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

Gas- und Propangasherde zählen inzwischen zu den grössten Quellen für Stickstoffdioxidbelastung in US-Haushalten und erreichen damit nahezu das Ausmass der Emissionen aus sämtlichen Aussenluftquellen zusammen.

Diese Erkenntnis rückt das alltägliche Kochen in ein neues Licht: Für Millionen Menschen, die den Grossteil ihres Lebens in Innenräumen verbringen, ist es ein wichtiger Faktor ihrer langfristigen Luftschadstoffbelastung.

Kochen als Schadstoffquelle in Innenräumen

In US-Haushalten ist regelmässiges Kochen zu einer beständigen Stickstoffdioxidquelle geworden, die zusätzlich zu jener Belastung anfällt, die allein durch die Aussenluft entstehen würde.

Unter Leitung von Yannai Kashtan bei PSE Healthy Energy erfassten Forschende der Stanford University diese Belastung für Postleitzahlgebiete, indem sie Messungen in Innenräumen mit landesweiten Wohnungsdaten verknüpften.

Die Ergebnisse zeigten: In Haushalten mit Gas- oder Propangasherden verursachte das Kochen allein rund ein Viertel der gesamten Stickstoffdioxidbelastung in Wohnräumen – in Haushalten mit intensivem Gebrauch deutlich mehr.

Diese in Küchen und Wohnbereichen konzentrierte Belastung wirft eine weitergehende Frage auf: Wie verändern Quellen in Innenräumen das Schadstoffrisiko, das bisher vor allem anhand der Aussenluft bewertet wurde?

Eine Karte der Belastung

Durch die Kartierung nach Postleitzahlgebieten machten die Forschenden aus einem Haushaltsthema ein Muster, das sich zwischen Stadtteilen und Regionen vergleichen lässt.

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

Karten der Aussenluftbelastung aus Satellitendaten und Messstationen dienten dazu, den in Gebäude eindringenden Anteil abzuschätzen; Umfragen erfassten zugleich, wie häufig Menschen kochten und lüfteten.

Kommunale Entscheidungsträger könnten die Ergebnisse nutzen, um Verbesserungen der Lüftung oder die Elektrifizierung gezielt zu fördern – besonders in einkommensschwächeren Gebieten mit mehreren überlagerten Belastungen.

Warum Gas besonders schadstoffreich verbrennt

Beim Verbrennen von Gas auf einem Herd entsteht ein Strom von Gasen, der noch lange nach dem Ende des Kochens in Innenräumen verbleiben kann.

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

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

Weitere Quellen, etwa defekte Heizgeräte oder Rauchen in Innenräumen, können die NO2-Belastung zusätzlich erhöhen. Einige Haushalte könnten deshalb höheren Werten ausgesetzt sein, als die Karten nahelegen.

Luft in Innenräumen wird selten gemessen

Netzwerke zur Überwachung der Aussenluft erleichtern den Vergleich von Städten, erfassen jedoch nicht die Verschmutzung, die innerhalb eines Hauses entsteht.

Satelliten und Bodenmessstationen verfolgen NO2 in der Aussenluft landesweit, während Innenraumquellen fast nie in einem vergleichbaren Umfang gemessen werden.

NO2 aus der Aussenluft dringt je nach Wetterlage und Gebäudekonstruktion unterschiedlich stark in Wohnungen ein, weil diese Faktoren bestimmen, wie viel Frischluft im Inneren zirkuliert.

Gebiete, die auf einer Aussenluftkarte unbedenklich erscheinen, können dennoch stark belastet sein, wenn Gaskochen und unzureichende Lüftung zusammentreffen.

Lüftung bestimmt die aufgenommene Dosis

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 im gesamten Haushalt vermischt, war die Zeit in der Küche weniger entscheidend als die verbrannte Brennstoffmenge und die Nutzung eines Ventilators.

Viele Dunstabzugshauben führen die Luft nur unzureichend ab oder werden ausgeschaltet. Dadurch können sich Verbrennungsgase ansammeln, statt nach draussen geleitet zu werden.

Einfache Massnahmen wie geöffnete Fenster oder eine nach aussen entlüftete Dunstabzugshaube können Spitzenwerte senken, beseitigen die Emissionen jedoch nicht.

Wer einem höheren Risiko ausgesetzt ist

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

Über alle Postleitzahlgebiete hinweg lag die langfristige herdbedingte 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; dicht besiedelte Gebiete verbinden häufig kleinere Räume mit einer höheren NO2-Belastung der nahen Aussenluft.

Durchschnittswerte für Postleitzahlgebiete können Extremwerte verdecken, insbesondere bei Mietern in beengten Wohnungen, deren tägliche Kochgewohnheiten höhere Spitzenwerte verursachen.

Richtwerte und verdeckte Überschreitungen

Öffentliche Richtwerte sind relevant, weil sie eine Gaskonzentration in etwas übersetzen, das einer Gesundheitswarnung für Gemeinschaften näherkommt.

Die Weltgesundheitsorganisation legte für NO2 in Innen- und Aussenluft einen langfristigen Richtwert von etwa 5.2 ppb fest.

Modellrechnungen zufolge würden etwa 22 Millionen Menschen unter diesen langfristigen Wert fallen, wenn sie weniger mit Gas oder Propangas kochten.

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

Kurze Kochphasen, hohe Spitzenwerte

Kurze Kochvorgänge können starke Spitzenwerte verursachen, die relevant sind, selbst wenn der Tagesdurchschnitt niedrig wirkt.

Zwischen 2019 und 2022 registrierten staatliche Messstationen in weniger als einer von 100,000 stündlichen Messungen NO2-Werte über 100 ppb in der Aussenluft.

In Wohnungen mit Gasherden überschritten die modellierten durchschnittlichen NO2-Werte über eine Stunde diese Schwelle dagegen im Mittel 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 Ein-Stunden-Richtwert der Weltgesundheitsorganisation überschritten.

Was ein Wechsel bewirken könnte

Ein Wechsel des Kochgeräts verändert die Belastung schnell, da die wichtigste Innenraumquelle entfällt, sobald die Verbrennung endet.

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

Bei Haushalten, die zu den fünf Prozent mit dem höchsten Gasverbrauch beim Kochen gehörten, stieg die geschätzte langfristige Belastung auf 18 ppb oder mehr.

Elektrifizierung und bessere Lüftung verursachen beide Kosten; die grössten Vorteile könnten daher von Unterstützung für Mieter und Haushalte mit knappen Budgets abhängen.

Wie es in Innenräumen weitergeht

Zusammengenommen zeigen die neuen Karten, dass Kochen zu Hause bei der Stickstoffdioxidbelastung mit der Verschmutzung der Aussenluft konkurrieren kann.

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