Regionale Auswirkungen der Schiffsemissionen in Megaports im Yangtse Delta, China und in Nordeuropa auf die Luftqualität

• Antragsteller: Dr. Volker Matthias
• Fachliche Zuordnung: Physik und Chemie der Atmosphäre
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 392026931

Schiffsemissionen gehören zu den wichtigsten Quellen von Luftschadstoffen in Hafenstädten und daran angrenzenden Küstenregionen. Um den daraus resultierenden Gesundheitsgefahren und Umweltbelastungen entgegenzuwirken, werden in nationalen und internationalen Gremien sowie in Politik und Behörden Maßnahmen zur Emissionsminderung diskutiert. Hierzu gehören neuartige Schiffstreibstoffe (wie Flüssiggas, LNG), Abgasreinigungstechnologien (wie Katalysatoren) und Landstromanlagen. Um den anstehenden Entscheidungen eine solide Grundlage zu bieten, wird dringend mehr Forschung über den Einfluss von Schiffsemissionen auf die lokale Umwelt - abhängig von der jeweiligen chemischen Zusammensetzung der Atmosphäre sowie der geographischen und klimatischen Situation des betroffenen Ortes - benötigt. Ein geeigneter Forschungsansatz umfasst die Bestimmung von Emissionsfaktoren unter Außenbedingungen, die Messung der chemischen Zusammensetzung von Schiffsabgasfahnen im Nahbereich der Schornsteine, die Ermittlung und Bereitstellung lokaler Schiffsemissionsinventare, sowie die Verbesserung und Anwendung von Chemietransportmodellen für Hafengebiete. Infolgedessen hat ShipCHEM folgende Ziele formuliert: (1) Durchführung von Emissionsmessungen auf repräsentativen Schiffen in Megaports des Yangtse-River-Deltas in China (Shanghai und Ningbo-Zhoushan) inklusive der Bestimmung von gasförmigen und partikelgebundenen Komponenten. Die Auswertung der Messungen wird verbesserte Datensätze lastabhängiger Emissionsfunktionen und Emissionsfaktoren für alle relevanten Schadstoffe liefern. Die Ergebnisse werden im Kontext vorhandener Emissionsfaktoren aus der Literatur und verfügbarer Beobachtungsdaten aus den europäischen Megaports Hamburg und Rotterdam interpretiert. (2) Erstellung eines hochaufgelösten, direkt in Chemietransport-Modellsystemen verwendbaren Schiffsemissionsinventars, basierend auf Schiffsaktivitätsdaten mit allen relevanten Schadstoffen. (3) Verbesserung der Ausbreitungs- und Chemiemodelle für Abgasfahnen von Schiffen durch Auswertung und Vergleich von Modellergebnissen mit Beobachtungsdaten in Hafengebieten. (4) Bestimmung des Einflusses der Schifffahrt auf die Luftqualität in Megaport-Regionen auf unterschiedlichen räumlichen Skalen durch Anwendung regionaler (COSMO-CLM/CMAQ) und darin genesteter urbaner Modellsysteme (CityChem). (5) Analyse der Unterschiede und Gemeinsamkeiten zwischen den Häfen in Shanghai und Hamburg in Bezug auf die Rolle der Häfen für die jeweilige Luftqualität in der Stadt und deren Umgebung. Dies beinhaltet die Bewertung neuer Emissionsstandards in beiden Häfen, die es ermöglicht den Erfolg verschiedener Emissionsminderungsmaßnahmen zu beurteilen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: China
• Partnerorganisation: National Natural Science Foundation of China
• Mitverantwortliche: Dr. Armin Aulinger; Professor Dr. Markus Quante
• Kooperationspartner: Professor Yingjun Chen, Ph.D.