Laut einer neuen Studie der George Mason University ist die Belastung durch Feinstaub-Luftschadstoffe aus Kohlekraftwerken (Kohle PM2,5) mit einem Sterblichkeitsrisiko verbunden, das mehr als doppelt so hoch ist wie das der Belastung durch PM2,5 aus anderen Quellen. Die University of Texas in Austin und die Harvard TH Chan School of Public Health.
Bei der Untersuchung von Medicare- und Emissionsdaten in den USA von 1999 bis 2020 stellten die Forscher außerdem fest, dass im Untersuchungszeitraum 460.000 Todesfälle auf Kohle-PM2,5 zurückzuführen waren – die meisten davon ereigneten sich zwischen 1999 und 2007, als die Kohle-PM2,5-Werte am höchsten waren. Die Studie ist veröffentlicht am 23. November 2023, in Wissenschaft.
Während in früheren Studien die Sterblichkeitsbelastung durch Kohlekraftwerke quantifiziert wurde, ging ein Großteil dieser Forschung davon aus, dass Kohle-PM2,5 die gleiche Toxizität aufweist wie PM2,5 aus anderen Quellen.
„PM2,5 aus Kohle wurde behandelt, als wäre es nur ein weiterer Luftschadstoff. Aber es ist viel schädlicher als wir dachten, und seine Sterblichkeitsbelastung wurde ernsthaft unterschätzt“, sagte Hauptautor Lucas Henneman, Assistenzprofessor am Sid and Reva Dewberry Abteilung für Bau-, Umwelt- und Infrastrukturtechnik bei Mason. „Diese Ergebnisse können politischen Entscheidungsträgern und Regulierungsbehörden dabei helfen, kosteneffiziente Lösungen zur Reinigung der Luft des Landes zu finden, indem sie beispielsweise Emissionskontrollen fordern oder Versorgungsunternehmen ermutigen, andere Energiequellen wie erneuerbare Energien zu nutzen.“
Anhand von Emissionsdaten von 480 Kohlekraftwerken in den USA zwischen 1999 und 2020 modellierten die Forscher, wohin der Wind die Woche nach der Emission Kohleschwefeldioxid transportierte und wie atmosphärische Prozesse das Schwefeldioxid in PM2,5 umwandelten. Dieses Modell erzeugte für jedes Kraftwerk jährliche Kohle-PM2,5-Expositionsfelder. Anschließend untersuchten sie Medicare-Aufzeichnungen auf individueller Ebene von 1999 bis 2016, die den Gesundheitszustand von Amerikanern ab 65 Jahren und insgesamt mehr als 650 Millionen Personenjahre darstellen.
Durch die Verknüpfung der Expositionsfelder mit den Medicare-Aufzeichnungen, einschließlich des Wohnorts und des Todeszeitpunkts der Teilnehmer, konnten die Forscher die Exposition einzelner Personen gegenüber PM2,5-Kohle verstehen und die Auswirkungen auf ihre Gesundheit berechnen.
Sie fanden heraus, dass im Jahr 1999 in den USA der durchschnittliche PM2,5-Kohlegehalt 2,34 Mikrogramm pro Kubikmeter Luft (μg/m3) betrug. Dieser Wert sank bis 2020 deutlich auf 0,07 μg/m3. Die Forscher errechneten, dass ein Anstieg des durchschnittlichen jährlichen Kohle-PM2,5 um ein μg/m3 mit einem Anstieg der Gesamtmortalität um 1,12 % verbunden war, ein Risiko, das 2,1-mal höher ist als das von PM2,5 aus jeder anderen Quelle. Sie fanden außerdem heraus, dass 460.000 Todesfälle auf Kohle-PM2,5 zurückzuführen waren, was 25 % aller PM2,5-bedingten Todesfälle unter Medicare-Versicherten vor 2009 ausmachte.
Die Forscher waren auch in der Lage, die auf bestimmte Kraftwerke zurückzuführenden Todesfälle zu quantifizieren und eine Rangfolge der untersuchten Kohlekraftwerke auf der Grundlage ihres Beitrags zur Sterblichkeitsbelastung durch Kohle (PM2,5) zu erstellen. Sie fanden heraus, dass 10 dieser Pflanzen während des Untersuchungszeitraums jeweils zu mindestens 5.000 Todesfällen beitrugen. Sie visualisierten die Todesfälle aus jedem Kraftwerk in einem öffentlich zugänglichen Online-Tool (https://cpieatgt.github.io/cpie/).
Die Studie ergab außerdem, dass 390.000 der 460.000 Todesfälle, die auf Kohlekraftwerke zurückzuführen sind, zwischen 1999 und 2007 auftraten, was durchschnittlich mehr als 43.000 Todesfällen pro Jahr entspricht. Nach 2007 gingen diese Todesfälle drastisch zurück und beliefen sich im Jahr 2020 auf jährlich 1.600.
„Wir zeigen nicht nur, wie schädlich die Kohleverschmutzung war, sondern bringen auch gute Nachrichten: Die Todesfälle durch Kohle waren 1999 am höchsten, gingen aber bis 2020 um etwa 95 % zurück, da Kohlekraftwerke Wäscher installiert oder abgeschaltet haben“, sagte Henneman.
„Ich betrachte dies als eine Erfolgsgeschichte“, fügte der leitende Autor Corwin Zigler hinzu, außerordentlicher Professor am Department of Statistics and Data Sciences der UT Austin und Gründungsmitglied des UT Center for Health & Environment: Education & Research. „Kohlekraftwerke waren diese große Belastung, die die US-Politik bereits deutlich reduziert hat. Aber wir haben die Belastung nicht vollständig beseitigt – daher liefert uns diese Studie ein besseres Verständnis dafür, wie sich die Gesundheit weiter verbessern und Leben gerettet werden, wenn wir weiter voranschreiten.“ Auf dem Weg zu einer Zukunft mit sauberer Energie.“
Die Forscher wiesen auf die anhaltende Dringlichkeit und Relevanz der Studie hin und schrieben in dem Papier, dass Kohlekraft immer noch Teil des Energieportfolios einiger US-Bundesstaaten sei und dass der weltweite Kohleverbrauch zur Stromerzeugung voraussichtlich sogar zunehmen werde.
„Während Länder über ihre Energiequellen debattieren – und da Kohle in der amerikanischen Energiegeschichte einen starken, fast mythischen Status genießt – sind unsere Erkenntnisse für politische Entscheidungsträger und Regulierungsbehörden äußerst wertvoll, da sie den Bedarf an billiger Energie mit den erheblichen Umwelt- und Gesundheitskosten abwägen“, sagte er Co-Autorin Francesca Dominici, Clarence James Gamble Professorin für Biostatistik, Bevölkerung und Datenwissenschaft an der Harvard Chan School und Direktorin der Harvard Data Science Initiative.
Mehr Informationen:
Lucas Henneman et al., Sterblichkeitsrisiko durch Kohleverstromung in den USA, Wissenschaft (2023). DOI: 10.1126/science.adf4915. www.science.org/doi/10.1126/science.adf4915