KIT-Studie: Beeinflussung der Umwelt durch Reifenabrieb von E-Fahrzeugen

Vor dem Straßengüterverkehr macht die Transformation nicht halt: Elektrisch angetriebene Fahrzeuge gelten als Schlüsseltechnologie für eine klimaneutrale Mobilität. Doch sie bringen neue Herausforderungen mit sich. Unter anderem ist es der Reifenabrieb, der erhebliche Umweltbelastungen verursacht.

Projekt untersucht Mikroplastik-Emissionen

Laut dem Umweltbundesamt entstehen in Deutschland jährlich mindestens 100.000 Tonnen Reifenabrieb, was etwa einem Drittel der gesamten Mikroplastik-Emissionen entspricht. Dem wollen nun Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und des Fraunhofer-Instituts für Techno- und Wirtschaftsmathematik auf den Grund gehen. Sie untersuchen das Phänomen im Rahmen des Projekts RAMUS (Reifenabriebsmessung und Simulation).

Elektrische Antriebe und ihre Auswirkungen

Durch das hohe Gewicht der Batterien und die hohen Anfahrmomente elektrischer Fahrzeuge entsteht mehr Reifenabrieb als bei Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren.

„Im Gegensatz zu bisher im Fokus stehenden Verschmutzungsquellen wie Abgasen sind die Einflüsse auf den Entstehungsprozess noch wenig erforscht“, erklärt Dr. Martin Gießler vom Institut für Fahrzeugsystemtechnik (FAST) des KIT.

Der Reifenabrieb setzt Mikroplastikpartikel frei, die als Feinstaub in die Luft, als Sediment in Gewässern und als Verunreinigung in Böden gelangen.

Neue Grenzwerte durch die Euro-7-Norm

Mit der Euro-7-Norm werden daher ab Juli 2028 für Pkw erstmals Grenzwerte für den Reifenabrieb eingeführt. Ab 2030 beziehungsweise 2032 unterliegen auch leichte und schwere Nutzfahrzeuge dieser Regulierung.

Um allerdings die Grenzwerte einzuhalten, müssen die Ursachen des Abriebs besser verstanden werden. Zu den Einflussfaktoren gehören unter anderem das Fahrzeuggewicht, die Reifenart, das Fahrverhalten sowie die Straßen- und Verkehrsbedingungen.

Forschung mit realen Verkehrsdaten

Ziel der Forschenden am KIT ist es, ein simulationsgestütztes Prognosemodell zu entwickeln, das auf Daten von Mobilitäts- und Fahrprofilen des elektrifizierten Lieferverkehrs basiert. Diese Daten werden in geraffte Betriebsprofile übertragen, um realitätsnahe Tests an einem speziell ausgestatteten Reifenprüfstand durchzuführen. Der Prüfstand ist mit einem echten Asphaltbelag versehen und misst das Kraftübertragungs- sowie Abriebverhalten der Reifen unter verschiedenen Bedingungen.

Ziel: Reduktion von Reifenabrieb

Die gewonnenen Daten fließen in die Entwicklung eines digitalen Reifenmodells ein, das umfangreiche Informationen über den Verschleiß virtueller Reifen liefern soll. Die Ergebnisse sollen helfen, Vorhersagen über den Abrieb unter variierenden Bedingungen zu treffen.

„Um den Abrieb reduzieren und die neuen Grenzwerte einhalten zu können, müssen wir genauer erforschen, wie Abrieb entsteht und wie sich beispielsweise das Gewicht des Fahrzeugs oder die Reifenart auf die Menge des Abriebs auswirken“, sagt Gießler.

Die Ergebnisse des Projekts RAMUS werden über Publikationen und eine frei zugängliche Plattform öffentlich zugänglich gemacht. Das Bundesministerium für Digitales und Verkehr fördert das Projekt mit knapp 200.000 Euro im Rahmen der Innovationsinitiative mFUND.