Luftverschmutzung durch die Autoindustrie – Gefahren für unsere Gesundheit und Auswirkungen auf die globale Erwärmung

Welche Belastungen gelangen durch den Autoverkehr in die Luft?

Durch den Autoverkehr und die resultierenden Abgase werden zum einen Gase wie Kohlenstoffdioxid (CO2) und Stickstoffdioxid ausgestoßen, die als starke Atemgifte klassifiziert werden. Zusätzlich werden auch Kohlenstoffmonoxid und Schwefeldioxid freigesetzt, welche die Atemwege und die Lungen reizen. All diese Gase tragen auch zum Klimawandel bei. Zur Vereinfachung werden sie bei Berechnungen in CO2-Äquivalente umgewandelt.

Zusätzlich gelangen durch die Abgase sowie den Abrieb von Reifen und Bremsen auch Feinstaubpartikel in die Luft. Doch was ist Feinstaub eigentlich?

Feinstaub ist, wie der Name schon andeutet, ausgesprochen feiner Staub, so fein, dass er für das bloße Auge unsichtbar ist. Feinstaub wird je nach seiner Größe in verschiedene Kategorien unterteilt. Dazu gehören PM10, was Staubpartikel mit einem Durchmesser von weniger als 10 Mikrometern (10 µm = 0,01 mm) umfasst, und PM2,5, die einen Durchmesser von weniger als 2,5 Mikrometern (2,5 µm = 0,0025 mm) haben. Obwohl Feinstaub nicht sichtbar ist, ist er in unserem alltäglichen Leben nahezu immer vorhanden.

In einem Bericht des Umweltbundesamts über PM10 wird erwähnt, dass der Anteil der Bevölkerung, der zwischen 2010 und 2021 einer PM10-Konzentration ausgesetzt war, die über den Richtwerten der Weltgesundheitsorganisation (WHO) lag, von 90,5% auf 20,3% zurückgegangen ist. Dies sind positive Nachrichten, jedoch bleibt immer noch ein Fünftel der Bevölkerung über dem Richtwert.

Im Bericht über PM2,5 sieht die Situation leider weniger erfreulich aus. Hier wird berichtet, dass fast die gesamte Bevölkerung für denselben Zeitraum einer PM2,5-Konzentration ausgesetzt war, die die WHO-Richtwerte überschritt.

Auswirkungen von Feinstaub auf unsere Gesundheit

Feinstaub ist ein ernsthaftes Problem, weil wissenschaftlich nachgewiesen wurde, dass er zu Gesundheitsproblemen führt. Das Umweltbundesamt berichtet, dass Feinstaub an sich bereits ein Gesundheitsrisiko darstellt. Allerdings kann es noch gefährlicher werden, wenn sich Schadstoffe wie Schwermetalle auf der Oberfläche der Feinstaubpartikel befinden. Diese Schadstoffe gelangen durch den Feinstaub in unseren Körper.

Das Gesundheitsrisiko steigt auch je kleiner die Partikel sind. Die kleineren Partikel gelangen nämlich leichter und tiefer in den menschlichen Körper. Während gröberer Feinstaub in der Regel in der Nase abgefangen wird, können kleinere Partikel tief in die Lungen gelangen, bis zu den Bronchien, Bronchiolen und Lungenbläschen. Ultrafeine Partikel, die kleiner als 100 Nanometer sind, können sogar die Zellebene der Lunge durchdringen und ins Blut oder das Lymphsystem gelangen. Bei kleineren Partikeln ist die Chance, dass sie wieder abgeatmet werden, ebenfalls geringer. So stellt aus gesundheitlicher Sicht PM2,5 eine größere Bedrohung als PM10 dar.

Aber wie genau führt der Feinstaub denn zu gesundheitlichen Problemen? Feinstaub tut dies, indem er Entzündungen und Stress in menschlichen Zellen auslöst, wie das Umweltbundesamt berichtet. Wenn dies über einen längeren Zeitraum geschieht, können ernsthafte Erkrankungen auftreten. Bei anhaltender Belastung über Monate und Jahre können sich Komplikationen in verschiedenen Körpersystemen entwickeln, darunter Atemwege (wie Asthma, verringertes Lungenwachstum, Bronchitis, Lungenkrebs), das Herz-Kreislaufsystem (wie Arteriosklerose, Bluthochdruck, Blutgerinnung), der Stoffwechsel (wie Diabetes Mellitus Typ 2) und das Nervensystem (wie Demenz). Eine kurzfristige, intensive Exposition (über Stunden oder Tage) führt zu Bluthochdruck, Herzrhythmusstörungen und erhöhten Krankenhausaufenthalten, in der Regel aufgrund von Herz-Kreislauferkrankungen.

Die Auswirkungen von Feinstaub können vielfältig sein. Es ist jedoch unbestreitbar, dass Feinstaub zu einer erhöhten Sterblichkeit führt. Besonders gefährdet sind Kinder, ältere Menschen und Personen mit vorgeschädigten Atemwegen, da sie einer erhöhten Belastung ausgesetzt sind.

Um gesundheitsschädliche Effekte zu minimieren, ist es entscheidend, die Feinstaubbelastung so gering wie möglich zu halten. Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) hat in Untersuchungen festgestellt, dass es keine Konzentration von PM10 und PM2,5 gibt, unterhalb derer gesundheitsschädliche Wirkungen völlig ausgeschlossen werden können.

Autoverkehr und der Klimawandel

Soviel erstmal zum Feinstaub, aber es gibt ja auch noch die Treibhausgase. Der Autoverkehr trägt maßgeblich zum Klimawandel bei, hauptsächlich durch den Ausstoß von CO2. Andere resultierende Treibhausgase werden in CO2-Äquivalente umgewandelt. Um den Klimawandel einzudämmen, wurden Klimaschutzziele für den Verkehrssektor in Deutschland festgelegt. Gemäß dem Bundes-Klimaschutzgesetz müssen die Treibhausgasemissionen des Verkehrs bis zum Jahr 2030 auf 84 Millionen Tonnen CO2-Äquivalente gesenkt werden, was im Vergleich zu 2019 eine fast 50-prozentige Reduzierung bedeutet. Bis 2045 muss Deutschland laut Klimaschutzgesetz treibhausgasneutral werden, was für den Verkehrssektor wahrscheinlich eine Reduzierung der Treibhausgasemissionen auf Null erfordert.

Ein Bericht des Deutschlandfunks zeigt, dass in Deutschland die Emissionen des Verkehrssektors von 2000 bis 2021 zwar um 18 % reduziert werden konnten, sich diese Reduktion aber jetzt verdoppeln müsste, um die Klimaziele für 2030 zu erreichen. Im Jahr 2021 betrugen die Gesamtemissionen in Deutschland 148 Millionen Tonnen CO2-Äquivalente, was 3 Millionen Tonnen mehr sind als vorgesehen. Dies mag auf den ersten Blick nicht viel erscheinen, doch man muss bedenken, dass dieses Jahr inmitten der Corona-Pandemie lag. Aufgrund von Homeoffice und ähnlichen Maßnahmen waren die Menschen weniger mobil. Die Prognosen für die kommenden Jahre sehen momentan ebenfalls nicht vielversprechend aus. Laut einem aktuellen Projektionsbericht der Bundesregierung werden die Emissionen mit den derzeit festgelegten Klimaschutzmaßnahmen bis 2030 voraussichtlich nur auf rund 126 Millionen Tonnen CO2-Äquivalente gesenkt werden. Das würde bedeuten, dass das Ziel um mehr als 40 Millionen Tonnen CO2-Äquivalente verfehlt wird.

Und wie sieht es auf europäischer Ebene aus? Laut einem Bericht des Statistischen Bundesamtes ist der jährliche CO2-Ausstoß durch den Straßenverkehr in der EU von 1990 bis 2021 um 21 % gestiegen. Pkw tragen den größten Teil zu diesen Emissionen bei. Obwohl Fahrzeuge effizienter geworden sind und es neue Kraftstoffe mit geringerem Schadstoffausstoß gibt, wird dieser Fortschritt durch den Anstieg des Verkehrsaufkommens und den vermehrten Einsatz von hochmotorisierten Fahrzeugen mit vergleichsweise hohem Kraftstoffverbrauch zunichte gemacht.

Im Jahr 2021 wurden in der EU etwa 740 Millionen Tonnen Kohlendioxid (CO2) durch die Verbrennung von Kraftstoffen im Straßenverkehr ausgestoßen. Davon entfielen 64 % auf Pkw und Motorräder, 27 % auf Lkw und Busse und weitere 10 % auf leichte Nutzfahrzeuge. Es wird deutlich, dass das größte Potenzial zur Reduzierung der Emissionen in der Pkw-Klasse, und somit im privaten Verkehr liegt.

Die Antwort auf diese Frage ist kompliziert. Wie bereits erläutert, sind die negativen Auswirkungen des Verkehrssektors hauptsächlich zweifach. Zum einen gibt es Feinstaub, der direkt zu gesundheitlichen Problemen führen kann. Zum anderen gibt es die Treibhausgase, die den Klimawandel vorantreiben. E-Autos können durchaus zu einer Verbesserung in beiden Aspekten beitragen. Allerdings ist es entscheidend, wie der Strom erzeugt wird, der die E-Autos antreibt. Wenn dieser Strom aus Kohle- und Erdgaskraftwerken stammt, die in Deutschland noch weit verbreitet sind, sind die Umweltauswirkungen begrenzt. In diesem Szenario würden E-Autos hauptsächlich lokal zur Entlastung beitragen, während die Umweltprobleme bei den Kraftwerken weiterhin bestehen. Wenn jedoch die Einführung von E-Autos mit einer verstärkten Nutzung von erneuerbaren Energien, wie Ökostrom, einhergeht, sieht die Bilanz deutlich besser aus. Die Umstellung auf erneuerbare Energien ist entscheidend, um die Vorteile der Elektromobilität voll auszuschöpfen und einen möglichst sauberen Verkehrssektor zu erreichen.

Ein weiterer wichtiger Aspekt, der bei der Beurteilung von E-Autos berücksichtigt werden muss, ist der Produktionsprozess, insbesondere die Batterieherstellung. Batterien weisen hohe Produktions-Emissionen auf, was in erster Linie die Regionen betrifft, in denen die meisten Batterien hergestellt werden. Laut dem Statistik-Portal „Statista“ liegt der Schwerpunkt der Batterieproduktion derzeit in Asien, obwohl in den kommenden Jahren die Produktionskapazitäten in Europa erheblich zunehmen sollen. Die Menge an CO2 in der Produktion korreliert stark mit der Kapazität der Batterie. Infolgedessen ist die Produktion so CO2-intensiv, dass ein neues Elektroauto eine schlechtere CO2-Bilanz aufweist als ein Verbrenner, der gerade aus dem Werk kommt.

Bedeutet dies, dass E-Autos eine schlechte Idee sind? Nein, denn entscheidend sind die CO2-Emissionen über den gesamten Lebenszyklus des Fahrzeugs. Eine Studie des ADAC ergab, dass ein E-Auto nach 45.000 bis 60.000 Kilometern einen Klimavorteil gegenüber einem Verbrenner aufweist. Je nach Fahrweise kann dies etwa 3 bis 5 Jahre dauern. Mit Ökostrom beträgt diese Schwelle 25.000 bis 30.000 Kilometer. Insgesamt sind Elektroautos klimafreundlicher als Verbrenner, was auch das Lebenszyklus-Analyse-Tool von Transport & Environment (T & E) bestätigt. Das Tool verglich Worst-Case- und Best-Case-Szenarien für die CO2-Bilanz von E-Autos mit der von Verbrennern. Im Worst-Case-Szenario stammt die Batterie aus China, dem Land mit den höchsten Produktions-Emissionen, und das E-Auto fährt in Polen, dem Land mit der umweltschädlichsten Stromversorgung. Hier weist das E-Auto eine CO2-Reduktion von 37 % auf. Im Best-Case-Szenario wird die Batterie in Schweden hergestellt, und das E-Auto fährt ebenfalls in Schweden. In diesem Fall beträgt die Reduktion 83 %. E-Autos können somit klar zur CO2-Reduzierung beitragen, aber sie können den Ausstoß nicht vollständig eliminieren.

Bezüglich des Feinstaubs verursachen E-Autos zwar keine Emissionen durch Verbrennung von Abgasen, sie erzeugen jedoch auch Brems- und Reifenabrieb sowie aufgewirbelten Partikelstaub von der Straße. Darüber hinaus können Feinstaubemissionen bei der Stromerzeugung oder Produktion auftreten. Zusammenfassend kann gesagt werden, dass E-Autos, wenn ihr gesamter Lebenszyklus betrachtet wird, eine bessere Alternative zu Verbrennern darstellen, sie den Verkehrssektor jedoch nicht völlig emissionsfrei machen können.

Wie sollte sich Mobilität in Zeiten von Klimawandel entwickeln?

Daraus ergibt sich nun die Frage wie die Mobilität sich denn in Zeiten von Klimawandel und Luftverschmutzung entwickeln soll? Es ist klar, dass die Förderung des Individualverkehrs nicht die umweltfreundlichste Lösung sein kann. Wenn viele Fahrzeuge weiterhin mit nur einer Person auf den Straßen unterwegs sind, wird der Verkehrssektor weiterhin zur Luftverschmutzung beitragen, selbst wenn die Fahrzeuge hauptsächlich elektrisch betrieben und mit Ökostrom versorgt werden. Diese Fahrzeuge erzeugen immer noch Feinstaub durch ihre Bremsen und Reifen und haben einen ressourcenintensiven Produktionsprozess, der Emissionen verursacht.

Stattdessen sind umweltfreundliche Mobilitätskonzepte gefragt, die auf öffentlichen Verkehr, Fahrgemeinschaften und Fahrradfahren setzen. Das Bundesumweltamt hat ein beispielhaftes Konzept namens ‚Die Stadt von Morgen‘ vorgestellt.

In dieser Zukunftsstadt fahren in den Innenstadtbereichen nur noch elektrische Fahrzeuge, die kleiner und an die städtische Nutzung angepasst sind. Der gesamte öffentliche Verkehr wird elektrisch betrieben und mit Ökostrom versorgt. Das Konzept ‚Nutzen statt Besitzen‘ steht im Vordergrund, um sicherzustellen, dass vorhandene Fahrzeuge so effizient wie möglich genutzt werden. Dazu gehören Elektro-Carsharing und flächendeckende Fahrradverleihsysteme. Dank der effizienteren Nutzung vorhandener Fahrzeuge gibt es in der Stadt deutlich weniger Autos als heute. Dies schafft mehr Lebensraum anstelle von Parkplätzen und fördert eine umweltfreundliche Mobilität mit weniger Staus und mehr Bewegung. Natürlich ist dies erst einmal leichter gesagt als getan, da es für die Bevölkerung vor allem wichtig sein wird, bequem und zügig an ihr Ziel zu gelangen. Ein solches System müsste daher idealerweise perfekt funktionieren. Dennoch ist es wichtig, solche Konzepte als Leitbilder zu betrachten, um eine möglichst saubere und emissionsarme Zukunft zu gestalten.