Gas- und Propangasherde als große Quelle der Stickstoffdioxidbelastung in US-Haushalten

Gas- und Propangasherde zählen inzwischen zu den größten Quellen für die Belastung mit Stickstoffdioxid in US-Haushalten und erreichen nahezu das Niveau der Emissionen aus sämtlichen Außenluftquellen zusammen.

Dieses Ergebnis rückt das tägliche Kochen als bedeutenden Faktor für die langfristige Luftschadstoffbelastung von Millionen Menschen in den Fokus, die den Großteil ihres Lebens in Innenräumen verbringen.

Kochen als Schadstoffquelle in Innenräumen

In US-Haushalten ist alltägliches Kochen zu einer stetigen Stickstoffdioxidquelle geworden, deren Belastung über das hinausgeht, was allein durch Außenluft in die Wohnung gelangt.

Forschende der Stanford University verknüpften Innenraummessungen mit landesweiten Wohnungsdaten und erfassten die Belastung nach Postleitzahlen; geleitet wurde die Untersuchung von Yannai Kashtan bei PSE Healthy Energy.

Die Ergebnisse ergaben, dass das Kochen bei Haushalten mit Gas- oder Propangasherden etwa ein Viertel der gesamten Stickstoffdioxidbelastung in Wohnräumen verursachte – und in Haushalten mit intensiver Nutzung deutlich mehr.

Die hohe Belastung in Küchen und Wohnbereichen wirft grundsätzlich die Frage auf, wie Quellen in Innenräumen das Schadstoffrisiko verändern, das bislang vor allem anhand der Außenluft bewertet wurde.

Eine Karte der Belastung

Durch die Darstellung nach Postleitzahlen machten die Forschenden aus einem Haushaltsproblem ein Muster, das sich zwischen Stadtvierteln und Regionen vergleichen lässt.

Dafür kombinierten sie Messungen in Innenräumen aus mehr als 15 Städten in sieben Regionen mit Wohnungsdaten zu 133 Millionen Wohneinheiten.

Karten der Außenluftbelastung aus Satellitendaten und Messstationen halfen dabei abzuschätzen, welche Mengen nach innen gelangten; Umfragen erfassten zudem, wie häufig Menschen kochten und lüfteten.

Kommunale Entscheidungsträger könnten die Ergebnisse nutzen, um den Ausbau der Lüftung oder die Elektrifizierung gezielt zu fördern – insbesondere in einkommensschwächeren Gebieten mit mehreren überlagernden Belastungen.

Warum Gasherde Schadstoffe erzeugen

Beim Verbrennen von Gas auf einem Herd entsteht ein Gasstrom, der nach dem Kochen noch lange in Innenräumen verbleiben kann.

Hohe NO2-Konzentrationen können die Lunge entzünden und Asthmaanfälle auslösen; Bundesgesundheitsbehörden dokumentieren diese Risiken seit Jahren.

„Dieses kleine Gerät hat im Vergleich zu größeren Emittenten wie Straßenverkehr und Kraftwerken eine weit überproportionale Wirkung“, sagte Kashtan.

Andere Quellen, etwa defekte Heizungen oder Rauchen in Innenräumen, können zusätzliches NO2 freisetzen. Manche Haushalte könnten daher einer höheren Belastung ausgesetzt sein, als die Karten erkennen lassen.

Innenraumluft wird selten gemessen

Netze zur Überwachung der Außenluft ermöglichen einen einfachen Städtevergleich, erfassen aber nicht die Verschmutzung, die innerhalb einer Wohnung entsteht.

Satelliten und Bodenmessstationen verfolgen NO2 in der Außenluft landesweit, während Schadstoffquellen in Innenräumen kaum in einem vergleichbaren Umfang gemessen werden.

Wie viel NO2 aus der Außenluft in Wohnungen eindringt, unterscheidet sich je nach Wetter und Gebäudebauweise, die den Frischluftaustausch bestimmen.

Gemeinden, die auf einer Außenluftkarte unbedenklich wirken, können dennoch stark belastet sein, wenn Gaskochen und unzureichende Lüftung zusammentreffen.

Lüftung bestimmt die Belastungsdosis

Die Lüftung während des Kochens beeinflusst, wie lange NO2 in der Luft bleibt und wie weit es sich in den Räumen verteilt.

Da sich das Gas rasch in einer Wohnung verteilt, war die Aufenthaltszeit in der Küche weniger entscheidend als die verbrannte Brennstoffmenge und die Nutzung eines Ventilators.

Viele Dunstabzugshauben führen die Luft nur unzureichend ab oder bleiben ausgeschaltet. Dadurch sammeln sich Verbrennungsgase an, statt nach außen abgeführt zu werden.

Einfache Maßnahmen wie geöffnete Fenster oder eine nach außen entlüftende Dunstabzugshaube können Spitzenwerte senken, beseitigen die Emissionen jedoch nicht.

Wer einem höheren Risiko ausgesetzt ist

Wohnungsgröße und örtliches Klima beeinflussen die Belastung, weshalb derselbe Herd zu sehr unterschiedlichen Konzentrationen in Innenräumen führen kann.

Über die Postleitzahlen hinweg lag die langfristige, herdbezogene Belastung bei etwa 2 bis 4 ppb, also Teilen pro Milliarde – einer üblichen Einheit zur Messung geringer Luftschadstoffkonzentrationen.

Raumvolumen und Frischluftzufuhr erklärten einen Teil dieser Spanne; in dicht bebauten Gebieten treffen kleinere Räume häufig auf höhere NO2-Werte in der Außenluft der Umgebung.

Durchschnittswerte nach Postleitzahl können extreme Belastungen verdecken, besonders bei Mietern in engen Wohnungen, deren tägliche Kochgewohnheiten höhere Spitzenwerte verursachen.

Richtwerte und verdeckte Überschreitungen

Öffentliche Richtwerte sind wichtig, weil sie eine Gaskonzentration in eine Warnung übersetzen, die für Gemeinschaften leichter einzuordnen ist.

Die Weltgesundheitsorganisation legte für NO2 in Innen- und Außenluft einen langfristigen Richtwert von etwa 5,2 ppb fest.

Modellrechnungen deuteten darauf hin, dass rund 22 Millionen Menschen unter diesen Langzeitwert fallen würden, wenn sie weniger mit Gas oder Propan kochten.

Die Schätzung beruht auf dem typischen Verhalten in der jeweiligen Region; Haushalte, die überdurchschnittlich viel kochen, könnten daher geringere Verbesserungen erzielen.

Kurze Kochphasen, starke Spitzenwerte

Kurze Kochvorgänge können deutliche Spitzen verursachen, die relevant sind, selbst wenn der Tagesdurchschnitt gering erscheint.

Zwischen 2019 und 2022 registrierten bundesweite Messstationen in weniger als einer von 100.000 Stundenmessungen NO2-Werte über 100 ppb in der Außenluft.

In Wohnungen mit Gasherden überschritt der modellierte einstündige NO2-Mittelwert diese Schwelle im Durchschnitt an 7-15 Tagen pro Jahr.

Diese Spitzen bedeuteten, dass Gas- und Propangasherde für mehr als 99 Prozent der Fälle verantwortlich waren, in denen Wohnungen den Einstundenrichtwert der Weltgesundheitsorganisation überschritten.

Was ein Wechsel bewirken könnte

Der Austausch des Kochgeräts verändert die Belastung rasch, weil die zentrale Quelle in Innenräumen verschwindet, sobald keine Verbrennung mehr stattfindet.

Die durchschnittliche langfristige Gesamtbelastung betrug bei Nutzern von Gasherden etwa 10 ppb, gegenüber ungefähr 8 ppb bei Nutzern von Elektroherden.

Bei Haushalten im obersten Fünftel des beim Kochen verbrannten Gases stieg die geschätzte langfristige Belastung auf 18 ppb oder mehr.

Elektrifizierung und bessere Lüftung verursachen beide Kosten. Die größten Vorteile könnten deshalb davon abhängen, ob Mieter und Haushalte mit knappen Budgets unterstützt werden.

Wie es in Innenräumen weitergeht

In ihrer Gesamtschau zeigen die neuen Karten, dass Kochen zu Hause bei der Stickstoffdioxidbelastung mit der Außenluftverschmutzung konkurrieren kann.

Künftige Untersuchungen, die die Innenraumluft direkt messen und weitere Geräte berücksichtigen, könnten die Schätzungen präzisieren und auf praktikable Maßnahmen hinweisen.