Feinstaub beim Schnelladen: Neue US-Studie warnt

Dass nicht nur Verbrenner, sondern auch Elektroautos Feinstaub produzieren, wissen Sie vielleicht. Denn auch hier entstehen Reifenabrieb und Bremsstaub. Aber kaum jemand denkt beim Schnellladen daran, dass man an einem Schadstoff-Hotspot steht und erhöhte Feinstaub-Konzentrationen einatmen könnte. Dass hier Gefahr droht, zeigt nun eine Studie der renommierten University of California, Los Angeles (UCLA) in der Fachzeitschrift Environmental International. 

Die Luft rund um Schnellladestationen für Elektroautos enthält nach den Untersuchungen 7,3 bis 39,0 Mikrogramm pro Kubikmeter. Das ist etwa doppelt so viel Feinstaub wie normalerweise in Los Angeles gemessen wird (3,6 bis 12,4 μg/m³).

Der städtische Hintergrundwert liegt bei 7 bis 8 Mikrogramm. An Autobahnen oder stark befahrenen Kreuzungen sowie an Tankstellen werden Werte von etwa 10 bis 12 gemessen. Rund um die Schnelllader aber wurden aber im Durchschnitt 15 gemessen, in Spitzenzeiten sogar bis zu 200 μg/m³.

Die UCLA-Fachleute gehen davon aus, dass die Verschmutzung nicht von den Ladesäulen, sondern von den Ventilatoren in den Stromschränken verursacht wird. In diesen Schaltschränken wird der Strom aus dem Netz in Gleichstrom für die DC-Lader umgewandelt. Um eine Überhitzung der Gleichrichter zu verhindern, enthalten die Schränke Kühlsysteme mit Ventilatoren. Diese können Staub und Partikel aufwirbeln, die von anderen Elektroautos am Ladestandort hinterlassen wurden. Andere Ursachen für den Staub, wie etwa der Betrieb von Dieselaggregaten zur Stromversorgung der Schränke, konnten ausgeschlossen werden.

Die 50 untersuchten Schnelladestationen im Raum Los Angeles wurden per Zufall aus den 113 vorhandenen ausgesucht

Bild von: UCLA

Das Studienteam maß die Luftqualität an 50 Gleichstrom-Schnellladestationen (DCFC) rund um Los Angeles. Zu Vergleichszwecken wurde im gleichen Zeitraum auch die Luft an Tankstellen und anderen Orten ohne Schnellladestationen beprobt. Dabei konzentrierten sich die Forscherinnen und Forscher auf die besonders gefährlichen kleinen Partikel, im Fachjargon PM 2,5 genannt. Mit einem Durchmesser von 2,5 Picometern oder weniger sind sie etwa 30 mal kleiner als ein menschliches Haar dick ist. Wegen des kleinen Durchmessers können sie besonders tief in die Lunge eindringen.

Um einen Hinweis auf die Quelle des Staubs zu erhalten, wurde auch die chemische Zusammensetzung der Staubproben ermittelt. Dabei ergaben sich erhöhte Konzentrationen von Elementen wie Barium, Kupfer und Zink, die auf Brems- und Reifenstaub hinweisen. Daneben wurden auch erhöhte Mengen von Calcium, Aluminium und Eisen gefunden, die aus anderen Stäuben stammen. 

"Beim Einatmen von Feinstaub gibt es keine gesunde Menge", sagte Hauptautorin Yifang Zhu, "und die Menge in der Nähe von Schnellladegeräten für Elektrofahrzeuge ist etwa doppelt so hoch wie die Hintergrundwerte von PM 2,5 (Feinstaub). Wir haben 50 Schnellladegeräte in ganz Los Angeles getestet und in der Nähe ihrer Stromschränke höhere Partikelwerte festgestellt, mit noch höheren Werten an Metallspuren aus Brems- und Reifenpartikeln," so die Professorin für Umweltgesundheit an der UCLA.

"Wir haben in unterschiedlichen Abständen von den Ladegeräten gemessen", so die Fachfrau weiter. "Die hohen Werte [von 15-200 μg/m³] wurden an den Stromkästen der Ladegeräte gemessen. Glücklicherweise sinken die Konzentrationen einige Meter entfernt deutlich. In einigen hundert Metern Entfernung ist kein Unterschied zur Hintergrundbelastung mehr erkennbar." Wer sein Elektroauto auflädt, könne die Belastung verringern, indem er oder sie sich bei laufender Klimaanlage ins Auto setzt oder indem man sich weiter vom Auto entfernt, so Zhu. Um das Problem zu beheben, könnte man auch die Stromschränke mit Luftfiltern versehen.

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Unter dem Strich

An Schnellladestationen gibt es offenbar erhöhte Mengen von Staubablagerungen durch Brems- und Reifenabrieb von Elektroautos. Diese Stäube werden dann von den Ventilatoren in den Schaltschränken wieder aufgewirbelt und sorgen für erhöhte PM2,5-Werte in der Luft. Eine US-Studie ermittelte Werte von bis zu 39 Mikrogramm je Kubikmeter Luft.

Ist das überhaupt eine relevante Belastung? In Deutschland liegt der PM2,5-Grenzwert für das Jahresmittel bei 25 Mikrogramm, und in vielen Großstädten liegt schon die Hintergrundbelastung bei etwa 10 Mikrogramm. Wer hier zwei Stunden spazieren geht, hat etwa die gleiche Belastung wie bei halbstündigem Laden. Doch laut der Hauptautorin der Studie gibt es keine "noch gesunde" Menge von PM2,5. Filter für die Schaltschränke wären wohl eine bezahlbare Gegenmaßnahme. Wer öfter am DC-Schnelllader lädt, sollte vielleicht trotzdem etwas Abstand halten zu laut ventilierenden Schaltschränken ...