Gesundheit und Umwelt

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Gesundheit und Umwelt

Verbrennungsmotoren – auch die neusten Entwicklungen – stoßen Abgase und Feinstaubpartikel aus, die in der Menge krank machen, die Umwelt stark belasten und ganz maßgeblich zu einer Erwärmung des Klimas beitragen. Diese Erwärmung wird das Leben in manchen Teilen dieser Erde unmöglich machen. Es geht in der Mobilitätsschule nicht darum, das Auto grundsätzlich als „schlecht“ darzustellen. Es geht darum, Alternativen aufzuzeigen, die für viele Situationen die besseren Lösungen darstellen. Nicht nur für Gesundheit und Umwelt, sondern auch zur Zeitersparnis und für den Geldbeutel.

Auf einem Schrottplatz liegen mehrere alte Auspuffe auf einem Haufen (Bild: flickr.com/tim CC BY)
Auf einem Schrottplatz liegen mehrere alte Auspuffe auf einem Haufen (Bild: flickr.com/tim CC BY)

CO2 und der Klimawandel

Kohlenstoffdioxid (CO2) ist ein farb- und in niedrigen Konzentrationen geruchsloses Gas. Es ist ein Molekül, das aus einem Kohlenstoff-Atom (C) und zwei Sauerstoffatomen (O2) besteht. Mit einem Anteil von 0,04 Prozent ist ein natürlicher Bestandteil der Erdatmosphäre. Für den Menschen gefährlich wird CO2 erst bei einer Konzentration von etwa drei Prozent in der Atemluft. Pflanzen brauchen CO2, um zusammen mit Sonnenlicht Energie und Sauerstoff zu produzieren. Warum ist dann aber CO2 so ein gefährliches Gas?

CO2 wirkt in unserer Atmosphäre wie eine dicke Daunendecke. Das auf die Erde fallende Sonnenlicht, wird von dunklen Flächen absorbiert, die sich dadurch erwärmen. Je dunkler die Fläche, desto mehr Sonnenlicht wird in Wärme verwandelt. Helle Flächen reflektieren das Sonnenlicht wie einen Spiegel zurück ins Weltall. Den Effekt kennt jeder, der schon mal ein weißes oder schwarzes in der Sonne stehende Auto gestiegen ist.

Eine Daunendecke für unseren Planeten

Bestimmte Gase in der Atmosphäre verhindern, dass die reflektierte Sonnenenergie zurück in All gestrahlt wird. Moleküle wie CO2 reflektieren die Energie wieder zurück auf die Erde. Je mehr CO2 in der Atmosphäre ist, desto weniger Sonnenenergie wird ins All zurück gestrahlt. Und mehr bedeutet nicht, dass der Anteil des CO2 in der Atmosphäre auf ein oder noch mehr Prozent steigen muss. Ein globaler Anstieg von 0,04 auf 0,05 Prozent hätte bereits katastrophale Auswirkungen.

CO2 entsteht hauptsächlich bei Verbrennungsprozessen. Verbrennen wir Kohle, Öl und Gas setzen wir über Jahrmillionen eingespeichertes CO2 in die Atmosphäre frei.

Wenn das Klima kippt, ist es zu spät

Es ist wissenschaftlich unbestritten, dass der menschengemachte CO2-Ausstoß zu einer signifikanten Erwärmung unserer Atmosphäre führt. Steigt die mittlere Temperatur über einen gewissen Punkt hätte das beängstigende Auswirkungen. Steigende Meeresspiegel würden viele der dichtbesiedelsten Regionen der Welt unbewohnbar machen. Während einige Regionen unter extremen Dürren leiden, gäbe es woanders mehr verheerende Unwetter. Nur eines von vielen Beispielen: Hurrikans gewinnen ihre Energie aus der Temperatur des Atlantiks. Steigt die Temperatur, steigt die Energie, die ein Hurrikan speist.

Es besteht die ernstzunehmende Gefahr, dass die Klimaveränderung einen Tipping-Point erreicht. Also einen Zeitpunkt, von dem aus es kein Zurück gibt und sich verschiedene Effekte gegenseitig aufschaukeln und beschleunigen. Dann würde sich das Klima in einer Kettenreaktion so schnell und radikal verändern, dass wir und andere Lebewesen sich nicht mehr anpassen könnten.

Kettenreaktion in die Katastrophe

Gletscher und die Eiskappen der Pole wirken wie Spiegel und reflektieren Sonnenlicht und Wärme zurück ins All, so senken sie die globale Temperatur. Schmilzt immer mehr Eisfläche, wird weniger Energie zurück ins All reflektiert, die Temperatur steigt weiter, mehr Eisfläche schmilzt und so weiter. Schon heute beginnen die Permafrostböden im Polarkreis aufzutauen. Permafrostböden sind bei eigentlich das ganze Jahr über gefroren. In diesen Böden sind sehr große Mengen Methan gespeichert. Methan ist eine um ein vielfaches potenteres Klimagas als CO2. Tauen die Böden auf, gelangt das bisher gebundene Methan in die Atmosphäre, was zu einer weiteren rapiden Erwärmung führt, mehr Böden tauen auf, mehr Methan wird freigesetzt und so weiter.

In Deutschland stammen 18 Prozent der CO2-Emissionen aus dem Verkehr. Weltweit sind es 23 Prozent. Würden wir von heute auf morgen die CO2-Emissionen aus dem Verkehr auf null senken, wären wir dem Klimaschutz schon ein bedeutendes Stück näher. Klar ist, dass das so schnell nicht möglich ist. Genau so klar ist, dass der Verkehrssektor alleine nicht reicht, die Klimaschutzziele zu erreichen.

Alle müssen einen Beitrag zum Klimaschutz leisten

Beim CO2 müssen wir also an vielen Stellen ansetzen. Bei der Erzeugung von Strom und Wärme – Stichwort Energiewende –, in der Industrie und der Landwirtschaft. Schaffen können wir es nur, wenn alle Sektoren einen signifikanten Beitrag leisten.

Da kommt uns zum Vorteil, das Mobilitäswende und Energiewende Hand in Hand gehen können. Wenn wir immer mehr auf Elektroantriebe setzen, müssen wir auch unsere Stromgewinnung von fossilen Energieträgern entkoppeln. Fortschritte in der Batterietechnologie und auch Elektroautos selbst können helfen, die Stromerzeugung durch Wind, Sonne und Erdwärme verlässlicher und vorhersagbarer zu machen und so den Umstieg auf eine CO2-freie Energiegewinnung zu beschleunigen.

Umweltbundesamt: Wie funktioniert der Treibhauseffekt?

Ressourcen

Erdöl, aber auch Kohle und Erdgas sind begrenzte Ressourcen. Schon heute wird es immer schwerer an Erdöl zu kommen. Es braucht Fracking, riskante Tiefseebohrungen oder den Abbau von sogenannten Teersanden. Beim Abbau von Teersanden verwandeln sich immer mehr Wälder Kanadas – und damit wichtige CO2-Senken – in leblose und auf lange Zeit verseuchte Mondlandschaften. Viele globale Konflikte und Kriege entzünden sich heute um diesen wichtigen Rohstoff.

Aus Erdöl wird nicht nur Schweröl, Diesel, Kerosin und Benzin gewonnen, die die Motoren unserer Welt antreiben. Erdöl ist auch ein wichtiger Bestandteil für Werkstoffe, Medikamente und Kosmetika. Selbst mineralische Dünger, stammen aus Erdöl. Für viele Anwendungen ist dieser endliche Rohstoff heute nicht verzichtbar. Um unsere Autos anzutreiben, haben wir mit der Elektromobilität schon heute eine funktionierende Alternative.

Zu wertvoll zum Verbrennen

Benzin und Diesel zu verbrennen, um ein Fahrzeug fortzubewegen ist zudem sehr ineffizient. Auf dem Prüfstand erreichen moderne Motoren zwar Wirkungsgrade von gut 30 Prozent. Im alltäglichen Verkehr liegt der Wirkungsgrad jedoch eher um die 20 Prozent. Das bedeutet, dass von der Energie, die im Treibstoff steckt nur ein Fünftel wirklich in Bewegung umgewandelt wird. Der Rest geht als Wärme verloren.

Natürlich braucht es auch für die Herstellung von Batterien und Elektromotoren Ressourcen. Teilweise sogar sogenannte „Seltene Erden“. So finden sich in Elektroautobatterien Kupfer, Aluminium, Graphen, Lithium und teilweise Kobalt. Der Vorteil ist aber, dass die Nutzung der Batterie diese Rohstoffe nicht „verbraucht“. Heutige Fahrbatterien haben sich in der Praxis als langlebiger als erwartet gezeigt.

Rohstoffe nutzen statt verbrauchen

Ist eine Batterie nicht mehr leistungsfähig genug, um ein Elektrofahrzeug anzutreiben, hat sie noch lange nicht ihr Lebensende erreicht. Alle namhaften Hersteller arbeiten derzeit an sogenannten „Second Life“ oder „Second Use“ Szenarien für gealterte Elektroautobatterien. So können die Batterien nach ihrem Autoleben in Großspeichern für erneuerbare Energien oder als Puffer für Schnellladestationen noch viele Jahre ihren Dienst verrichten. Sind einzelne Zellen der Batterie defekt, ist es Zeit für das Recycling. Denn die verbauten Rohstoffe wie Aluminium, Kupfer, Lithium, Graphen oder Kobalt sind viel zu wertvoll, um sie ungenutzt zu „entsorgen“.

Daher liegt schon heute ein starker Fokus auf einem effektiven Recycling der Materialen, so dass aus den gewonnenen Rohstoffen neue Batterien entstehen können.

Stickstoffoxide

Der Ausstoß von Stick(stoff)oxiden (NO und NO2) von hauptsächlich Dieselmotoren ist vor allem ein lokales Umweltproblem. Leittragende einer erhöhten NOx-Konzentration in der Luft sind die Menschen. Denn das strengriechende farblose Gas hat nicht unerhebliche Auswirkungen auf unsere Gesundheit. Menschen mit Atemwegserkrankungen wie Asthma, Kinder und Senioren sind besonders anfällig für Stickoxide.

NO2 reichert sich zudem in Bodennähe an, so dass die Konzentrationen, denen Kinder ausgesetzt sind nochmal höher ist, als die Messwerte, die in zwei bis drei Metern Höhe erhoben werden.

Stickoxide reizen die Atemwege und Schleimhäute. Langfristig schränkt eine hohe Stickoxidbelastung auch die Leistungsfähigkeit des Herzens ein.

Abgasreinigung ist aufwendig und teuer

Mit speziellen Katalysatoren lassen sich die Stickoxide in den Dieselabgasen unschädlich machen. Doch das Verfahren ist aufwendig und teuer. Dabei nutzen die Katalysatoren Harnstoff um die Stickoxide zu Wasser und Stickstoff zu reagieren. Für eine wirksame Abgasreinigung muss also immer genug Harnstoff mitgeführt werden.

Ein Teil des Abgasskandals war, dass die Tanks in den Diesel-Pkw viel zu klein waren und gar nicht genug Harnstoff zur Abgasreinigung zur Verfügung stand. Zudem wurde die Abgasreinigung durch die Motorsteuergeräte teilweise illegal abgeschaltet. Es ist aber auch legal erlaubt, die Abgasreinigung bei Pkw nur bei bestimmten Außentemperaturen einzuschalten, wenn ansonsten der Motor Schaden nehmen könnte. Das sogenannte Thermofenster ging jedoch oft erst bei 17 Grad Celsius los.

Von 1994 bis 2012 ist die durch den Verkehr verursachte Stickoxidbelastung in Baden-Württemberg um 63 Prozent abgenommen. Trotzdem liegt die Belastung der Atemluft mit Stickoxiden in vielen Städten noch weit über dem Grenzwert von 40 μg pro Kubikmeter Luft. In Stuttgart lag sie im Jahresmittel sogar bei 80 μg pro Kubikmeter Luft.

Umweltbundesamt: Stickoxid-Emissionen

Feinstaub

Feinstäube sind Partikel die kleiner als 10 μm groß sind. In der Fachsprache spricht man von PM10 (Particulate Matter). Noch kleiner Partikel sind gerade mal 2,5 μm (PM2,5) oder 0,1 μm (PM0,1) groß. Solch kleine Partikel können über die Lunge bis weit in unseren Organismus vordringen und dort schwere Schäden anrichten.

Die Folgen reichen von Atemwegsreizungen bis hin zu Schlaganfällen und Herzinfarkten. Feinstäube im Verkehr entstehen zum einen durch Verbrennungsprozesse, zum größeren Teil aber durch Abrieb von Kupplung, Bremsen und Reifen.

Vorteil für das Elektroauto

Da es im Elektroauto keinen Verbrennungsmotor und auch keine Kupplung gibt, fallen diese Feinstaubquellen weg. Ein Elektrofahrzeug kann zudem weitgehend kontaktlos bremsen. Denn der Motor wird zum Generator. Er verwandelt die Bewegungsenergie des Fahrzeugs in elektrische Energie und speist diese in die Batterie zurück. Dieser Prozess nennt sich Rekuperation oder regeneratives Bremsen.

Moderne Elektroautos erzeugen dabei eine Leistung von bis zu 70.000 Watt. Das reicht, um in den meisten aller Fälle auf die mechanische Reibbremse zu verzichten. Selbst in Städten mit starken Gefällen wie Stuttgart ist die Rekuperationsleistung stark genug, dass die mechanische Bremse nicht zum Einsatz kommen muss. So fällt auch ein bedeutender Teil der Feinstaubbelastung durch Bremsenabrieb weg.

Bei den Reifen sind die Hersteller gefragt, neue Gummimischungen zu finden, die weniger Feinstäube produzieren. Schon heute versuchen die Hersteller den Abrieb der Reifen zu verringern. Allerdings nicht um die Feinstäube zu reduzieren, sondern um die Reifen haltbarer zu machen.

Umweltbundesamt: Feinstaub

Lärm

Lärm zerstört. Wir leben in einer technisierten und industrialisierten Welt in der wir permanent von einer Kakophonie künstlicher Geräusche umgeben sind. Vor allem entlang von Straßen ist der Verkehrslärm ein bedeutender Teil dieses entnervenden Grundrauschens. Dabei ist der Lärm nicht nur ein nerviges Ärgernis, sondern kann zu einer Gesundheitsgefahr werden.

Lärm führt zu einer verringerten Konzentrationsfähigkeit und vermindert die Qualität der Nachtruhe. Er wirkt als Stressfaktor auf den menschlichen Organismus, unabhängig davon, ob der Mensch schläft oder wach ist. Eine chronische Lärmbelastung führt zu einer beschleunigten Alterung des Herz-Kreislaufsystems. Bei besonders lautem dauerhaftem Lärm, wie er an einer viel befahrenen Hauptstraße entsteht, besteht sogar ein erhöhtes Herzinfarktrisiko. Zudem erhöht er das Risiko an Depressionen zu erkranken.

Einfach mal die Lautstärke runterdrehen

Bei Fahrzeugen stammen die Fahrgeräusche neben dem Verbrennungsmotor, vom Abrollen der Reifen auf dem Fahrbahnbelag und von Windgeräuschen. Ab etwa 30 bis 50 Stundenkilometer dominieren im Nahfeld der Pkw die Abrollgeräusche. Der Motorenlärm trägt aber deutlich weiter und ist durchdringender. Ein Elektroauto ist schon aus wenigen Metern nicht mehr zu hören, während sich die Geräuschsemmissionen eines Verbrennungsmotors über mehrere Hundert Meter fortpflanzen können. Legale und illegale Manipulationen an Abgasanlagen, hochtouriges Fahren und schnelles Beschleunigen steigern zudem die Lärmbelastung erheblich.

Elektromobilität in Verbindung mit Flüsterasphalten und Reifen die leiser abrollen lässt sich die Lärmbelastung entlang von Straßen signifikant reduzieren. Im gleichen Maß steigt die Lebensqualität.

Umweltbundesamt: Verkehrslärm

Verbrennen wir Kohle, Öl und Gas setzen wir über Jahrmillionen eingespeichertes CO2 in die Atmosphäre frei und heizen damit unseren Planeten auf.

Video: ZDF Terra X, Der Klimawandel schlägt zu.

Beim Klimagipfel COP21 2015 in Paris haben sich fast alle Staaten der Welt darauf geeinigt, die Erderwärmung auf 1,5 Grad Celcius zu begrenzen.

Dieser Erfolg ist in Gefahr, weil etwa die USA unter Donald Trump das Abkommen nicht umsetzen wollen.

Schon vor COP21 hat Baden-Württemberg gemeinsam mit Kalifornien das Klimaschutzbündnis „under2MOU“ ins Leben gerufen.

Inzwischen haben sich dem Bündnis mehr als 175 Staaten und Regionen angeschlossen. Die Under2 Coalition repräsentiert damit knapp 1,2 Milliarden Menschen aus 35 Nationalstaaten und 39 Prozent der Weltwirtschaft auf sechs Kontinenten.

Erdöl ist eine kostbare und endliche Ressource, die viel zu wertvoll ist, um sie mit einem Wirkungsgrad von unter zehn Prozent im Auto zu verbrennen.

Video: Deutsche Welle, Ölsandabbau in Kanada.

 „Gesundheit ist nicht alles – aber ohne Gesundheit ist Alles nichts“

Arthur Schopenhauer

Video: ARD Tagesschau, Wie macht Stickstoffdioxid krank?

Sind die Atemwege bereits durch Feinstaub angegriffen, verstärkt sich die schädliche Wirkung der Stickoxide.

Video: ARD Tagesschau, Wie gefährlich ist Feinstaub?

Die permanente Geräuschskulisse durch Verkährslärm in den Städten kann krank machen. Die Folgen sind ein erhöhtes Risiko für Herz-Kreislauferkrankungen oder für einen Herzinfarkt.

Video: SWR Odysso, Warum Lärm krank macht.

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