Berührungsfreie Messungen machen es möglich, die Abgase von vorbeifahrenden Fahrzeugen unter realen Verkehrsbedingungen zu messen. Die gewonnenen Erkenntnisse geben differenziert Auskunft über die Emissionen der Fahrzeugflotte im Kanton Zürich.
Zusammenfassung
Ein spezielles Messsystem hat es dem Kanton Zürich über viele Jahre ermöglicht, die Abgase vorbeifahrender Fahrzeuge unter realen Verkehrsbedingungen zu messen. Die Messungen zeigten, dass der reale Ausstoss von Stickoxiden seit Beginn des Jahrtausends über 20 Jahre trotz verschärfter Abgasnormen nicht gesunken war. Vor allem Dieselfahrzeuge waren für die Diskrepanz zwischen Anspruch und Wirklichkeit verantwortlich. Erst die Aufarbeitung des «Dieselskandals» und stärkere Kontrollverfahren bei der Marktzulassung führten zu Verbesserungen.
Regulierung des Schadstoffausstosses durch den Strassenverkehr
Der Strassenverkehr ist für einen sehr grossen Teil des Ausstosses von Luftschadstoffen verantwortlich. Die Regulierung dieser Emissionen obliegt dem Bund, während der Vollzug der Luftreinhalteverordnung und die Massnahmenplanung mehrheitlich an die Kantone delegiert ist. Die Euro-Abgasnormen für Fahrzeuge geben Grenzwerte zum Schadstoffausstoss vor. Diese werden bei der Marktzulassung neuer Fahrzeuge im Typenprüfverfahren im Labor unter definierten Bedingungen gemessen. Über Jahrzehnte, bis zur Einführung der Abgasnorm Euro 6d ab dem Jahr 2017, waren diese Laborprüfungen nicht sehr repräsentativ für die realen Fahrbedingungen auf den Strassen.
Stickoxid-Emissionen aus Dieselfahrzeugen
Stickoxid-Emissionen aus dem Strassenverkehr sind ein zentrales Problem des Gesundheitsschutzes und der Luftreinhaltung. Dieselfahrzeuge ohne wirksame Abgasreinigung stossen ein Vielfaches mehr Stickoxide aus als Benzinfahrzeuge. Seit Ende der 1990er Jahre stieg zudem der Anteil an Dieselfahrzeugen in der Fahrzeugflotte innerhalb von 20 Jahren im Kanton Zürich von 3% auf knapp 30%. Gleichzeitig wurden die Grenzwerte für Stickoxid-Emissionen bei neueren Abgasnormen fortlaufend verschärft, um einen Absenkpfad des Schadstoffausstosses zu bewirken. Es zeigte sich aber, dass die Luftbelastung durch Stickstoffdioxid nicht so stark sank, wie aufgrund des Absenkpfades zu erwarten gewesen wäre.
Langjährige Abgasmessungen im realen Fahrbetrieb
Über mehr als 25 Jahre hat das AWEL den Schadstoffausstoss der Fahrzeugflotte im Kanton Zürich im realen Fahrbetrieb gemessen. Dafür wurde ein innovatives Messverfahren – der sogenannte «Remote Sensing Detector», kurz RSD – eingesetzt.
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Bei einer Messung durchqueren vorbeifahrende Fahrzeuge eine Lichtschranke. Durch Absorption des Lichtes von verschiedenen Wellenlängen durch die ausgestossenen Schadstoffe wird die Schadstoffkonzentration in der Abgaswolke ermittelt, aus welcher die momentane Emission abgeleitet werden kann. Das RSD-Messsystem ist also fest vor Ort installiert und wartet auf vorbeifahrende Fahrzeuge, um unter den vorherrschenden Fahrbedingungen in einer Momentaufnahme die realen Emissionen zu bestimmen. Um aussagekräftige Ergebnisse zu erhalten, werden viele Fahrzeuge gemessen und zu Gruppen zusammengefasst. So kann man den realen Schadstoffausstoss verschiedener Fahrzeugtypen über eine Bandbreite an gemessenen Fahrbedingungen beschreiben.
Wichtige Erkenntnisse aus den RSD-Messungen
Die RSD-Messungen im Kanton Zürich haben unter anderem gezeigt:
- Der Stickoxid-Ausstoss von Dieselfahrzeugen lag in der Realität je nach Abgasnorm 5 bis 20-mal höher als der von Benzinfahrzeugen.
- Dieselfahrzeuge der Abgasnorm Euro 4 stossen auf der Strasse im Mittel 4 bis 5-mal mehr Stickoxide aus als bei der Typenprüfung zugelassen. Bei der Abgasnorm Euro 5 liegt das Verhältnis sogar bei 5 bis über 7-mal mehr.
- Dieselfahrzeuge stiessen trotz schärferer Vorgaben Anfang der 2000er Jahre mehr Stickoxide aus als in den 1990er Jahren. Über rund 20 Jahre stagnierten diese Emissionen trotz weiterer Grenzwert-Verschärfungen auf hohem Niveau bis zur Aufdeckung des «Dieselskandals» 2015. Im Zuge von dessen Aufarbeitung mussten die Manipulationen der Abgasreinigungssoftware in vielen Fällen per Update behoben werden. Vor allem wurde das Europäische Prüfverfahren zur Marktzulassung ab der Abgasnorm Euro 6d verbessert und um Messungen im realen Fahrbetrieb ergänzt.
Dies führte seither zu deutlichen Verbesserungen und der Einhaltung der Grenzwerte neuerer Fahrzeuge auch auf der Strasse. Die RSD-Messreihe kann daher eine längst überfällige positive Entwicklung bestätigen: die durchschnittlichen Emissionen der Dieselfahrzeuge im Kanton Zürich sanken ab dem Jahr 2016. Ungefähr im Jahr 2023 lag die mittlere Stickoxid-Emission der Fahrzeugflotte wieder auf dem gleichen Niveau wie 20 Jahre zuvor. Die letzte RSD-Messkampagne im Jahr 2025 ergab erstmals seit einem knappen Vierteljahrhundert tiefere mittlere Stickoxid-Emissionen der gemessenen Fahrzeugflotte als zu Beginn des Jahrtausends. Diese Entwicklung widerspiegelt sich ebenfalls in der Luftbelastung mit Stickstoffdioxid, welche seit ungefähr dem Jahr 2016 deutlicher sinkt.
Stellenwert der Messreihe
Die langjährigen Abgasmessungen im realen Fahrbetrieb des AWEL halfen beim Erkennen von Fehlentwicklungen und Verbesserungen im Kanton Zürich. Sie dienten dem Ziel, eine realistischere Grundlage für die Planung und den Vollzug sowie die Wirkungskontrolle von Luftreinhalte-Massnahmen zu haben. Nicht zuletzt konnte mit der in dieser Form weltweit einzigartigen langjährigen Zürcher Messreihe die Auswirkung des sogenannten «Dieselskandals» direkt aufgezeigt werden. Im Zuge dessen Aufklärung wurde deutlich, dass viele Hersteller Manipulationen der Abgasreinigungssysteme von Dieselfahrzeugen durch die Motorensteuerungssoftware eingebaut hatten. Diese erkannte, ob sich das Fahrzeug in einer Typenprüf-Messung im Labor befand. Dann wurde das Abgasreinigungssystem wirksam betrieben. Ausserhalb dieser Bedingungen wurde die Wirksamkeit der Abgasreinigung gedrosselt. Dies betraf viele Diesel-Fahrzeugtypen verschiedener Hersteller, vor allem der Abgasnormen Euro 4 und Euro 5. Die Messreihe half auch, die Emissionsbilanzierung realistischer zu machen. Sie stiess weitere Messkampagnen in anderen Kantonen, beim Bund sowie international an. Die Messdaten des Kanton Zürich stehen der Öffentlichkeit zur Verfügung und bildeten einen wichtigen Pfeiler in einem internationalen Datenpool solcher Messungen. Sie lieferten auch eine Grundlage für wissenschaftliche Studien über spezifische Fragen, wie dem Anteil hochemittierender Fahrzeuge am gesamten Fahrzeugbestand oder dem Einfluss der Fahrzeugalterung auf die Emissionen.
Öffentliche Messdaten
Erstmals Ende der 1990er Jahre eingesetzt, wurden mit dem RSD-Messverfahren im Kanton Zürich über eine Million Fahrzeuge gemessen. Ein umfangreicher Datensatz mit den Messdaten der Jahre 2002 bis 2025
steht als offene Verwaltungsdaten (OGD) frei zur Verfügung.
Ausgewählte Veröffentlichungen mit Berücksichtigung der Abgasmessungen des Kantons Zürich
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- Kanton Basel-Stadt & Basel-Landschaft / Lufthygieneamt beider Basel (2024): Abgasmessungen im Strassenverkehr mittels Remote Sensing (RSD) 2023.
- InNET Monitoring AG, Abgasprüfstelle (AFHB) und Motorenlabor, ICCT Europe, Jens Borken Kleefeld, Empa Labor für Fahrzeugantriebssysteme (2022): ReMOVES: Überwachung der Emissionen von Strassenfahrzeugen in der Schweiz. Forschungsprojekt ASTRA 2019/003 auf Antrag des Bundesamtes für Strassen (ASTRA).
- Kanton Graubünden / Amt für Natur und Umwelt (2021): Abgasmessungen im realen Fahrbetrieb in Davos Wolfgang, 2019.
- Kanton Basel-Stadt & Basel-Landschaft / Lufthygieneamt beider Basel (2019): Abgasmessungen im realen Fahrbetrieb mittels Remote Sensing (RSD) 2018.
- Tietge, U., Bernard, Y., German, J., Muncrief, R. (2019): A comparison of light-duty vehicle NOx emissions measured by remote sensing in Zurich and Europe (ICCT consulting report). ICCT, Berlin.
- Carslaw, D., Farren, N., Borken-Kleefeld, J., Sjödin, Å. (2019): Study on the durability of European passenger car emission control systems utilizing remote sensing data, report (No. C 387), Commissioned by the Federal Office for the Environment (FOEN), Switzerland. IVL in cooperation with University of York and IIASA, Stockholm, Sweden.
- Bernard, Y., Tietge, U., German, J., Muncrief, R. (2018). Determination of real-world emissions from passenger vehicles using remote sensing data. ICCT.
- Borken-Kleefeld, J., Dallmann, T. (2018): Remote sensing of motor vehicle exhaust emissions (White Paper). ICCT, Berlin.
- Borken-Kleefeld, J., Hausberger, S., McClintock, P., Tate, J., Carslaw, D., Bernard, Y., Sjödin, A. (2018b): Comparing emission rates derived from remote sensing with PEMS and chassis dynamometer tests - CONOX Task 1 report (No. C 293), Commissioned by the Federal Office for the Environment (FOEN), Switzerland. IVL in cooperation with IIASA, University of York, University of Leeds, Kanton Zürich, Opus Remote Sensing Europe, ICCT, Opus Inspection Technical Development Center, Technical University of Graz, Stockholm, Sweden.
- Sjödin, A., Borken-Kleefeld, J., Carslaw, D., Tate, J., Alt, G.-M., De la Fuente, J., Bernard, J., Tietge, U., McClintock, P., Gentala, R., Vescio, N., Hausberger, S. (2018): Real-driving emissions from diesel passenger cars measured by remote sensing and as compared with PEMS and chassis dynamometer measurements - CONOX Task 2 report (No. C 294), Commissioned by the Federal Office for the Environment (FOEN), Switzerland. IVL in cooperation with IIASA, University of York, University of Leeds, Kanton Zürich, Opus Remote Sensing Europe, ICCT, Opus Inspection Technical Development Center, Technical University of Graz, Stockholm, Sweden.
- Chen, Y., Wu, X., Hu, K., Borken-Kleefeld, J. (2023): NOx emissions from diesel cars increase with altitude. Transportation Research Part D: Transport and Environment 115, 103573
- Chen, Y., Sun, R., Borken-Kleefeld, J. (2020). On-Road NOx and Smoke Emissions of Diesel Light Commercial Vehicles–Combining Remote Sensing Measurements from across Europe. Environ. Sci. Technol. 54, 11744–11752
- Borken-Kleefeld, J., Chen, Y. (2015): New emission deterioration rates for gasoline cars – Results from long-term measurements. Atmospheric Environment 101, 58–64
- Chen, Y., Borken-Kleefeld, J. (2014): Real-driving emissions from cars and light commercial vehicles – Results from 13 years remote sensing at Zurich/CH. Atmospheric Environment 88, 157–164
Weiterführende Informationen
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Amt für Abfall, Wasser, Energie und Luft – Sektion Monitoring
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