Ein Drittel des in Deutschland freigesetzten Mikroplastik stammt vom Reifenabrieb auf unseren Straßen – pro Jahr sind das mindestens 100.000 Tonnen, so schätzt es das Umweltbundesamt. Zu einem größer werdenden Teil mitverantwortlich für diese Mikroplastik-Emissionen sind Fahrzeuge mit Elektroantrieb. Ob elektrifizierte Pkw oder der Lieferverkehr – Fahrzeuge mit Batterie an Bord spielen eine bedeutsame Rolle beim Thema klimaneutrale Mobilität. Allerdings stehen BEV im Verdacht durch das Gewicht der Batterie sowie hohe Anfahrmomente eine im Vergleich zu konventionell angetriebenen Fahrzeugen höhere Menge an Reifenpartikeln freizusetzen. Diese finden sich in der Luft als Feinstaub, in Gewässern als Sediment und in Böden als Verunreinigungen wieder. Jedoch seien im Gegensatz zu bisher im Fokus stehenden Verschmutzungsquellen wie Abgasen „die Einflüsse auf den Entstehungsprozess noch wenig erforscht“, wie Dr. Martin Gießler vom Institut für Fahrzeugsystemtechnik (FAST) des KIT erklärt.
Da mit der Euro-7-Norm für neue Reifentypen ab 1. Juli 2028 für Pkw, ab 1. April 2030 für leichte Nutzfahrzeuge und ab 1. April 2032 für schwere Nutzfahrzeuge und Busse erstmals Grenzwerte für Reifenabrieb gelten, müsse dessen Entstehung eingehender untersucht werden. „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, der beim KIT die Arbeitsgruppe „Reifen-Rad-Fahrbahn“ leitet. Zusätzlich gehörten auch das Fahrverhalten wie Beschleunigen und Bremsen, die Straßenbedingungen wie Temperatur und Nässe oder die Verkehrsbedingungen wie Stau zu den möglichen Einflussgrößen.
Zur Erstellung eines simulationsgestützten Prognosemodells, wollen die Forschenden Mobilitätsdaten und Fahrprofile vom elektrifizierten Lieferverkehr verwenden, anhand derer geraffte Betriebsprofile für die Abriebtests am Reifenprüfstand erstellt werden sollen. Hierfür statten sie einen Reifenprüfstand mit einem realen Asphaltbelag aus und vermessen den Reifen hinsichtlich seines Kraftübertragungs- und Abriebverhaltens unter verschiedenen Betriebsbedingungen. Außerdem soll auf Basis von Prüfstandtests und Simulationen ein Reifenmodell entwickelt werden, das große Datenmengen zum Verschleiß von virtuellen Reifen liefern soll. Die daraus resultierenden Daten bilden anschließend die Grundlage für das Prognosemodell, mit dem vorhergesagt werden soll, inwiefern Faktoren wie die Art des Reifens, die Belastung, das Fahrzeug oder die Fahrweise den Reifenabrieb beeinflussen. Die Ergebnisse Projekts sollen abschließend aufbereitet und der Öffentlichkeit zur Verfügung gestellt werden.