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Tempolimit

Definition: eine Beschränkung der erlaubten Geschwindigkeiten von Fahrzeugen

Englisch: speed limit

Kategorien: Energiepolitik, Fahrzeuge

Autor: Dr. Rüdiger Paschotta (G+)

Wie man zitiert; zusätzliche Literatur vorschlagen

Ursprüngliche Erstellung: 31.01.2016; letzte Änderung: 20.06.2019

Das Wort Tempolimit ist ein sehr gebräuchlicher umgangssprachlicher Begriff für die maximal zulässige Geschwindigkeit von Fahrzeugen, meistens von Straßenfahrzeugen auf öffentlichen Straßen.

Die zulässige Höchstgeschwindigkeit wird bisher in erster Linie als ein Kompromiss zwischen der Sicherheit der Verkehrsteilnehmer und dem Bedürfnis nach schnellem Fahren festgelegt, wobei die gesetzten Prioritäten naturgemäß auf subjektiven Bewertungen beruhen, nachdem ein wissenschaftlich basierter Vergleich von Zeitersparnis und erhöhten Risiken nicht möglich ist. In eher seltenen Fällen wird eine tiefere Höchstgeschwindigkeit vorgeschrieben, explizit um eine Reduktion der Schadstoffemissionen und -immissionen und/oder des Energieverbrauchs zu erzielen. Dabei sind die Auswirkungen der gewählten Höchstgeschwindigkeit auf Energieverbrauch und Schadstoffemissionen erheblich, wie weiter unten gezeigt wird.

Abhängigkeit der Fahrzeit von der Geschwindigkeit
Abbildung 1: Abhängigkeit der Fahrzeit pro 100 km von der gefahrenen Geschwindigkeit. Man erkennt, dass eine Erhöhung der Geschwindigkeit beispielsweise um 10 km/h bei höheren Geschwindigkeiten den Zeitbedarf immer weniger vermindert.

Gleichzeitig ist zu beachten, dass die Zeitersparnis, die aus einer hohen Fahrgeschwindigkeit resultiert, bei höheren Geschwindigkeiten immer mehr abnimmt (siehe Abbildung 1). Beispielsweise spart eine Geschwindigkeit von 60 statt 50 km/h noch 20 Minuten pro 100 km, während 110 statt 100 km/h nur noch ca. 5,5 Minuten sparen.

Einfluss von Tempolimits auf den Energieverbrauch

Der streckenbezogene Energieverbrauch beispielsweise eines Autos hängt aus physikalischen und technischen Gründen maßgeblich von der gefahrenen Geschwindigkeit ab:

  • Die Energieverluste durch den Luftwiderstand nehmen etwa mit dem Quadrat der Geschwindigkeit zu (siehe Abbildung 2). Die Energieverluste durch den ebenfalls auftretenden Rollwiderstand sind dagegen annähernd unabhängig von der Geschwindigkeit. Da der Einfluss des Rollwiderstands bei hohen Geschwindigkeiten (z. B. über 100 km/h) jedoch gering ist, steigt der Bedarf an Antriebsenergie bei hohen Geschwindigkeiten scharf an.
  • Die Antriebsenergie, die man für das Beschleunigen eines Fahrzeugs von null auf eine bestimmte Geschwindigkeit benötigt, steigt ebenfalls mit dem Quadrat der Geschwindigkeit. Somit vernichtet beispielsweise eine Bremsung von 100 km/h bis zum Stillstand viermal soviel Energie wie eine Bremsung mit anfänglich 50 km/h.
  • Andererseits nimmt der Wirkungsgrad des heute üblicherweise verwendeten Verbrennungsmotors bei sehr schwacher Auslastung ab. Deswegen steigt der Kraftstoffverbrauch bei sehr tiefen Geschwindigkeiten wieder an. Je nach Fahrzeug kann er z. B. bei 20 km/h deutlich höher liegen als bei 40 km/h. Die bezüglich Verbrauch optimale Geschwindigkeit hängt stark vom jeweiligen Fahrzeug ab; bei Autos dürfte sie typischerweise bei rund 50 bis 70 km/h liegen, während das Optimum bei besonders stark motorisierten Fahrzeugen deutlich höher liegen kann (z. B. bei 100 km/h).

Bei Fahrzeugen mit elektrischem Antrieb (auch mit Hybridantrieb) ist die Abhängigkeit des Antriebswirkungsgrads von der Fahrgeschwindigkeit meist deutlich geringer als bei Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor. Deswegen liegt die verbrauchsoptimale Geschwindigkeit noch deutlich tiefer; erst bei sehr tiefen Geschwindigkeiten steigt der Verbrauch von Elektroautos wieder an.

Luftwiderstand beim VW Golf
Abbildung 2: Luftwiderstandskraft und zu deren Überwindung nötige Antriebsleistung bei einem VW Golf in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit. (Die Antriebskraft ist bestimmend für den streckenspezifischen Energieverbrauch.) Man beachte, dass zusätzliche Energieverluste z. B. durch den Rollwiderstand nicht berücksichtigt sind; sie sind von der Geschwindigkeit kaum abhängig.

Zusätzlich gibt es indirekte Effekte, die die Energieeinsparung durch Tempolimits allesamt weiter verstärken:

  • Tendenziell muss bei hohen Fahrgeschwindigkeiten häufiger gebremst und wieder neu beschleunigt werden, was den Energiebedarf also zusätzlich erhöht.
  • In Ländern mit einem generellen Tempolimit auf Autobahnen sinkt der Anreiz für den Kauf sehr stark motorisierter Fahrzeuge. Damit wird die verwendete Fahrzeugflotte tendenziell energieeffizienter.
  • Die Häufigkeit gefährlicher und energieintensiver Straßenrennen auf Autobahnen dürfte dort, wo bei starker Überschreitung einer erlaubten Höchstgeschwindigkeit hohe Strafen drohen, wesentlich geringer sein.
  • Straßenfahrzeuge stehen in Konkurrenz zu anderen Verkehrsträgern, beispielsweise zur Bahn und zu Fernbussen. Tempolimits für Straßenfahrzeuge können deswegen die öffentlichen Verkehrsmittel konkurrenzfähiger machen und deren Einsatz fördern. Da diese meist einen deutlich geringeren spezifischen Energieverbrauch für die Transportleistung verursachen, werden auch dadurch Energieeinsparungen erzielt.
  • Der Anreiz, auf ein Elektroauto umzusteigen, wird höher, wenn die dafür hinzunehmende Reduktion der Fahrgeschwindigkeit auf der Autobahn geringer wird. (Elektroautos können technisch zwar auch sehr schnell fahren, jedoch ist dies kaum praktikabel, weil die Reichweite dann stark absinkt.)

Einfluss von Tempolimits auf die Schadstoffemissionen

Die klimaschädlichen Emissionen von Kohlendioxid (CO2) sind direkt verknüpft mit dem Kraftstoffverbrauch. Die anderen Schadstoffemissionen von Verbrennungsmotoren hängen meist stark von der Fahrgeschwindigkeit ab, jedoch auch stark von der jeweils eingesetzten Technik:

  • Die Emissionen von Stickoxiden (die für die Luftverschmutzung in Städten ein besonders maßgeblicher Faktor sind) nehmen bei hohen Geschwindigkeiten meist erheblich zu, da die Verbrennungstemperaturen dann höher sind und die Verweilzeit des Abgases im Abgaskatalysator abnimmt. Man beachte hierbei, dass die für die Überwindung des Luftwiderstands benötigte Antriebsleistung sogar mit der dritten Potenz der Geschwindigkeit zunimmt, weswegen die benötigte Motorleistung schon bei 130 km/h rund doppelt so hoch liegt wie bei 100 km/h.
  • Die Emissionen von Kohlenmonoxid (CO) und unverbrannten Kohlenwasserstoffen (HC) müssten bei höherer Motorleistung nicht unbedingt zunehmen, tun dies jedoch bei vielen Fahrzeugen, insbesondere bei Betrieb mit Vollgas. Bei Fahrzeugen mit Benzinmotor (Ottomotor) liegt dies an der Verwendung der sogenannten Volllastanreicherung, bei Fahrzeugen mit Dieselmotor dagegen am geringeren Luftüberschuss. Also steigen solche Emissionen nicht unbedingt direkt wegen einer höheren Fahrgeschwindigkeit, sondern eher wegen häufigerer Beschleunigungsmanöver.

Zwar müssen heute neu zugelassene Autos viel strengere Abgasnormen erfüllen als früher, jedoch wird deren Einhaltung bisher nur mit solchen Messverfahren überprüft, bei denen hohe Motorleistungen gar nicht auftreten. Deswegen können die Schadstoffemissionen im Praxisbetrieb sehr viel höher liegen – insbesondere bei hohen Fahrgeschwindigkeiten. Tempolimits können die Diskrepanz zwischen Praxisbetrieb und Messwerten markant verringern.

Die oben genannten indirekten Effekte gelten allesamt auch für die Reduktion der Schadstoffemissionen.

Allgemeines Tempolimit auf Autobahnen

Deutschland gehört zu den wenigen Ländern, in denen auf Autobahnen kein allgemeines Tempolimit gilt. Es gibt lediglich die sogenannte Richtgeschwindigkeit von 130 km/h, deren Überschreitung für die Fahrer keine direkten Folgen hat, solange kein Unfall passiert und keine direkte Gefährdung von Verkehrsteilnehmern vorliegt. Deswegen wählt ein gewisser Anteil der Autofahrer sehr hohe Fahrgeschwindigkeiten, die einen entsprechenden Anstieg von Energieverbrauch und Schadstoffemissionen zur Folge haben, abgesehen von einem erheblichen Verlust an Verkehrssicherheit.

Der Verzicht auf eine Geschwindigkeitsbeschränkung wird teils mit der Behauptung verteidigt, ein allgemeines Tempolimit erbrächte keine wesentliche Reduktion des Energieverbrauchs. Zu solchen Aussagen kommt man allerdings nur durch unangebrachte Vergleiche; beispielsweise wird manchmal die durchschnittliche Verbrauchsreduktion aller Fahrzeuge betrachtet einschließlich derer, die durch das Tempolimit gar nicht langsamer würden. Würde man den Zeitgewinn höherer Geschwindigkeiten auf die gleiche Weise bewerten, so käme man zum Resultat, dass der Zeitgewinn hoher Autobahngeschwindigkeiten vernachlässigbar ist; bezeichnenderweise wird aber bei diesem Aspekt nie so gedacht.

Ein allgemeines Tempolimit auf Autobahnen wäre in Deutschland eine der wenigen Möglichkeiten, um ohne Kosten und sogar noch mit erheblichen positiven Nebenwirkungen (weniger Verkehrstote und Verletzte, weniger Stress beim Fahren) die Abhängigkeit von Erdölimporten zu verringern, einen Beitrag zum Klimaschutz zu erzielen (mit negativen CO2-Vermeidungskosten) sowie eine Reduktion der gesundheitsschädlichen Luftverschmutzung.

Siehe auch: Kraftstoff, Kraftstoff sparen, Luftwiderstand, Rollwiderstand, Volllastanreicherung, Messverfahren für Kraftstoffverbrauch und Abgaswerte, Luftverschmutzung, Energiepolitik
sowie andere Artikel in den Kategorien Energiepolitik, Fahrzeuge

Kommentare von Lesern

25.01.2019

Der Artikel wirkt sehr gut recherchiert. Allerdings wird der aktuelle Status Quo auf deutschen Autobahnen nicht in die Bewertung mit einbezogen. Hierzu gehören insbesondere die Streckenabschnitte, die entweder schon mit einem Limit belegt sind oder zu einem nicht unerheblichen Teil des Tages mit geringer Geschwindigkeit aufgrund des Verkehrsaufkommens befahren werden können. Ich selbst war viele Jahre Pendler in NRW und kann aus eigener Erfahrung berichten, dass es in NRW nicht mehr viele Streckenabschnitte gibt, die mit individueller Höchstgeschwindigkeit befahren werden könnten. Egal wie die Streckenführung gewählt wird, eine Durchschnittsgeschwindigkeit von 100 km/h kann in NRW immer als sehr guter Tag gewertet werden. Wenn man also wirklich eine fundierte Vorhersage über Sinn und Unsinn eines Tempolimits auf deutschen Autobahnen treffen möchte, muss man sich genau anschauen, mit welchen Durchschnittsgeschwindigkeiten alle Autobahnabschnitte in Deutschland zu jeder Tageszeit befahren werden können und wie viele diese Strecken über den Tag hinweg auch nutzen. Ich könnte mir sehr gut vorstellen, dass Tempolimits längst nicht den Nutzen bringen den man sich erhofft.

Antwort vom Autor:

Für ein paar Millionen Tonnen CO2 weniger pro Jahr würde es trotzdem reichen. Kennt jemand eine bessere Methode, einen solchen Effekt zu erreichen – ohne Kosten und sogar mit positiven Nebenwirkungen?

Es mag sein, dass ein Tempolimit auf etlichen Strecken kaum etwas oder gar nichts bewirken würde – aber dort spricht dann auch rein gar nichts dagegen. Deswegen ein anderswo wirkungsvolles Tempolimit zu bekämpfen, ist alles andere als glaubwürdig.

30.01.2019

Physik bleibt Physik, daran sollten sich in unserer gebildeten Gesellschaft auch Politiker und “Raser” halten.

Antwort vom Autor:

Schon, aber leider sagt einem die Physik nicht, welche Prioritäten man setzen sollte. Klima und Menschenleben schützen oder eher einfach seiner Ungeduld folgen? Keine Frage von Wissenschaft, sondern von Vernunft und Verantwortung.

06.06.2019

Bundesverkehrsminister Andreas Scheuer (CSU) erklärte im Januar 2019 zu einem Tempolimit auf Autobahnen: Das ist „gegen jeden Menschenverstand“ gerichtet.

Wie “bescheuert” der Minister argumentiert, zeigt meine Erfahrung als beruflicher Vielfahrer. Ich musste häufig von Frankfurt nach Stuttgart oder Düsseldorf zwecks Besprechungen fahren - morgens früh hin und abends zurück. Um “Zeit zu gewinnen”, nutzte ich die volle Leistung des Wagens aus, soweit dies die Verkehrsdichte erlaubte. Ergebnis: Ich war tagsüber gereizt und konnte nachts schlecht einschlafen. Ursache: Stress durch Hetze.

Ich änderte mein Fahrverhalten: Statt mit Vollgas “surfte” ich mit 100 bis max. 120 km/h. Im Durchschnitt benötigte ich dafür 15 - 20 min mehr Zeit für eine Strecke von ca. 200 km. Ergebnis: Ich kam immer ausgeruht an, und mein Benzintank wurde geschont. Statt 12 Liter/100 km reichten 8 Liter, also 4 l weniger Der CO2-Ausstoß sank damit um 9,44 kg CO2/100 km (1 l Benzin entspricht 2,36 kg CO2) bzw. minus 37,7 kg weniger CO2 für eine Reise.

Ich fuhr jede Woche einmal eine der Strecken, also etwa 48 Mal im Jahr. CO2-Einsparung in einem Jahr: 1812 kg = 1,8 t.

Da ich zumindest über ein wenig “Menschenverstand” (s.o.) verfüge, wähle ich keinen verantwortungslosen Lobbyisten-Politiker.

Antwort vom Autor:

Der Hinweis auf die Nutzlosigkeit einer Zeiteinsparung, wenn man dafür gestresst ankommt, ist in der Tat wichtig. Und ein echter Menschenverstand berücksichtigt auch solche Aspekte, denn am Ende geht es ja um Lebensqualität und nicht um gesparte Minuten.

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