt

im Rahmen des

Sofortprogramms Saubere Luft 2017 - 2020

Impressum Gesamtprojektkoordination Heinz Handtrack

Beiträge wurden verfasst von:

Heinz Handtrack, Stadt Ludwigsburg, Referat Nachhaltige Stadtentwicklung (Projektleitung)

Steven Sonnet, Stadt Ludwigsburg, Referat Nachhaltige Stadtentwicklung

Sascha Behnsen, Stadt Ludwigsburg, Fachbereich Stadtplanung und Vermessung

Dr. Annette Hofmann, Siemens AG, Siemens CT (Projektleitung)

Florian Ansgar Jaeger, Siemens AG, Siemens CT

Marius Held, Siemens AG, Siemens CT

Ludwigsburg 2018

Inhaltsverzeichnis

Inhaltsverzeichnis

1 Problem und Zielstellung ...................................................................................................... 1 2 Luftschadstoffe und ihre Auswirkungen .............................................................................. 2 3 Methodisches Vorgehen mittels City Performance Tool – Air ............................................ 3 4 Vorbereitende Arbeitspakete ................................................................................................ 4

4.1 Dokumenten- und Umfeldanalyse ..................................................................................... 4 4.2 Spezifizierung der Hauptmaßnahmen ............................................................................... 5

4.2.1 Elektromobilität / Elektrifizierung des Verkehrs (PKW) ............................................... 6 4.2.2 Verbesserung Radverkehr ......................................................................................... 6 4.2.3 Reaktivierung Markgröninger Bahn für Regionalbahn ................................................ 7 4.2.4 BRT-Schnellbussystem ............................................................................................. 7

4.3 Spezifizierung der Sekundärmaßnahmen ......................................................................... 8 5 Maßnahmen und Bewertung nach Wirkungspotential ........................................................ 9

5.1 Stadtweite Betrachtung ..................................................................................................... 9 5.1.1 Entwicklung ohne die Anwendung von Maßnahmen .................................................. 9 5.1.2 Entwicklung bei Anwendung der Maßnahmen ......................................................... 11

5.2 Hotspot Friedrichsraße ................................................................................................... 13 5.2.1 Entwicklung ohne die Anwendung von Maßnahmen ................................................ 15 5.2.2 Entwicklung bei Anwendung der Maßnahmen ......................................................... 15

6 Ausblick und Anschlussthemen ......................................................................................... 20 Anhang A (Treibhausgasemissionen) ....................................................................................... 21 Literaturverzeichnis .................................................................................................................... 23 Abbildungsverzeichnis ............................................................................................................... 24 Abkürzungsverzeichnis .............................................................................................................. 25

Problem und Zielstellung

1

1 Problem und Zielstellung

Im Rahmen des „Nationalen Forums Diesel“ wurde der Fonds „Nachhaltige Mobilität für die Stadt“

von der Bundesregierung aufgelegt, um Maßnahmen zur Verbesserung der Luftqualität zu fördern.

Damit sollen die Kommunen bei der Gestaltung nachhaltiger und emissionsfreier Mobilität unter-

stützt werden. Die Bundesregierung hat dazu das Sofortprogramm Saubere Luft 2017 – 2020 initi-

iert. Städte und Kommunen, die EU-Grenzwerte überschreiten, wurden aufgerufen, einen „Green

City Masterplan“ zu erstellen. Dieser ist Voraussetzung um bei der „Digitalisierung kommunaler

Verkehrssysteme“ gefördert zu werden.

Ludwigsburg liegt im Großraum Stuttgart, einem der verkehrsreichsten Zentren Deutschlands. Die

Lage der Stadt direkt an zwei Autobahnabfahrten führt zu einem besonders hohen Durchgangsver-

kehr aus der Region in die Landeshauptstadt. Der gesetzlich festgesetzte Jahresmittel-Grenzwert

von 40 Mikrogramm Stickstoffdioxid pro Kubikmeter (µg NO2/m³) wird in Ludwigsburg mit 51 µg NO2/m³ als Jahresmittel-Grenzwert 2017 deutlich überschritten. Die Messwerte wurden an der

Friedrichstraße in Ludwigsburg aufgenommen und über das Landesamt für Natur-, Umwelt- und

Verbraucherschutz (LUBW) veröffentlicht. Neben dem Durchgangsverkehr gilt als weiterer Haupt-

verursacher für die NO2-Überschreitungen der lokale Verkehr.

Die Stadt Ludwigsburg verfolgt mit Nachdruck das Ziel, die Grenzwerte in der nahen Zukunft und

dauerhaft einzuhalten. Neben der Steigerung der Lebensqualität sollen damit in allererster Linie drohende Fahrverbote abgewendet werden.

Die Klage der Deutschen Umwelthilfe (DUH) ist darauf ausgerichtet, Fahrverbote als Bestandteil der

Luftreinhaltepläne zu verankern, um die Schadstoffwerte zu senken. Die Bundesrichter in Leipzig

hatten dies vor dem Hintergrund der Verhältnismäßigkeit bestätigt: Fahrverbote sind in all jenen

Städten möglich, die beim Stickstoffdioxid den gesetzlichen Höchstwert nicht einhalten können, also

auch in Ludwigsburg. Die Stadt liegt innerhalb einer Umweltzone mit bestehendem Luftreinhalte-

plan, für den das Regierungspräsidium Stuttgart zuständig ist. Nach dem Leipziger Gerichtsurteil

kann dieses Verkehrseinschränkungen anordnen. Aufgrund der Zuständigkeit für den notwendigen

Luftreinhalteplan richtet sich die Klage nicht in erster Linie gegen die Stadt Ludwigsburg, sondern

gegen das Land als zuständige Einheit. Ludwigsburg ist eine sogenannte „beigeladene Partei“.

Luftschadstoffe und ihre Auswirkungen

2

2 Luftschadstoffe und ihre Auswirkungen

Luftschadstoffe in zu hohen Konzentrationen können gesundheitsgefährdend sein. Zu diesen Luft-

schadstoffen zählen unter anderem Feinstaub (PM) und Stickstoffdioxid (NO2), Benzol, Kohlenmo-

noxid, Schwefeldioxid, Ruß und Schwermetalle im Feinstaub (Blei, Arsen, Kadmium und Nickel).

Besonders problematisch sind gasförmige Verbindungen wie beispielsweise Stickstoffdioxid bzw.

dessen Abbauprodukte im Körper und Kleinstpartikel in Form von Feinstaub. Der Verkehrssektor ist

ein wesentlicher Verursacher dieser Luftschadstoffe.

Stickstoffoxid

Stickstoffoxide (NOx) entstehen überwiegend bei Verbrennungsprozessen, als gasförmige Oxidati-

onsprodukte aus Luftstickstoff. Den größten Anteil haben Stickstoffmonoxid (NO) und Stickstoffdi-

oxid (NO2), letzteres wird in den Städten als Grenzwert gemessen.

Da sich zwischen NO2 und NO, nach dem Verlassen des Auspuffs, über die Ozonchemie schnell

ein Gleichgewicht einstellt, wird in den folgenden Abschnitten NOx als Emission berechnet und nicht

NO2. Die wesentlichen Emittenten sind Verbrennungsmotoren und Feuerungsanlagen für Kohle, Öl,

Gas, Holz und Abfälle. In Ballungsgebieten ist der Straßenverkehr die größte NOx-Quelle - siehe

(Minkos, Dauert et al., Januar 2017), so dass die Konzentration in der Luft in Ballungsräumen und

entlang von Hauptverkehrsstraßen und Autobahnen am höchsten sind. Nähere Angaben hierzu

bzw. zur gesamten Beitragsanalyse finden sich in Kapitel 5.

Feinstaub (PM)

Feinstaub besteht aus einem komplexen Gemisch fester und flüssiger Partikel und wird abhängig

von deren Größe in unterschiedliche Fraktionen eingeteilt. Unterschieden werden PM10, mit einem

maximalen Durchmesser von 10 Mµkrometer, PM2,5 und ultrafeine Partikel. Je nach Größe ergeben

sich unterschiedliche, gesundheitsschädliche Auswirkungen auf den menschlichen Körper.

In den Ballungsgebieten zählt, neben der Industrie, vor allem der Straßenverkehr zu einer der größ-

ten Feinstaubquellen. Dabei gelangt er nicht nur aus Motoren – vorrangig aus Dieselmotoren – in

die Luft, sondern auch durch Bremsen- und Reifenabrieb sowie durch die Aufwirbelung des Stau-

bes von der Straßenoberfläche. Da bereits seit 2005 Grenzwerte für die Feinstaubfraktion PM10

gelten und dessen Jahresmittelwert einen weiteren, wichtigen Indikator für die Luftqualität darstellt,

wurden die PM10-Konzentrationen im Zuge der NOx-Berechnungen mit berücksichtigt.

Methodisches Vorgehen mittels “City Performance Tool – Air”

3

3 Methodisches Vorgehen mittels “City Performance Tool – Air”

Das von Siemens entwickelte „City Performance Tool – Air“ (CyPT-Air) basiert auf einem parametri-

sierten Modell, das mehr als 40 Technologien und Maßnahmen aus dem Verkehrsbereich mit un-

terschiedlichen Zeiträumen und Implementierungsraten bewerten kann. Ziel ist, die Umwelteinflüsse

einer Stadt durch den spezifischen Einsatz von Maßnahmen und Technologien zu verbessern. Der

Schwerpunkt liegt dabei auf der lokalen Luftschadstoffreduzierung, jedoch werden auch die global

verursachten Treibhausgasemissionen betrachtet. Dieses Tool kam unter anderem bereits sehr

erfolgreich in einem Pilotprojekt 2017 in Nürnberg zum Einsatz (Jaeger, A. F. et al., Mai 2017).

Bei der Erstellung des „Green City Masterplans“ für die Stadt Ludwigsburg wurde das CyPT-Air ein-

gesetzt. Mit dem Programm wurde beurteilt, inwieweit bestimmte Maßnahmen die Umweltbelastun-

gen senken, die Verkehrsmittelwahl ändern (öffentliche Verkehrsmittel anstelle des Privatfahrzeu-

ges) oder die Effizienz steigern können. Dadurch kann eine signifikante Reduzierung der verkehrs-

bedingten Emissionen (insbesondere NOx) und eine damit einhergehende, bessere Luftqualität er-

reicht werden.

Der Ansatz ist strukturiert in folgende Schritte:

1. Beschaffung und Einpflegen der erforderlichen Daten und Informationen

2. Analyse des Verkehrssystems, dessen Luftschadstoff- und CO2-Emissionen (Baseline)

3. Entwicklung eines sogenannten „Business as Usual“ (BAU) Szenario

o Berechnung der zukünftigen Entwicklung der Emissionen ohne die Anwendung

weiterer, geplanter Maßnahmen

4. Analyse der Herkunft der Emissionen (Beitragsanalysen)

5. Identifikation potentieller Maßnahmen zur Emissionsreduktion

6. Einpflegen der reduktionsmindernden Wirkung der Maßnahmen

7. Berechnung der zukünftigen Entwicklung der Emissionen unter Einbeziehung der identifi-

zierten Maßnahmen

8. Darstellung des Reduktionspotentials der identifizierten Maßnahmen

Vorbereitende Arbeitspakete

4

4 Vorbereitende Arbeitspakete

4.1 Dokumenten- und Umfeldanalyse

Die Dokumenten- und Umfeldanalyse ist Voraussetzung, um ein Verkehrssystem bewerten zu kön-

nen. Daten, die das Verkehrssystem beschreiben, werden aus verschiedensten Quellen gesammelt

und mit ihnen der aktuelle Status ermittelt. Insbesondere mussten folgende Fragen beantwortet

werden:

• Wie viele Personenkilometer werden innerhalb der Stadtgrenzen zurückgelegt?

• Mit welchen Transportmitteln werden diese Kilometer zurückgelegt?

• Wie viele Emissionen produzieren die einzelnen Transportmittel?

• Wie hoch ist die Auslastung der einzelnen Transportmittel?

• Wie viele Frachten werden innerhalb der Stadt transportiert?

• Mit welchem Transportmittel werden diese Frachten transportiert?

• Wie viele Emissionen erzeugen diese Transportmittel?

• …

Mit diesen Informationen konnten erste Aussagen über das Verkehrssystem in Ludwigsburg getrof-

fen werden. Beispielsweise hat die Analyse gezeigt, dass der Personenverkehr durch den motori-

sierten Individualverkehr dominiert wird – über 80 Prozent der zurückgelegten Personenkilometer

werden mit dem PKW absolviert (siehe Abbildung 4.1).

Abbildung 4.1 Transportsystem Ludwigsburg: Personenkilometer-Anteile (Siemens 2018)

Vorbereitende Arbeitspakete

5

Dabei ist auf den Unterschied zwischen Personenkilometern und Wegeanteilen hinzuweisen. Wäh-

rend die Wegeanteile angeben, welches Transportmittel vom Benutzer gewählt wird, um eine Stre-

cke zurückzulegen, geben die Personenkilometer an, wie viele Kilometer mit einem Transportmittel

zurückgelegt werden. Dieser Unterschied ist wichtig, da die Abbildung der Wegeanteile, im Ver-

gleich zu der Abbildung der Personenkilometer, eher positiv erscheint (siehe Abbildung 4.2).

Abbildung 4.2 Vergleich der Personenkilometer mit den Wegeanteilen (Siemens 2018)

Es ist zu erkennen, dass zwar „nur“ 59 Prozent der Wege mit motorisierten Privatfahrzeugen zu-

rückgelegt werden, diese aber 81,4 Prozent der gesamten zurückgelegten Personenkilometer ab-

decken. Das liegt daran, dass mit motorisierten Privatfahrzeugen grundsätzlich längere Strecken

zurückgelegt werden als mit dem ÖPNV, dem Fahrrad oder zu Fuß. Um die Emissionen des Ver-

kehrssystems bestimmen zu können, wurde im Folgenden grundsätzlich mit Personenkilometern

gerechnet.

4.2 Spezifizierung der Hauptmaßnahmen

In einem Workshop mit den entsprechenden Fachbereichen (u. a. Referat Nachhaltige Stadtent-

wicklung und Fachbereich Stadtplanung und Vermessung) der Stadt wurden die bis dahin identifi-

zierten Hauptmaßnahmen spezifiziert und priorisiert. Zusammengefasst wurden folgende Angaben

erhoben und Annahmen getroffen:

Vorbereitende Arbeitspakete

6

4.2.1 Elektromobilität / Elektrifizierung des Verkehrs (PKW)

Seitens der Automobilhersteller gibt es Anstrengungen, die Modellpalette im Bereich der Elektro-

fahrzeugmodelle zu erweitern und Themen wie Reichweite und Ladedauer sowie die Anschaffungs-

kosten zu lösen. Auf der kommunalen Seite besteht die Herausforderung im kontinuierlichen Ausbau der Ladeinfrastruktur im öffentlichen Raum. Neben der Ladeinfrastruktur im öffentlichen

Raum ist der Ausbau von Ladepunkten im privaten Bereich und auf Parkflächen von Unternehmen

im besonderen Fokus, da die Fahrzeuge dort am längsten abgestellt werden.

Ludwigsburg ist neben Stuttgart in der Region bereits jetzt Vorreiter in Sachen Elektromobilität, ins-

besondere beim Ausbau der Ladeinfrastruktur. Für E-Taxis, E-Carsharing, im Wohnbereich und auf

Parkplätzen in den Gewerbegebieten ist weiterhin ein intensiver Ausbau der Ladeinfrastruktur vor-

gesehen.

Neben dem derzeitigen Bestand wurden die in der Stadt geplanten zusätzlichen Anschaffungen von

E-Fahrzeugen und Ladeinfrastruktur bei den Annahmen berücksichtigt, um die Emissionsreduktion

durch die Entwicklung der Elektroflotten bis 2030 abzuschätzen.

Folgende Ausbaustufen lagen zum Zeitpunkt der Masterplanerstellung vor:

• Weitere 30 E-Fahrzeuge für kommunalen Fuhrpark inkl. erforderlicher Ladeinfrastruktur

• Elektrobusse (ÖPNV): 5 Elektrobusse inklusive Ladeinfrastruktur

o ab 2020 Jährlich 5 neue Elektrobusse (bis 2025)

• Ausbau der öffentlichen Ladeinfrastruktur: 30 Ladesäulen

• E-Carsharing: 5 Ladesäulen

• E-Taxis: 5 Ladesäulen

Zusätzlich zu diesen Angaben, wurden für die CyPT-Berechnungen die von den Fahrzeugherstel-

lern angenommenen (prognostizierten) Angaben einer verstärkten Verbreitung der Elektromobilität

bis in das Jahr 2030 zugrunde gelegt (u.a. Richtwert: bis 2025 wird von 25 Prozent E-Fahrzeugen

bei den Neuzulassungen ausgegangen).

4.2.2 Verbesserung Radverkehr

Die Stadt Ludwigsburg fördert den Radverkehr in der Stadt, mit attraktiven Radrouten, neuen Ab-

stellmöglichkeiten, moderner Wegbeschilderung und permanenter Öffentlichkeitsarbeit. Der Ge-

meinderat beschloss im Jahr 2014 das neue Radroutenkonzept mit dem Ziel, den Radverkehrsan-

teil zu verdoppeln. Dieses wird aktuell fortgeschrieben. Weitere Maßnahmen sind zum Beispiel der

Vorbereitende Arbeitspakete

7

Verleih von Pedelecs und Mieträdern an der Radstation. Seit Herbst 2015 gibt es zusätzlich eine

neue E-Bike-Station am Bahnhof: ein voll automatisches, regionales Pedelec-Verleihsystem mit

zusätzlichen Abstell- und Lademöglichkeiten für private Pedelecs. Weiterhin ist ein Fahrradpark-

haus mit 700 Stellplätzen am Bahnhof geplant sowie der Aufbau von Fahrradboxen in Quartieren.

Für den kurz-, mittel- und langfristigen Zeithorizont wurden folgende Annahmen getroffen:

• Wegeanteile: 2018: ca.10 Prozent

• Wegeanteile: 2020: +2-3 Prozent durch sicherere Radinfrastruktur (z.B. Fahrradboxen)

• Wegeanteile: 2025: 20 Prozent Wegeanteil durch normalen Ausbau der Radrouten zu-

sätzlich +5 Prozent durch Radschnellwege

• Wegeanteile: 2030: 30 Prozent Wegeanteil durch Fortschreibung Radroutenkonzept

4.2.3 Reaktivierung Markgröninger Bahn für Regionalbahn

Im Zuge der Doppelstrategie für den Ausbau des ÖPNV ist einer der Pfeiler für die Stadt Ludwigs-

burg die Reaktivierung der Bahnstrecke zwischen Markgröningen und Ludwigsburg mit Ver-längerung bis Kornwestheim sowie die Einführung eines "Bus Rapid Transit" (BRT), einer Art

schienenlosen Stadtbahn in Ludwigsburg nach Remseck und Pattonville. Die geplante Maßnahme

„Reaktivierung Markgröninger Bahn“ und der BRT werden frühestens ab dem vierten Quartal im

Jahr 2020 in den Betrieb gehen. Aktuell laufen die Planungsarbeiten. Es gab mehrere Untersu-

chungen bezüglich der stillgelegten Strecke. So wurde in Möglingen und Markgröningen beispiels-

weise der Gleisunterbau untersucht. Spezialisten bewerten, ob die erforderliche Statik noch gege-

ben ist.

Für die Berechnungen wurden folgende Annahmen wurden getroffen:

• 30-Minuten-Takt zwischen Ludwigsburg und Markgröningen mit kurzen Umsteigezeiten von

und nach Stuttgart

• 8,5 Kilometer Trassenlänge

• Auslastung wie S-Bahn (17,7 Prozent)

4.2.4 BRT-Schnellbussystem

Der zweite Pfeiler der „Doppelstrategie“ ist ein BRT-Netz (Bus Rapid Transit). Dabei werden

mehrere Varianten der Trassenführung diskutiert.

Vorbereitende Arbeitspakete

8

„Verstopfte Straßen, steigende Belastungen durch Stickoxide, ein drohender Verkehrskollaps: Das Verkehrsaufkommen innerhalb der Stadt Ludwigsburg sowie in den angrenzenden Gemeinden wächst ständig. Als Antwort darauf setzen der Landkreis und die Kommunen Ludwigsburg, Korn-westheim, Remseck, Markgröningen und Möglingen auf den Ausbau des öffentlichen Personen-nahverkehrs (ÖPNV). Dieses Konzept für den ÖPNV-Ausbau wird auch als „Doppelstrategie“ be-zeichnet. Es besteht insgesamt aus drei Komponenten: Zwei Komponenten lassen sich kurzfristiger umsetzen, um schnell Abhilfe zu schaffen (Regionalbahn und BRT-Busse) – eine dritte, längerfristi-ge Komponente ist auf die Zukunft ausgerichtet (Stadtbahn).“ (https://doppelstrategie-ludwigsburg.de/)

Bei dem Schnellbussystem geht es zunächst um die Erweiterung der BRT-Linie Ludwigsburg –

Remseck, Ludwigsburg – Weststadt. Für die Berechnungen wurden folgende Annahmen zugrunde

gelegt:

• 10-Minuten-Takt • 11 Kilometer Trassenlänge • Auslastung wie Busse (14,7 Prozent) • 24 Meter Länge

Abbildung 4.3 Doppelstrategie: Reaktivierung der Schiene und BRT

Zusätzlich zur „Doppelstrategie“ ging es bei der Maßnahmendiskussion auch um die Verbesserung

der zur Verfügung stehenden ÖPNV-Angebote. Prinzipiell wird von einem grob linearen Wachs-tum der Fahrgastzahlen und der schrittweisen Einführung des 15- Minunten-Takt bei der S-Bahn

ausgegangen, weiterhin von einer hohen Taktdichte im Stadtverkehr.

4.3 Spezifizierung der Sekundärmaßnahmen

Im Laufe vielfach wiederholter Berechnungsschritte wurden folgende Sekundärmaßnahmen zusätz-

lich aufgenommen, die im Kapitel 5 ebenso einer Bewertung unterzogen werden.

• Diesel-Zulassungsrückgang (um ca. 30 Prozent seit Beginn des Jahres 2018)

• Diesel-Nachrüstung (Software Update).

• Elektrifizierung der Busse

Maßnahmen und Bewertung nach Wirkungspotential

9

5 Maßnahmen und Bewertung nach Wirkungspotential

In diesem Kapitel werden die Wirkungen der Haupt- und Sekundärmaßnahmen im Vergleich

zu der Entwicklung ohne Maßnahmen („Business as Usual“-Szenario) vorgestellt. Dabei wird

unterschieden in die stadtweite Betrachtung und die Betrachtung am HotSpot Friedrichstra-

ße.

5.1 Stadtweite Betrachtung

Aufgrund der detaillierten Analyse des Verkehrssystems konnten die verkehrsbedingten

NOx- und PM10-Emissionen den verschiedenen Verursachern zugeordnet werden. Wie in

Abbildung 5.1 dargestellt, werden mehr als 70 Prozent der verkehrsbedingten NOx-

Emissionen durch Diesel-PKWs und nur rund 10 Prozent durch Benzin-PKWs verursacht.

Den restlichen Teil erzeugen hauptsächlich Busse des ÖPNV sowie Fracht-Transporter und

LKW. Im Gegensatz dazu tragen Diesel- und Benzin-PKW annähernd zu gleichen Teilen an

den stadtweiten PM10-Emissionen bei.

Abbildung 5.1 Beitragsanalyse der verkehrsbedingten Emissionen (2020) (Siemens 2018)

5.1.1 Entwicklung ohne die Anwendung von Maßnahmen

Im sogenannten „Business as Usual“-Szenario wird die Entwicklung der Emissionen ohne die Einwirkung der geplanten Maßnahmen betrachtet. Das heißt es werden nur die Ver-

änderungen berücksichtigt, die unabhängig und ohne Einwirkung der Stadtplaner eine Aus-

wirkung auf das Transportsystem haben. Dazu gehören vor allem das prognostizierte Be-völkerungswachstum und die Flottenerneuerung der Fahrzeuge mit neuen EURO-

Klassen.

Maßnahmen und Bewertung nach Wirkungspotential

10

Das Bevölkerungswachstum wird innerhalb der Stadtgrenzen in den nächsten Jahren deut-

lich ansteigen – um bis zu 10 Prozent bis zum Jahr 2030. Obwohl damit ein Anstieg der Per-

sonenkilometer einhergeht, sinken die Emissionen infolge der natürlichen Flottenerneuerung

(siehe Abbildung 5.2).

Abbildung 5.2 Flottenkategorisierung nach Fahrzeug-Prognose (Siemens 2018)

Aufgrund der Flottenerneuerung ist eine deutliche Reduktion der NOx-und CO2-Emissionen

bis zum Jahr 2030 zu erwarten (siehe Abbildung 5.3). Fahrzeuge mit neuen EURO-Klassen

stoßen weniger NOx und CO2 aus und reduzieren deren stadtweite Emission trotz steigen-

der Personenkilometer. Im Gegensatz dazu werden die steigenden Personenkilometer bis

zum Jahr 2030 negative Auswirkungen auf die Feinstaubemissionen haben.

Maßnahmen und Bewertung nach Wirkungspotential

11

Abbildung 5.3 Entwicklung der verkehrsbedingten Emissionen (Siemens 2018)

5.1.2 Entwicklung bei Anwendung der Maßnahmen

Die in Kapitel 4 beschriebenen Haupt- und Sekundärmaßnahmen können die Emissionen

stadtweit kurz- und langfristig deutlich reduzieren. Dies zeigen nachstehende Ausführungen

und Abbildungen. Dabei wurden die Auswirkungen für die Zeithorizonte 2018, 2019, 2020,

2021, 2025 und 2030 berechnet.

Die Hauptmaßnahmen (BRT, Neue Bahnlinie, Fahrradförderung, E-Car-Einführung) haben bis zum Jahr 2030 eine über die Jahre deutlich steigende, emissionsreduzieren-de Wirkung. Ebenfalls ist eine deutliche Verringerung der Feinstaubemissionen zu erwarten

(siehe Abbildung 5.4). Die reaktivierte Bahnlinie und der BRT werden frühestens ab dem

vierten Quartal 2020 in Betrieb gehen und somit erst dann eine deutliche emissionsreduzie-

rende Wirkung haben. Bis dahin wird eine Emissionsreduzierung vor allem durch den stei-

genden Anteil an Elektrofahrzeugen und die Fahrradförderung erreicht.

Zusätzlich zu den Hauptmaßnahmen haben die Sekundärmaßnahmen eine emissionsredu-

zierende Wirkung. Vor allem das Software Update und der Rückgang von Dieselzulas-sungen haben Auswirkungen auf die NOx-Emissionen und bewirken kurzfristig hohe pro-zentuale Reduzierungen. Die Sekundärmaßnahmen spielen somit hauptsächlich für die

schnelle, kurzfristige Reduktion eine bedeutende Rolle. Anders sieht es bei den Auswir-

kungen auf die PM10-Emissionen aus. Da das Software Update lediglich für die Verringerung

der NOx-Emissionen konzipiert ist und die Dieselzulassungsreduktion durch eine erhöhte

Zulassung von Benzinfahrzeugen ausgeglichen wird, sind keine Auswirkungen auf die PM10-

Emissionen festzustellen.

Maßnahmen und Bewertung nach Wirkungspotential

12

Abbildung 5.4 Emissionsreduktionspotential Haupt- und Sekundärmaßnahmen (Siemens 2018)

Um die Auswirkungen der prozentualen Reduzierungen deutlich erkennen zu können, sind in

Abbildung 5.5 die Emissionsreduzierungen in absoluten Werten dargestellt. Es ist ersichtlich,

dass die Kombination aus Haupt- und Sekundärmaßnahmen die NOx-Reduzierung be-

schleunigen und einen Anstieg der PM10-Emissionen nach 2020 verhindern.

Abbildung 5.5 Emissionsreduktionspotential Haupt- und Sekundärmaßnahmen (Siemens 2018)

Maßnahmen und Bewertung nach Wirkungspotential

13

5.1.2.1 Überblick – Maßnahmen nach Wirkungspotential

Abbildung 5.6 Maßnahmen nach Wirkungspotential (Siemens 2018)

5.2 Hotspot Friedrichstraße

Abbildung 5.7 zeigt die Situation am Hotspot Friedrichstraße. Zwischen LSA (Lichtsignalan-

lage) 60 und 61 befindet sich eine der beiden Spotmesstellen zur Messung der Luftschad-

stoffimissionen der LUBW in Ludwigsburg. Aufgrund deutlicher Überschreitungen des NOx-

Grenzwerts von 40 µg/m3 an dieser Messtelle werden im Folgenden die Auswirkungen der

definierten Haupt- und Sekundärmaßnahmen auf die dortige NOx-Konzentration betrachtet.

Eine zügige Senkung der NOx-Konzentration unter den Grenzwert ist ausschlagge-bend, um mögliche Fahrverbote verhindern zu können.

Maßnahmen und Bewertung nach Wirkungspotential

14

Abbildung 5.7 Lageplan – Messstelle Friedrichstraße (LUBW)

Durch eine Analyse der Situation an der Friedrichstraße konnten die verkehrsbedingten

NOx- und PM10-Emissionen den verschiedenen Verursachern zugeordnet werden (siehe

Abbildung 5.8). Ähnlich wie bei der stadtweiten Beitragsanalyse sind mit einem Anteil von

mehr als 66 Prozent hauptsächlich Diesel-PKW für die hohen NOx-Emissionen verantwort-

lich. Allerdings spielen auch Fracht-LKW, Benzin-PKW und Fracht-Transporter zusammen

eine große Rolle. Auch bei den PM10-Emissionen sticht der hohe Anteil des Frachtverkehrs

hervor.

Abbildung 5.8 Beitragsanalyse der verkehrsbedingten Emissionen (2020) (Siemens 2018)

Maßnahmen und Bewertung nach Wirkungspotential

15

5.2.1 Entwicklung ohne die Anwendung von Maßnahmen

Vergleichbar mit dem stadtweiten Szenario sinkt auch am Hotspot, vor allem aufgrund der

fortschreitenden Flottenerneuerung, die NO2-Konzentration kontinuierlich bis zum Jahr 2030.

Allerdings kann ohne die Wirkung von zusätzlichen Reduktionsmaßnahmen der Grenz-

wert von 40 µg/m3 bis zum Jahr 2020 nicht unterschritten werden (Abbildung 5.9). Im

BAU-Szenario wird im Jahr 2020 eine NO2-Konzentration von 40,9 µg/m3 erreicht und erst

im Jahr 2021 der Grenzwert mit einer Konzentration von 39,1 µg/m3 unterschritten.

Abbildung 5.9 Entwicklung der verkehrsbedingten NO2-Konzentrationen (Siemens 2018)

5.2.2 Entwicklung bei Anwendung der Maßnahmen

Die NO2-Konzentration an der Spotmessstelle Friedrichstraße wird im Szenario ohne Maß-nahmen im Jahr 2020 noch nicht unter den Grenzwert gesunken sein. Aufgrund dessen

wurde nachfolgend die konzentrationsreduzierende Wirkung der Haupt- und Sekundärmaß-

nahmen berechnet und anschließend die Einhaltung des Grenzwerts im Jahr 2020 überprüft.

Wie bereits bei der stadtweiten Betrachtung erwähnt, werden die reaktivierte Bahnlinie und

der BRT frühestens ab dem vierten Quartal im Jahr 2020 in Betrieb gehen und somit erst

dann eine emissionsreduzierende Wirkung haben. Bis dahin werden die NO2-Emissionen

nur durch den steigenden Anteil an Elektrofahrzeugen und die Fahrradförderung beeinflusst.

Maßnahmen und Bewertung nach Wirkungspotential

16

Wie Abbildung 5.10 zeigt, haben die Hauptmaßnahmen zusammen eine über die Jahre stei-

gende, konzentrationsmindernde Wirkung. Es ist zu erwarten, dass die Hauptmaßnahmen im

Jahr 2020 die NO2-Konzentration an der Spotmesstelle um mehr als 1 Prozent und im Jahr

2030 um mehr als 4 Prozent senken werden. Dazu tragen vor allem der steigende Anteil an

Elektrofahrzeugen und die Fahrradförderung bei. Allerdings weisen auch die Reaktivierung

der Bahnlinie und die Einführung des BRT eine deutliche konzentrationsmindernde Wirkung

auf.

Zusätzlich zu den Hauptmaßnahmen haben die Sekundärmaßnahmen eine konzentrations-

reduzierende Wirkung (siehe Abbildung 5.10). Vor allem kurzfristig bewirken das Software

Update und der Rückgang von Dieselzulassungen starke, zusätzliche Konzentrationsredu-

zierungen. Langfristig sinkt deren Reduzierungspotential und die Hauptmaßnahmen gewin-

nen mehr an Bedeutung.

Abbildung 5.10 Konzentrationsreduktion Haupt- und Sekundärmaßnahmen (Siemens 2018)

In Abbildung 5.11 sind die Reduktionspotentiale der Haupt- und Sekundärmaßnahmen in

absoluten Werten dargestellt. Ausgehend vom „Szenario ohne Maßnahmen“ (BAU) wurden

die konzentrationsmindernden Wirkungen der einzelnen Maßnahmen jeweils addiert und

sichtbar gemacht. Es ist deutlich zu erkennen, dass die Sekundärmaßnahmen vor allem

kurzfristig die NO2-Konzentration an der Spotmesstelle stark mindern. Die Wirkung der

Hauptmaßnahmen tritt vor allem mittel- und langfristig ein.

Maßnahmen und Bewertung nach Wirkungspotential

17

Abbildung 5.11 Konzentrationsreduktion Haupt- und Sekundärmaßnahmen (Siemens 2018)

Insgesamt wird durch die Wirkung aller Maßnahmen im Jahr 2020 mit einer NO2-Konzentration von 38,5 µg/m3 der Grenzwert an der Spotmesstelle Friedrichstraße un-terschritten und somit die Vorgaben eingehalten. Auch langfristig sorgt das komplette

Maßnahmenpaket für eine fortschreitende NO2-Reduktion an der Spotmesstelle. Im Jahr

2030 kann mit einer NO2-Konzentration von 26,6 µg/m3 gerechnet werden.

Maßnahmen und Bewertung nach Wirkungspotential

18

5.2.2.1 Überblick – Maßnahmen nach Wirkungspotential

Abbildung 5.12 Maßnahmen nach Wirkungspotential (Siemens 2018)

5.2.2.2 Zusätzliche Maßnahmen

Eine der wesentlichen Modernisierungen bezüglich der Verkehrssteuerung sind angepasste

Rot-Grün-Phasen an das Verkehrsaufkommen. Ziel ist ein fließender Verkehr, die Vermei-

dung von Staus und Wartezeiten (sogenannte adaptive Netzsteuerung für Lichtsignalanla-

gen). Deshalb wurde zusätzlich zu den Haupt- und Sekundärmaßnahmen die Wirkung der

geplanten adaptiven Netzsteuerung für Lichtsignalanlagen (INES+) in Kombination mit einer

Vorzugsschaltung (ANNA+) in die Berechnungen einbezogen.

Adaptive Netzsteuerung für Lichtsignalanlagen (INES+)

Auf Basis von Berechnungen der Ingenieurgesellschaft Schlothauer & Wauer (Schlothauer &

Wauer) für die Städte Heidelberg und Reutlingen wurden die NO2-Reduktionspotentiale einer

adaptiven Netzsteuerung auf den Hotspot Friedrichstraße übertragen.

Mit einem Kapazitätsmodell wurde abgeschätzt, wie sich die Verkehrsqualität in der Fried-

richstraße ändern müsste, um die gleiche Reisezeitverkürzung wie auf den Teststrecken in

Heidelberg und Reutlingen zu erreichen. Diese berechnete Verkehrsqualitätsverbesserung

führt zu einer NOx-Emissionsreduktion in der Friedrichstraße. Ausgehend von der Summe

Maßnahmen und Bewertung nach Wirkungspotential

19

der Konzentrationsreduktionen der Haupt- und Sekundärmaßnahmen (Abbildung 5.11) kann

davon ausgegangen werden, dass durch die adaptive Netzsteuerung die NO2-Konzentration

an der Spotmessstelle weiter gesenkt wird (siehe Abbildung 5.13). Im Jahr 2020 hat die

adaptive Netzsteuerung das Potential, die NO2-Konzentration um mehr als 1 µg/m3 zu sen-

ken.

Abbildung 5.13 Konzentrationsreduktion durch adaptive Netzsteuerung (INES+) (Siemens 2018)

Ausblick und Anschlussthemen

20

6 Ausblick und Anschlussthemen

Der „Green City Masterplan“ der Stadt Ludwigsburg hat das Ziel, vor allem mittels kurzfristiger, aber

auch mittel- und langfristig umsetzbarer Maßnahmen die Luftbelastung in der Stadt zu reduzieren.

Derzeit wird der gesetzlich vorgeschriebene Grenzwert für NO2-Emissionen am Hotspot in der

Friedrichstraße noch überschritten. Gegenmaßnahmen sind erforderlich, vor allem um das drohen-

de Dieselfahrverbot abwenden zu können. Zudem werden die Ergebnisse aus dem „Green City

Masterplan“ Eingang finden in die Fortschreibung des Luftreinhalteplans, der vom Regierungspräsi-

dium Stuttgart erstellt wird. Viele der im Masterplan aufgeführten Maßnahmen wirken zusammen

mit Maßnahmen des Klimaschutzkonzepts, der Luftreinhaltung und der Lärmaktionsplanung.

Der „Green City Masterplan“ bildet die Grundlage, um Mittel aus der Förderrichtlinie „Digitalisierung

kommunaler Verkehrssysteme“ für das Verkehrssystemmanagement und für den weiteren Auf- und

Ausbau der „Smart City Cloud“ (Portal) zu beantragen. Die seit Beginn des Jahres mit hohem En-

gagement und fundiertem Wissen der städtischen Fachbereiche geleisteten Arbeiten, die letztlich

Basis für den vorliegenden Masterplan sind, gilt es nun kontinuierlich weiterzuentwickeln.

Anschlussthemen

Im Rahmen des 3. Förderaufrufs „Digitalisierung kommunaler Verkehrssysteme“ wurden folgende

weiterführende Projekte definiert und – soweit möglich – den entsprechenden aktuellen Maßnah-

men aus dem Masterplan zugeordnet.

• Verbesserung Parkraummanagement • Digitalisierung Bahnübergänge (Markgröninger Bahn) • Beschaffung und Einsatz der Simulationssoftware „VISUM“, „VISSIM“ • Beschleunigung von Bussen und Einsatzfahrzeugen • Verbesserung Radverkehr • Ausbau / Erneuerung der Glättemeldeanlagen • Virtuelle Verkehrsinformationszentrale (VIZ) • Urbane Logistik – Einsatz von Paketboxen

Weitere innovative Themenfelder

Folgende Themen sollen Möglichkeiten für die Zukunft aufzeigen, sind aber nicht Gegenstand des

aktuellen 3. Förderaufrufs:

• Verleihsystem auf Basis von Kleinst-Elektrofahrzeugen • Residental Sharing • On Demand Service.

Anhang A (Treibhausgasemissionen)

21

Anhang A (Treibhausgasemissionen)

Das Treibhauspotential (THG) oder auch CO2-Äquivalent ist ein Maß für den relativen Beitrag

zum Treibhauseffekt, das heißt ihre mittlere Erwärmungswirkung der Erdatmosphäre über einen

bestimmten Zeitraum. Sie gibt an, wieviel eine Masse eines Treibhausgases im Vergleich zur ent-

sprechenden Menge CO2 zur globalen Erwärmung beiträgt. Die Reduktion der Treibhausgasemis-

sionen wurde stadtweit betrachtet.

Die Hauptmaßnahmen weisen ein über die Jahre steigendes Reduktionspotenzial auf (siehe Abbil-

dung A.1). Es ist zu erwarten, dass durch diese im Jahr 2020 die Treibhausgasemissionen stadtweit

um 2,3 Prozent und im Jahr 2030 um fast 18 Prozent gesenkt werden können. Dazu tragen vor al-

lem der steigende Anteil an Elektrofahrzeugen und die Fahrradförderung bei. Allerdings weisen

auch die Reaktivierung der Bahnlinie und die Einführung des BRT, ab ihrer Inbetriebnahme im vier-

ten Quartal 2020, eine deutliche emissionsmindernde Wirkung auf.

Im Vergleich zu den Hauptmaßnahmen haben die Sekundärmaßnahmen kaum Auswirkungen auf

die stadtweiten Treibhausgasemissionen. Die Einführung von Elektrolinienbussen senkt zwar die

Treibhausgasemissionen deutlich, das wird aber durch die sinkende Zahl an Dieselzulassungen

ausgeglichen. Statt Diesel- werden nämlich dann Benzinfahrzeuge zugelassen, die wiederum die

Treibhausgasemissionen der kompletten Fahrzeugflotte ansteigen lassen. Da das Software Update

nur für eine Reduktion der NOx-Emissionen konzipiert wurde, zeigt es keine Auswirkungen auf die

Treibhausgasemissionen.

Abbildung A.1 Emissionsreduktionspotential Haupt- und Sekundärmaßnahmen [%] (Siemens 2018)

Anhang A (Treibhausgasemissionen)

22

In Abbildung A.2 sind die prozentualen Emissionsreduzierungen in absoluten Werten dargestellt. Es

ist zu erkennen, dass die Hauptmaßnahmen zusammen eine deutliche Senkung der Treibhaus-

gasemissionen, im Vergleich zum BAU-Szenario, bewirken – im Jahr 2020 um rund 2.500 Tonnen

CO2-Äquivalenteund im Jahr 2030 um rund 20.000 Tonnen CO2-Äquivalente.

Abbildung A.2 Emissionsreduktionspotenzial Haupt- und Sekundärmaßnahmen (Siemens 2018)

Literaturverzeichnis

23

Literaturverzeichnis

Deutsche Umwelthilfe. (2018). Hintergrundpapier "Klagen für Saubere Luft".

Jaeger, A. F. et al. (Mai 2017). Nürnberg nachhaltig mobil. Nürnberg.

https://doppelstrategie-ludwigsburg.de/.

Minkos, Dauert et al. (Januar 2017). Luftqualität 2016. Umweltbundesamt.

Schlothauer & Wauer. (kein Datum). Nutzen der Adaptiven Netzsteuerung INES.

Abbildungsverzeichnis

24

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 4.1 Transportsystem Ludwigsburg: Personenkilometer-Anteile (Siemens 2018) .......................................... 4 Abbildung 4.2 Vergleich der Personenkilometer mit den Wegeanteilen (Siemens 2018) .............................................. 5 Abbildung 4.3 Doppelstrategie: Reaktivierung der Schiene und BRT ............................................................................ 8 Abbildung 5.1 Beitragsanalyse der verkehrsbedingten Emissionen (2020) (Siemens 2018)........................................... 9 Abbildung 5.2 Flottenkategorisierung nach Fahrzeug-Prognose (Siemens 2018) ......................................................... 10 Abbildung 5.3 Entwicklung der verkehrsbedingten Emissionen (Siemens 2018) .......................................................... 11 Abbildung 5.4 Emissionsreduktionspotential Haupt- und Sekundärmaßnahmen (Siemens 2018) ............................... 12 Abbildung 5.5 Emissionsreduktionspotential Haupt- und Sekundärmaßnahmen (Siemens 2018) ............................... 12 Abbildung 5.6 Maßnahmen nach Wirkungspotential (Siemens 2018) .......................................................................... 13 Abbildung 5.7 Lageplan – Messstelle Friedrichstraße (LUBW) ..................................................................................... 14 Abbildung 5.8 Beitragsanalyse der verkehrsbedingten Emissionen (2020) (Siemens 2018).......................................... 14 Abbildung 5.9 Entwicklung der verkehrsbedingten NO2 Konzentrationen (Siemens 2018) .......................................... 15 Abbildung 5.10 Konzentrationsreduktion Haupt- und Sekundärmaßnahmen (Siemens 2018) ..................................... 16 Abbildung 5.11 Konzentrationsreduktion Haupt- und Sekundärmaßnahmen (Siemens 2018) ..................................... 17 Abbildung 5.12 Maßnahmen nach Wirkungspotential (Siemens 2018) ........................................................................ 18 Abbildung 5.13 Konzentrationsreduktion durch adaptive Netzsteuerung (INES+) (Siemens 2018) .............................. 19 Abbildung A.1 Emissionsreduktionspotential Haupt- und Sekundärmaßnahmen [%] (Siemens 2018) ......................... 21 Abbildung A.2 Emissionsreduktionspotenzial Haupt- und Sekundärmaßnahmen (Siemens 2018) ............................... 22

Abkürzungsverzeichnis

25

Abkürzungsverzeichnis

BAU Business as Usual Szenario

BRT Bus Rapid Transit

CyPT City Performance Tool

DUH Deutsche Umwelthilfe

Euro 6d TEMP Abgasnorm Euro 6 Übergang

THG Treibhauspotential [CO2e]

KBA Kraftfahrzeugbundesamt

LUBW Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Baden Württemberg

LSA Lichtsignalanlage/Ampel

NOx Stickstoffoxide

SWLB Stadtwerke Ludwigsburg-Kornwestheim

ÖPNV Öffentlicher Personennahverkehr

PTV Planung, Transport, Verkehr

RP Regierungspräsidium

VRS Verband Region Stuttgart

VVS Verkehrsverbund Stuttgart