Hauptmenü

Elektrosmog und nichtionisierende Strahlung

5G-Mobilfunk-Technologie

Auf dieser Seite informieren wir über den aktuellen Stand des Wissens bei der Einführung der Mobilfunk-Technologie 5G im Kanton Aargau. Der Inhalt wird durch das zuständige Departement Bau, Verkehr und Umwelt (BVU) laufend aktualisiert.

Was ist 5G?

Die Wirkung nichtionisierender Strahlung auf den Menschen hängt von deren Intensität und Frequenz ab. Die Vorschriften des Umweltschutzgesetzes (USG) und der Verordnung über den Schutz vor nichtionisierender Strahlung (NISV) gelten für die Strahlung insgesamt und unterscheiden nicht zwischen den verschiedenen Technologien von Mobilfunk (2G, 3G, 4G, 5G). Die NISV begrenzt die Intensität der Strahlung mit Grenzwerten, die sich nach der verwendeten Frequenz unterscheiden. Die zurzeit laufende Einführung von 5G erfolgt in Frequenzbereichen, wie sie bereits jetzt für den Mobilfunk und für WLAN verwendet werden.

Wie funktionieren adaptive Antennen?

Die herkömmlichen Antennen geben ihre Leistung relativ gleichförmig ab und bestrahlen eine mehr oder weniger definierte Fläche (gleichmässige Befeldung, siehe Abbildung unten, links). Zusammen mit der 5G-Technologie werden neu intelligente Antennensysteme – so genannte adaptive Antennen – eingesetzt. Diese können ihre Leistung gezielt auf die jeweiligen Nutzer ausrichten (beamforming, siehe Abbildung unten, rechts). Dadurch ist die Strahlung ausserhalb der gerade aktiven Nutzerinnen und Nutzer tendenziell tiefer. Wie alle anderen Mobilfunkantennen müssen auch die adaptiven Antennen den Bestimmungen der Verordnung über den Schutz vor nichtionisierender Strahlung (NISV) entsprechen. Das Vorsorgeprinzip und die entsprechenden Grenzwerte müssen also auch von diesen Antennen eingehalten werden.

Wie funktioniert 5G?

Bei der 5G-Technologie handelt es sich um einen neuen Standard wie die Mobilfunkstrahlung genutzt wird, d.h. wie Informationen (Telefongespräche, Videos etc.) mit der Mobilfunkstrahlung übertragen werden. Da die Funkkonzessionen und die Baubewilligungen für Mobilfunkanlagen gemäss dem Rundschreiben des Bundesamtes für Umwelt (BAFU) und des Bundesamtes für Kommunikation (BAKOM) vom 24. September 2010 technologieneutral vergeben werden, hat die Mobilfunkbetreiberin die Wahl, mit welcher Technologie (1G, 2G, 3G, 4G oder 5G) sie ihre Anlagen betreiben möchte. Sie ist nicht dazu verpflichtet, Angaben über die zum Einsatz kommenden Technologien zu machen.

Besteht durch 5G ein Gesundheitsrisiko für die Bevölkerung?

Die Wirkung nichtionisierender Strahlung auf den Menschen hängt von deren Intensität und Frequenz ab. Die Vorschriften des Umweltschutzgesetzes (USG) und der Verordnung über den Schutz vor nichtionisierender Strahlung (NISV) gelten für die Strahlung insgesamt und unterscheiden nicht zwischen den verschiedenen Technologien von Mobilfunk (2G, 3G, 4G, 5G). Die NISV begrenzt die Intensität der Strahlung mit Grenzwerten, die sich nach der verwendeten Frequenz unterscheiden. Die zurzeit laufende Einführung von 5G erfolgt in Frequenzbereichen, wie sie bereits jetzt für den Mobilfunk und für WLAN verwendet werden.

Welche Grenzwerte für nichtionisierende Strahlung gelten in der Schweiz?

Der Schutz der Bevölkerung vor der Strahlung von Mobilfunkantennen wird in der Schweiz durch das Umweltschutzgesetz (USG) und die Verordnung über den Schutz vor nichtionisierender Strahlung (NISV) geregelt. Der Bundesrat hat in der NISV für Mobilfunkstrahlung zwei Arten von Grenzwerten festgelegt, die Immissions- und die Anlagegrenzwerte.

Zum Schutz vor thermischen Effekten auf den Menschen (der Erwärmung des Körpergewebes) müssen sämtliche Mobilfunkanlagen sogenannte Immissionsgrenzwerte (IGW) einhalten. Die IGW der NISV sind die gleichen Grenzwerte, wie sie auch im umliegenden Ausland mehrheitlich angewendet werden. Im Bereich der Mobilfunkfrequenzen liegen die IGW zwischen 41 bis 61 Volt pro Meter (V/m). Sie müssen überall eingehalten werden, wo sich Menschen aufhalten können, und schützen vor den wissenschaftlich gesicherten Gesundheitsauswirkungen. Die Einhaltung der Grenzwerte wird kontrolliert.

Weil aus der Forschung unterschiedlich gut abgestützte Beobachtungen vorliegen, wonach es auch noch andere als die thermischen Effekte gibt, legt die NISV zusätzlich Vorsorgewerte fest. Diese sogenannten Anlagegrenzwerte (AGW) sind für Mobilfunkstrahlung rund 10-mal tiefer als die Immissionsgrenzwerte und betragen 4 bis 6 V/m.

Sie müssen nicht überall eingehalten werden, sondern nur an Orten mit empfindlicher Nutzung. Dazu zählen insbesondere Wohnungen, Schulen, Kindergärten, Spitäler, ständige Arbeitsplätze und Kinderspielplätze, also Orte, wo sich Menschen während längerer Zeit aufhalten. Die Anlagegrenzwerte sollen an diesen Orten die Langzeitbelastung der Bevölkerung tief halten.

Mit diesen Anlagegrenzwerten wird die Strahlung von Mobilfunkantennen in der Schweiz deutlich strenger begrenzt als in den meisten europäischen Ländern.

Welche Frequenzbänder sind aktuell bewilligt? Und welche in Zukunft?

Für den kommerziellen Mobilfunk kommen in der Schweiz seit längerem Frequenzbänder bei 800, 900, 1'800, 2'100 und 2'600 Megahertz (MHz) zum Einsatz. Im April 2019 wurden Frequenzen um 700, 1'400 und 3'600 MHz (3'600 MHz = 3.6 Gigahertz (GHz)) für den Mobilfunk freigegeben.

5G kann in allen Frequenzbändern eingesetzt werden, es ist aber davon auszugehen, dass 5G im Frequenzband 3.6 GHz eingeführt wird. Je höher die eingesetzte Frequenz, desto grösser die Datenmenge die damit übertragen werden kann.

Für das 5G-Netz der Zukunft sollen noch höhere Frequenzbänder (bis 86 GHz) eingesetzt werden. Diese sind momentan allerdings weder bewilligt noch freigegeben. Mit zunehmender Frequenz sinkt die Reichweite der Signale. Dies bedingt, dass bei gleichbleibenden Grenzwerten für nichtionisierende Strahlung eine grössere Anzahl an Antennen gebaut werden muss (der in den Medien diskutierte "Antennenwald").

Wie sind die Zuständigkeiten in Bezug auf 5G geregelt?

Die Zuständigkeiten in Bezug auf 5G sind auf den Ebenen Bund, Kantone und Gemeinden klar geregelt:

  • Das Bundesamt für Kommunikation BAKOM wacht darüber, dass das Fernmelderecht und die Konzessionen eingehalten werden. Das BAKOM überwacht ebenfalls die Frequenzen und erarbeitet den nationalen Frequenzzuweisungsplan (NaFZ).
  • Die von den Verwaltungsbehörden unabhängige Eidgenössische Kommunikationskommission (Comcom) erteilt die Konzessionen für jene Frequenzen, die vom Bundesrat im NaFZ für die Nutzung mit Mobilfunk freigegeben werden. Dabei legt sie auch Mindestvorgaben bezüglich der Versorgung der Bevölkerung fest.
  • Das Bundesamt für Umwelt (BAFU) ist zuständig für Fragen bezüglich der Strahlung von Mobilfunk-Antennen und Auswirkungen auf die Gesundheit. In der Verordnung über den Schutz vor nichtionisierender Strahlung (NISV) sind die Ausführungsbestimmungen festgelegt. Die in der NISV enthaltenen Grenzwerte sind in der ganzen Schweiz verbindlich.
  • Das Bundesamt für Gesundheit (BAG) ist zuständig für die Auswirkungen der Strahlung auf den Menschen, die von mobilen Geräten (Smartphones, Tablets, Bluetooth-Geräte) ausgeht.
  • Die Kantone und Gemeinden sind für die Bewilligung und Kontrolle von Mobilfunkanlagen zuständig. Nach Einführungsgesetz zur Bundesgesetzgebung über den Schutz von Umwelt und Gewässern (EG UWR) ist die Abteilung für Umwelt (AfU) im Departement Bau, Verkehr und Umwelt (BVU) für den Vollzug NISV im Kanton Aargau zuständig. Zu den kantonalen Hauptaufgaben im Vollzug der NISV gehört insbesondere das Überwachen und Durchsetzen der Emissionsbeschränkungen von Mobilfunkantennen zum Schutz der Bevölkerung vor übermässiger Strahlung. Die Gemeinden sind die abschliessende Baubewilligungsbehörde für Mobilfunkantennen.

Wie läuft das Bewilligungsverfahren ab?

Die in der NISV definierten Grenzwerte sind technologieneutral und gelten für alle im Augenblick bewilligten Frequenzbänder und Mobilfunktechnologien von 2G bis 5G. Das Bundesgericht hat 2024 zahlreiche Entscheide zum Bewilligungsverfahren gefällt (Wil 1C_506/2023, Sarnen 1C_414/2022, Zürich 1C_307/2023). Bis auf Weiteres müssen daher nebst Neubauten auch alle Änderungen an Mobilfunkanlagen ein Baubewilligungsverfahren durchlaufen.

Können der Kanton oder die Gemeinden ein 5G-Moratorium erlassen?

Verschiedene Vorstösse auf Kantons- und Gemeindeebene verlangen die Einführung der 5G-Mobilfunk-Technologie im Kanton Aargau auszusetzen, bis gesicherte wissenschaftliche Erkenntnisse zu den gesundheitlichen Auswirkungen der durch 5G verursachten elektromagnetischen Strahlung vorliegen. Der Kanton vollzieht die NISV und setzt die Einhaltung der Emissionsbeschränkungen von Mobilfunkanlagen durch. Für die Baubewilligung von neuen Mobilfunkanlagen sind die Gemeinden zuständig.

Der Bund ist zuständig für den Erlass von Vorschriften über den Schutz des Menschen vor schädlicher oder lästiger nichtionisierender Strahlung. Der Bund hat diese umfassende Rechtsetzungskompetenz mit dem Erlass des Umweltschutzgesetzes und der Verordnung über den Schutz vor nichtionisierender Strahlung (NISV) abschliessend wahrgenommen. Ohne bereits vorhandene verschärfende kantonale Vorschriften besteht deshalb keine rechtliche Grundlage für den Erlass von 5G-Moratorien, soweit geltendes Recht eingehalten wird.

Adaptive Antenne im realen Betrieb

Wie verhält sich eine adaptive Antenne effektiv im realen Umfeld und welche Feldstärken entstehen unter praxisnahen Bedingungen mit niedrigem und hohem Mobilfunk-Datenverkehr? Dies hat die Abteilung für Umwelt zusammen mit dem Projektteam Fields at Work GmbH, Zürich, und Grolimund + Partner AG, Aarau, in zwei Messkampagnen bei adaptiven Antennen im realen Betrieb untersucht.

Pilotprojekt

Im Rahmen der in Aarau durchgeführten Pilotstudie konnten folgende Beobachtungen gemacht werden:

  • Der Anlagegrenzwert der NISV (Verordnung über den Schutz vor nichtionisierender Strahlung) wird an allen Standorten (inkl. OMEN) mit einer deutlichen Marge eingehalten.
  • Bei der 5G-Technologie treten im Vergleich zu 4G kurzzeitig um ein Vielfaches höhere Feldstärkewerte auf. Andererseits sind die Werte bei der 5G-Technologie während den weniger aktiven Phasen tiefer, was im 6-Minuten-Durchschnitt zu ähnlichen bis tieferen Werten als bei 4G führt.
  • Mit der Pilotstudie kann keine Aussage gemacht werden, inwiefern sich dieses Muster bei stärkerer Nutzung (Verbreitung von 5G-fähigen Endgeräten) des 5G-Netzes verändert.
  • Die Adaptivität der Senderichtung konnte mittels forcierten Downloads qualitativ gezeigt werden.
  • Trotz forciertem Datenverkehr musste die automatische Leistungsbegrenzung nie einschreiten.
  • Um die räumliche Ausdehnung der einzelnen Strahlungskeulen (Beams) noch näher zu untersuchen, wäre eine dichtere Anordnung von Sensoren nötig. Damit könnten auch genauere Aussagen über die Effizienz des 5G-Netzes im Vergleich zu den vorherigen Mobilfunkstandards gemacht werden.
  • Für die 5G-Technologie (3500 Megahertz) wurde aufgrund der höheren Trägerfrequenz eine deutlich höhere Gebäudedämpfung beobachtet.

Eine Zusammenfassung der durchgeführten Messungen und der wichtigsten Resultate bietet der Bericht Adaptive (5G-)Antenne im Betrieb: EntwarnungDas Linkziel ist nicht barrierefrei. Bitte wenden Sie sich bei Fragen an unsere allgemeine Auskunft: Telefon 062 835 35 35, Montag bis Freitag, 07:30 - 17:00 Uhr., welcher in unserem Publikationsorgan UMWELT AARGAU veröffentlicht wurde.

Im Schlussbericht Pilotprojekt; Monitoring adaptiver Antennen mittels eines räumlichen Sensornetzes (PDF, 50 Seiten, 8,0 MB) sind die durchgeführten Messungen detailliert beschrieben und die einzelnen Messwerte ersichtlich.

Messkampagne mit Sensornetzwerk

Mit diesem zweiten Projekt hat die Abteilung für Umwelt in Zusammenarbeit mit anderen Kantonen, dem Bundesamt für Umwelt und den Firmen Grolimund + Partner AG, Aarau, und Fields at Work GmbH, Zürich, die Funktionsweise einer adaptiven 5G-Antenne mit einem von der Firma Fields at Work GmbH neu entwickelten räumlichen Sensornetzwerk untersucht. Mit diesem Sensornetzwerk konnte die räumliche und zeitliche Variabilität der elektrischen Feldstärken detailliert analysiert werden.

Bei den Messungen auf dem Campus der Universität Irchel in Zürich konnte folgendes festgestellt werden:

  • Das neuartige Sensornetzwerk funktioniert. Die zeitliche und räumliche Dynamik von adaptiv betriebenen Antennen kann erfasst und sichtbar gemacht werden.
  • Adaptive Mobilfunkantennen strahlen Beams vorwiegend in jene Raumsegmente ab, in denen Mobilfunkbedarf herrscht (z.B. beim Streamen von Filmen über ein Handy). Die übrigen Gebiete ausserhalb des vom Beam abgedeckten Gebiets weisen dabei nur kleine Feldstärkewerte auf.
  • Die horizontale Adaptivität der Antenne war ausgeprägter als die Vertikale.
  • Die Verteilungsmuster der Feldstärke sind nicht immer vorhersehbar, insbesondere in Fällen wo keine direkte Sichtverbindung zur Antenne besteht.
  • Die automatische Leistungsbegrenzung funktioniert. Mit langanhaltendem forciertem Datenverkehr konnte das Eingreifen der automatischen Leistungsbegrenzung (Power-Locking) getestet und aufgezeigt werden.

Fazit: Adaptive Mobilfunkantennen funktionieren in der Praxis tatsächlich so, wie in der Theorie erwartet wird und die Funktionsweise kann mit den entwickelten Sensoren "sichtbar" gemacht werden.

Detaillierte Informationen zu diesem Projekt können dem Schlussbericht Monitoring adaptiver Antennen mittels eines räumlichen Sensornetzes (PDF, 51 Seiten, 6,8 MB) entnommen werden.