Seit Jahrtausenden kochen die Menschen mit Feuer, aber es könnte Zeit für einen Wechsel sein.
Erdgasgeräte erwärmen den Planeten auf zweierlei Weise: Sie erzeugen Kohlendioxid durch die Verbrennung von Erdgas als Brennstoff und lassen unverbranntes Methan in die Luft entweichen. Eine neue, von Stanford geleitete Studie zeigt, dass das Methan, das aus erdgasbetriebenen Öfen in US-Haushalten entweicht, einen vergleichbaren Einfluss auf das Klima hat wie die Kohlendioxidemissionen von etwa 500.000 benzinbetriebenen Autos.
Diese zusätzliche Erwärmung durch austretendes Methan trägt etwa ein Drittel so viel zur Erwärmung bei wie das Kohlendioxid, das bei der Verbrennung des Erdgases des Ofens entsteht, und setzt die Nutzer manchmal Schadstoffen aus, die Atemwegserkrankungen auslösen. Die Ergebnisse, die am 27. Januar in der Zeitschrift Environmental Science & Technology veröffentlicht wurden, kommen zu einem Zeitpunkt, zu dem Gesetzgeber in zahlreichen US-Gemeinden und mindestens einem Bundesstaat – New York – erwägen, Erdgasanschlüsse bei Neubauten zu verbieten.
„Überraschenderweise gibt es nur sehr wenige Messungen darüber, wie viel Erdgas durch Lecks und unvollständige Verbrennung in Geräten aus dem Inneren von Häusern und Gebäuden in die Luft entweicht“, sagte der Hauptautor der Studie, Eric Lebel, der die Untersuchung als Doktorand an der Stanford School of Earth, Energy and Environmental Sciences (Stanford Earth) durchführte. „Dies ist wahrscheinlich der Teil der Erdgasemissionen, über den wir am wenigsten wissen, und er kann große Auswirkungen sowohl auf das Klima als auch auf die Luftqualität in Innenräumen haben“.
Ein übersehener Beitrag zu einem wachsenden Problem
Obwohl Kohlendioxid in der Atmosphäre häufiger vorkommt, ist das globale Erwärmungspotenzial von Methan über einen Zeitraum von 20 Jahren etwa 86-mal so groß und ein Jahrhundert nach seiner Freisetzung mindestens 25-mal so groß. Methan bedroht auch die Luftqualität, da es die Konzentration von troposphärischem Ozon erhöht, dessen Exposition jährlich weltweit schätzungsweise 1 Million vorzeitige Todesfälle aufgrund von Atemwegserkrankungen verursacht. Die relative Konzentration von Methan ist seit Beginn der industriellen Revolution aufgrund der vom Menschen verursachten Emissionen mehr als doppelt so schnell gestiegen wie die von Kohlendioxid.
Während Lecks in Erdgasleitungen, das zu mehr als 90 Prozent aus Methan besteht, ausgiebig untersucht worden sind, wurde den mit Erdgas betriebenen Kochgeräten vergleichsweise wenig Aufmerksamkeit geschenkt.
Über ein Drittel der US-Haushalte – mehr als 40 Millionen Haushalte – kochen mit Gas. Im Gegensatz zu anderen Gasgeräten, wie z. B. Raumheizungen und Warmwasserbereitern, die in der Regel nicht in Wohnräumen aufgestellt werden, sind die Menschen bei Kochgeräten ihren Emissionen direkt ausgesetzt. Diese können Formaldehyd, Kohlenmonoxid und Stickoxide enthalten, die Asthma, Husten, Keuchen und Atembeschwerden auslösen können und gelegentlich zu Krankenhausaufenthalten führen. Die Verwendung von Dunstabzugshauben und die Belüftung tragen dazu bei, die Konzentrationen von Stickoxiden und anderen mitverursachten Schadstoffen in der Küchenluft zu verringern. Erhebungen zeigen jedoch, dass Hausfrauen und -männer im Durchschnitt nur 25 bis 40 Prozent der Zeit Dunstabzugshauben zur Belüftung der Küche verwenden.
Erkenntnisse und Auswirkungen
Um die potenziellen Auswirkungen von Kochgeräten auf das Klima und die Gesundheit besser zu verstehen, haben die Forscher die Methan- und Stickoxidemissionen in 53 Haushalten in Kalifornien gemessen, und zwar nicht nur während der Verbrennung, der Zündung und der Löschung, sondern auch, wenn das Gerät ausgeschaltet war – etwas, das in den meisten früheren Studien nicht untersucht wurde. Die Studie umfasste 18 Marken von Gaskochern und -herden, die zwischen 3 und 30 Jahre alt waren.
Die höchsten Emissionen wiesen Kochfelder auf, die mit einer Zündflamme und nicht mit einem eingebauten elektronischen Zünder gezündet wurden. Die Methanemissionen aus den Gasstößen, die beim Zünden und Löschen eines Brenners freigesetzt wurden, entsprachen im Durchschnitt der Menge an unverbranntem Methan, die während des etwa 10-minütigen Kochens mit dem Brenner freigesetzt wurde. Interessanterweise fanden die Forscher keinen Hinweis auf einen Zusammenhang zwischen dem Alter oder den Kosten eines Herdes und seinen Emissionen. Am überraschendsten war, dass mehr als drei Viertel der Methanemissionen bei ausgeschaltetem Herd auftraten, was darauf hindeutet, dass die Gasarmaturen und die Anschlüsse an den Herd und die Gasleitungen im Haus für die meisten Emissionen verantwortlich sind, unabhängig davon, wie oft der Herd benutzt wird.
Insgesamt schätzten die Forscher, dass Erdgasherde bis zu 1,3 Prozent des von ihnen verbrauchten Gases als unverbranntes Methan ausstoßen. Die US-Umweltschutzbehörde EPA (Environmental Protection Agency) berichtet zwar nicht über die Emissionen bestimmter Erdgasgeräte in Privathaushalten, wohl aber über die Methanemissionen von Haushaltsgeräten insgesamt. Die Forscher schätzten, dass die gesamten Methanemissionen allein von Öfen wesentlich höher sind als die Emissionen, die derzeit von der EPA für alle privaten Quellen gemeldet werden.
Größere Öfen emittieren zum Beispiel tendenziell mehr Stickstoffoxide. Anhand ihrer Schätzung der Stickoxidemissionen stellten die Forscher fest, dass Menschen, die ihre Dunstabzugshauben nicht benutzen oder schlecht lüften, die EPA-Richtwerte für eine einstündige Stickstoffdioxidbelastung im Freien (es gibt keine Normen für Innenräume) innerhalb weniger Minuten nach der Nutzung des Ofens überschreiten können, insbesondere in kleineren Küchen.
„Ich möchte keine zusätzlichen Stickstoffoxide, Kohlenmonoxid oder Formaldehyd einatmen“, sagte der Hauptautor der Studie, Rob Jackson, der Michelle und Kevin Douglas Provostial Professor und Professor für Erdsystemwissenschaft. „Warum sollte man das Risiko nicht ganz reduzieren? Die Umstellung auf elektrische Öfen verringert die Treibhausgasemissionen und die Luftverschmutzung in Innenräumen“.
Jackson ist auch Senior Fellow am Stanford Woods Institute for the Environment und dem Precourt Institute for Energy. Lebel ist derzeit leitender Wissenschaftler bei PSE Healthy Energy. Zu den Co-Autoren der Studie gehören auch Colin Finnegan, ein Umweltwissenschaftler im Bereich Erdsystemwissenschaft, und Zutao Ouyang, ein Postdoktorand im Bereich Erdsystemwissenschaft.
Datum: Januar 27, 2022
Quelle: Stanford University
Eric D. Lebel, Colin J. Finnegan, Zutao Ouyang, Robert B. Jackson. Methane and NOx Emissions from Natural Gas Stoves, Cooktops, and Ovens in Residential Homes. Environmental Science & Technology, 2022; DOI: 10.1021/acs.est.1c04707