Studie zeigt, dass Elektrofahrzeuge in einigen Städten einen positiven Einfluss auf die Luftqualität und die öffentliche Gesundheit haben können, aber nicht in allen

Was haben Houston, Los Angeles, New York und Chicago gemeinsam? Die Antwort ist eine hohe Bevölkerungsdichte, ein hohes Verkehrsaufkommen und eine Luftqualität, die die Ozongrenzwerte der US-Umweltschutzbehörde nicht erfüllt. Diese Umstände machten jede Stadt zu einem bevorzugten Kandidaten für eine Studie der University of Houston, in der die Auswirkungen der Elektrifizierung von Fahrzeugen auf die Luftqualität und die öffentliche Gesundheit untersucht wurden.

Die Studie mit dem Titel „Luftqualität und gesundheitliche Zusatzvorteile der Fahrzeugelektrifizierung und Emissionskontrollen in den bevölkerungsreichsten Ballungszentren der USA: Erkenntnisse aus New York, Los Angeles, Chicago und Houston“ untersuchte Veränderungen der Luftverschmutzung, insbesondere der PM2,5- und Ozonwerte in diesen großen US-Städten unter verschiedenen Elektrifizierungsszenarien. Die Arbeit wurde veröffentlicht im Journal Wissenschaft der Gesamtumwelt.

Die Studie ergab, dass Houston durch die Umstellung auf Elektrofahrzeuge jeden Monat 157 vorzeitige Todesfälle verhindern könnte, während New York und Chicago sogar noch größere Vorteile erzielen könnten – sie könnten 796 bzw. 328 vorzeitige Todesfälle pro Monat verhindern. In Los Angeles könnte ein Szenario mit einem 29-prozentigen Elektrofahrzeuganteil bei leichten Nutzfahrzeugen jeden Monat 104 Leben retten, aber eine vollständige Elektrifizierung könnte die Sterblichkeit in Los Angeles aufgrund höherer PM2,5- und Ozonwerte erhöhen.

„Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Elektrifizierung von Fahrzeugen im Allgemeinen dazu beiträgt, die Treibhausgasemissionen zu reduzieren, die Luftqualität zu verbessern und die Sterblichkeitsrate zu senken, die mit der Belastung durch giftige Luftschadstoffe einhergeht“, sagte der Erstautor des Papiers, Ali Mousavinezhad, der in diesem Jahr seinen Doktortitel an der Abteilung für Erd- und Atmosphärenwissenschaften des College of Natural Sciences and Mathematics der UH erworben hat.

„Aufgrund der komplexen Atmosphärenchemie und der einzigartigen meteorologischen und geografischen Bedingungen von Los Angeles könnte eine vollständige Elektrifizierung jedoch zu erhöhten Konzentrationen von sekundären Aerosolen führen, was möglicherweise negative Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit und die Wirtschaft haben könnte, da die Sterberaten steigen“, fügte er hinzu. „Dies unterstreicht die Notwendigkeit regionalspezifischer Umweltvorschriften.“

Im Szenario der vollständigen Elektrifizierung (FullE) sanken die PM2,5-Werte – winzige Partikel, die unsere Lungen schädigen können – in vielen Gebieten um bis zu 2,29 μg/m3. Überraschenderweise stiegen die PM2,5-Werte in Teilen Ost-Los Angeles um bis zu 0,67 μg/m3. Dies war auf eine Zunahme sekundärer organischer Aerosole zurückzuführen, die durch Veränderungen der Dynamik von Stickoxiden und flüchtigen organischen Verbindungen verursacht wurde, sowie auf einen Anstieg der Konzentrationen von Hydroxylradikalen.

Das einzigartige Wetter und die Geografie in und um Los Angeles, einschließlich einer Bergkette im Osten, können Luftschadstoffe in windabgewandten Gebieten einschließen. Dies kann zu höheren Schadstoffkonzentrationen führen.

Die Studie stellte auch eine signifikante Reduzierung der Stickoxide und der maximalen täglichen 8-Stunden-Durchschnitts-Ozonwerte im FullE-Szenario fest, mit Rückgängen auf 14,00-32,34 Teile pro Milliarde bzw. 2,58-9,58 ppb. In einigen Gebieten kam es jedoch zu einem Anstieg der MDA8-Ozonwerte, was die Komplexität des Luftqualitätsmanagements unterstreicht.

Wirtschaftlich gesehen verspricht das FullE-Szenario erhebliche Einsparungen im Gesundheitsbereich, die für New York, Chicago und Houston zwischen 51 und 249 Millionen Dollar pro Tag liegen. In Los Angeles hingegen drohen wirtschaftliche Einbußen von bis zu 18 Millionen Dollar pro Tag.

„Die vier größten Städte der USA haben unterschiedliche anthropogene Quellen von Luftschadstoffen und Treibhausgasen“, sagte Yunsoo Choi, korrespondierender Autor und Professor für Atmosphärenchemie, KI-Deep-Learning, Luftqualitätsmodellierung und Satellitenfernerkundung. „Jede Stadt benötigt einzigartige Vorschriften oder Strategien, darunter unterschiedliche Szenarien für die Einführung von Elektrofahrzeugen, um die Konzentrationen dieser Schadstoffe und Treibhausgase wirksam zu reduzieren.“

Die Gesamtauswirkungen auf die Luftqualität sind komplexer als viele glauben. Die Einschätzung zukünftiger Szenarien im Zusammenhang mit Elektrofahrzeugen und Veränderungen anderer Quellen – wie Industrie, Wohngebiete, biogene Emissionen, Meeresemissionen und andere – trägt zu dieser Komplexität bei.

Dennoch sehen sowohl Choi als auch Ali in der aktuellen Initiative zur Elektrifizierung des Transportsektors große Chancen.

„Wir erwarten, dass in Zukunft mehr Elektrofahrzeuge auf den Straßen unterwegs sein werden, was dazu beitragen wird, die Emissionen von Luftschadstoffen und Treibhausgasen aus den Auspuffrohren der Fahrzeuge zu reduzieren. Indem wir den erwarteten Anteil an Elektrofahrzeugen in der Zukunft berücksichtigen, können wir die Auswirkungen dieser Veränderungen auf die Konzentrationen von Luftschadstoffen und Treibhausgasen abschätzen, die sich letztlich auf die menschliche Gesundheit auswirken“, sagte Choi.

Diese Studie zeigt, dass es keine Universallösung gibt. Ein effektives und differenziertes Luftqualitätsmanagement ist für eine sauberere, gesündere Welt von entscheidender Bedeutung.

„Die Ergebnisse dieser Studie werden den politischen Entscheidungsträgern dabei helfen, ihre Vorschriften an die spezifischen Merkmale verschiedener Regionen anzupassen, um die Lebensqualität zu verbessern“, sagte Ali.

Während Amerika und die Welt mit Elektrofahrzeugen auf eine grünere Zukunft zusteuern, unterstreichen diese Erkenntnisse die Notwendigkeit eines ausgewogenen und durchdachten Ansatzes, um sicherzustellen, dass sowohl die Vorteile für die Umwelt als auch für die öffentliche Gesundheit voll ausgeschöpft werden.