KIT-Studie: Kohlekraftwerke sind für Ultrafeinstaub verantwortlich

Ultrafeinstaub schädigt sowohl die Gesundheit als auch das Klima. In städtischen Gebieten gilt der Straßenverkehr als Hauptursache für die winzigen Teilchen. Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) haben in einer Langzeitmessung moderne Kohlekraftwerke als eine neue Quelle von dem Ultrafeinstaub identifiziert. Die Emissionen der fossilen Kraftwerke beeinflussen laut Meinung der Experten insbesondere das regionale Klima.

Ultrafeine Partikel haben einen Durchmesser von weniger als 100 Nanometern. Aber sie nehmen gewaltigen Einfluss auf Umweltprozesse. "Sie bieten Oberflächen für chemische Reaktionen in der Atmosphäre oder können als Kondensationskerne die Eigenschaften von Wolken und Niederschlag beeinflussen", sagt der Umweltphysiker Wolfgang Junkermann vom Institut für Meteorologie und Klimaforschung (IMK) des KIT.

Junkermann und sein Kollege Jörg M. Hacker haben ihre Forschungsergebnisse in dem Fachartikel  "Ultrafine particles in the lower troposphere: major sources, invisible plumes and meteorological transport processes" dargelegt. Um Vorkommen und Verteilung des Ultrafeinstaubs zu untersuchen, sind die beiden Wissenschaftler gemeinsam mit australischen Kollegen insgesamt über 15 Jahre Messflüge rund um den Globus geflogen. Die Klimaforscher stellten fest, dass die Konzentration von ultrafeinen Partikeln in der Luft auch in vielen abgelegenen Gebieten ansteigt und dass die Partikel keinen natürlichen Ursprung haben.

Als Quelle für die Partikel konnte Junkermann in seinen Messflügen vor allem Kohlekraftwerke und Raffinerien identifizieren. "In der Abgasreinigung sind die Bedingungen für die Partikelneubildung optimal. Den Abgasen wird Ammoniak hinzugefügt, um Stickoxide in harmloses Wasser und Stickstoff umzuwandeln", erklärt der Klimaforscher Junkermann. Dieses Ammoniak stehe im richtigen Mischungsverhältnis für die Partikelbildung zur Verfügung, sodass im Abgas extrem hohe Konzentrationen entstehen. Nach der Emission in 200 bis 300 Metern Höhe, können die winzigen Teilchen mehrere hundert Kilometer zurücklegen, je nach Wetterverhältnissen und Klimabedingungen in der Atmosphäre.

Geraten diese Partikel als Kondensationskerne in Wolken, werden zunächst die einzelnen Wolkentröpfchen kleiner und es dauert länger, bis sich Regentropfen bilden können. Dadurch wird die räumliche und zeitliche Verteilung sowie die Intensität von Niederschlägen beeinflusst. "Die Folge ist nicht unbedingt, dass es weniger regnet, die Partikel können auch extreme Regenereignisse verstärken. Wo das passiert, ist wieder vom Wind abhängig", so Junkermann.

Die auf den Messflügen ermittelten Daten glichen die Klimaforscher vom KIT mit meteorologischen Beobachtungen sowie Ausbreitungs- und Transportmodellen ab. "So konnten wir zeigen, dass fossile Kraftwerke inzwischen zu den weltweit stärksten Einzelquellen für ultrafeine Partikel geworden sind. Sie beeinflussen meteorologische Prozesse massiv und können zu extremen Wetterereignissen führen", resümiert Klimaexperte Junkermann das Ergebnis seiner Forschung.