Ein Drittel des Mikroplastiks stammt von Autoreifen – digitaler Zwilling soll Reifenabrieb senken

Autoreifen verlieren bei jeder Fahrt Material. Beim Beschleunigen, Bremsen oder in Kurven lösen sich winzige Gummipartikel vom Reifen. Sie gelangen in die Luft, bleiben auf Straßen und Böden liegen und werden durch Regen in Gewässer gespült. Auch zur Feinstaubbelastung in Städten tragen sie bei.

Die Partikel sind kaum sichtbar, ihre Menge jedoch erheblich. In Europa fallen laut ADAC rund 500.000 Tonnen Abrieb pro Jahr an. In Deutschland stammt etwa ein Drittel des gesamten Mikroplastiks aus synthetischem Kautschuk von Autoreifen. Damit gehört Reifenabrieb zu den größten Quellen von Mikroplastik überhaupt.

EU verschärft Regeln für Reifenabrieb

Ab Ende 2026 gelten mit der neuen Euro-7-Norm erstmals verbindliche Grenzwerte für Emissionen, die nicht aus dem Auspuff kommen. Dazu gehören Reifen- und Bremsabrieb. Hersteller müssen künftig nachweisen, wie stark ihre Fahrzeuge auch in diesem Bereich Emissionen verursachen. Das erhöht den Entwicklungsdruck in der Automobilbranche deutlich.

Vor diesem Hintergrund arbeitet das Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM in Kaiserslautern an einer technischen Lösung. Das Projekt heißt SUMERA. Es steht für „Simulationsmethoden zur Untersuchung von Feinstaub- und Mikroplastikemissionen durch Reifenabrieb“.

Digitaler Zwilling berechnet Abrieb am Computer

Herzstück der Entwicklung ist ein digitaler Zwilling – ein virtuelles Modell, das einen Reifen bis ins Detail nachbildet. Es berechnet, wie sich Material unter Hitze, Last oder Nässe verhält, und simuliert Verschleiß unter realistischen Bedingungen. So lassen sich Eigenschaften am Bildschirm prüfen, lange bevor der erste Prototyp auf die Straße kommt.

Dr. Klaus Dreßler vom Institut erklärt: „Digitale Zwillinge gelten in vielen Industrieanwendungen inzwischen als Schlüssel zur Innovation – in der Fahrzeugentwicklung gilt das auch für Reifen.“ Das Modell berücksichtigt mehrere Einflussfaktoren gleichzeitig. Dazu gehören:

• Reifenprofil
• Gummimischung
• Straßenbelag
• Fahrdynamik

So entsteht eine detaillierte Berechnung des Verschleißes unter realistischen Bedingungen.

Abrieb entsteht durch viele Faktoren

Reifen verlieren Material aus unterschiedlichen Gründen. Besonders relevant sind:

• Fahrweise: Starkes Beschleunigen und hartes Bremsen erhöhen den Verschleiß.
• Straßenoberfläche: Rauher Asphalt nutzt Gummi schneller ab.
• Materialmischung: Weiche Reifen bieten mehr Grip, verschleißen aber schneller.
• Temperatur: Hitze und Kälte verändern die Elastizität des Materials.

Die Simulation verknüpft diese Einflüsse miteinander. Zusätzlich berechnet sie, wie sich die entstehenden Partikel im Verkehrsraum verteilen. Damit wird erstmals sichtbar, wo Belastungen besonders hoch sein können.

Hersteller sparen Zeit und senken Emissionen

Für die Industrie bedeutet das einen klaren Vorteil. Stefan Thielen, der das Projekt leitet, sagt: „Hersteller können neue Designs deutlich schneller virtuell erproben, Entwicklungszyklen verkürzen und ihre Produkte gezielt auf geringeren Abrieb optimieren.“ Das Verfahren spart Entwicklungszeit und Kosten. Gleichzeitig lassen sich Emissionen gezielt reduzieren. Laut Thielen ermöglicht die Technik „nachhaltigere Reifen, ohne Kompromisse bei Sicherheit oder Komfort“.

Forschung mit Landesförderung

Das Projekt startete offiziell am 1. Oktober 2025. Das Land Rheinland-Pfalz unterstützt die Arbeiten mit 499.202 Euro. Ministerialdirektorin Katharina Heil übergab den Förderbescheid am 25. Februar 2026. Sie erklärte: „Mit der Förderung von SUMERA investieren wir gezielt in Forschung, die ökologische Zukunftsfragen adressiert und gleichzeitig industrielle Innovation voranbringt.“

Am Institut beschäftigen sich Fachleute seit Jahren mit Simulationsmodellen für Fahrzeuge. Ein Softwarewerkzeug namens CDTire wird bereits breit in der Industrie eingesetzt. SUMERA baut auf dieser Erfahrung auf und erweitert sie um die präzise Berechnung von Mikroplastik-Emissionen.

Warum Reifenabrieb die Luft mit Mikroplastik belastet

Dass Reifenabrieb eine Rolle spielt, bestätigt auch eine aktuelle Auswertung im Fachjournal Nature. Ein Team um den Atmosphärenforscher Andreas Stohl von der Universität Wien analysierte 2.782 Messungen aus 76 Studien weltweit. Das Ergebnis: In der Luft schwebt weniger Mikroplastik als frühere Modelle annahmen – doch der überwiegende Teil stammt von Land.

Straßenverkehr, Textilien und aufgewirbelter Staub setzen jährlich rund 610 Billiarden Partikel frei, mehr als 20-mal so viele wie die Ozeane. Für die Belastung zählt vor allem die Anzahl der winzigen Teilchen, weil sie lange in der Atmosphäre verbleiben und eingeatmet werden können.

Kurz zusammengefasst:

• Reifenabrieb ist eine Hauptquelle für Mikroplastik: In Europa entstehen jährlich rund 500.000 Tonnen Abrieb, in Deutschland stammt etwa ein Drittel des Mikroplastiks von Autoreifen – ab 2026 gelten dafür EU-Grenzwerte.
• Das Fraunhofer ITWM entwickelt mit „SUMERA“ einen digitalen Zwilling, der Reifenabrieb am Computer berechnet und Emissionen bereits in der Entwicklung senken soll.
• Eine Analyse von 2.782 Messungen zeigt: Der Großteil des Mikroplastiks in der Luft stammt von Landquellen wie dem Straßenverkehr; jährlich gelangen rund 610 Billiarden Partikel in die Atmosphäre – über 20-mal mehr als aus den Ozeanen.

Übrigens: Während beim Reifenabrieb digitale Modelle helfen sollen, Mikroplastik schon vor der Fahrt zu senken, suchen Forscher auch bei Batterien nach sauberen Lösungen für die Energiewende. Ein neuartiger Stromreaktor gewinnt Lithium aus alten E-Auto-Batterien fast vollständig zurück. Mehr dazu in unserem Artikel.

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