Kann Technologie unsere Luft reinigen? Ein Atmosphärenforscher warf einen Blick in die Zukunft

Alle paar Jahre besuche ich die CES (ehemals Consumer Electronics Show) in Las Vegas, ein riesiges Event, das zu gleichen Teilen aus schamloser Werbung und Publicity, Fachmesse und Wirtschaftskonferenz besteht. Ich bin Atmosphärenforscher und möchte einen Einblick in die Technologien gewinnen, die unsere persönlichen Emissionen in Zukunft reduzieren könnten.

Im Jahr 2018 gab es ein explosionsartiges Interesse an Luftqualitätssensoren und Produkten zur Luftreinigung im Haushalt. Ich fragte mich damals, ob die Luftfilterung in Europa an Bedeutung gewinnen würde und ob dies ökologisch nachhaltig oder sozial gerecht wäre.

Das war in einer Welt vor COVID. Auch wenn Luftfilter für Innenräume noch nicht überall vorhanden sind, sehe ich heute viel mehr davon, als ich 2018 vorhergesagt hätte. Meine Fähigkeiten als Zukunftsforscher sind ziemlich dürftig.

All dies ist deshalb von Bedeutung, weil die Emissionen „traditioneller“ Luftverschmutzungspartikel aus Verbrennungsmotoren (sogenannte PM2,5) in den meisten reichen Ländern dank verschiedener technischer Erfolge so niedrig sind wie seit über einem Jahrhundert nicht mehr. Die Hauptquellen der Luftverschmutzung verändern sich, die Fahrzeugemissionen verbessern sich und es gibt immer weniger große industrielle Emittenten, die kontrolliert werden müssen.

Luftverschmutzung ist nach wie vor der größte globale Umweltfaktor, der die öffentliche Gesundheit schädigt. Allerdings rücken die Verschmutzung des Alltags und die Frage, wie man dagegen vorgehen kann, zunehmend in den Fokus.

Eine Dimension der Luftqualität in der neuen Technologie

Auf der CES muss man viel laufen, weil sie riesig ist – laut meiner Smartwatch sind es am ersten Tag elf Kilometer, am nächsten sechs Kilometer. Auf diesen Kilometern wimmelt es von Ständen und Verkaufsständen, die neue Technik anbieten, große und kleine, und überraschend viele von ihnen haben mit der Luftqualität zu tun.

Als erstes fiel das auffällige Fehlen von Luftqualitätssensoren auf, die im Jahr 2018 nicht ganz das hielten, was sie versprachen. Dies ist wahrscheinlich auf eine Kombination aus anhaltenden Genauigkeitsproblemen der Sensoren selbst, Schwierigkeiten bei der Suche nach einer Nische in einem oft regulierten Markt und der Tatsache zurückzuführen, dass es nicht direkt besser wird, wenn man die Verschmutzung einfach an vielen Orten misst und auf einer netten Website anzeigt.

Die Luftfilterung im Haushalt ist jedoch nach wie vor ein wichtiger Produktsektor, und jeder Gerätehersteller hat entsprechende Angebote – aber diese waren nie wirklich „technisch“. Luftreiniger für den Innenbereich sind nach wie vor recht einfach, und jeder halbwegs kompetente Heimwerker kann sich selbst einen bauen. Sie bestehen lediglich aus Filterpapier, einem Ventilator und einem billigen Partikelzähler, der heute oft mit einem Luftentfeuchter gekoppelt ist, um Schimmel und Sporen im Innenbereich zu reduzieren. Sowohl bei Verbrennungs- als auch bei biologischen Partikeln können sie wirklich wirksam sein, wenn Sie sie sich leisten können.

Es gibt jedoch noch keine überzeugenden technischen Lösungen zur Reduzierung der Luftverschmutzung durch „flüchtige organische Verbindungen“ (VOCs) in Innenräumen. Diese Gase werden von Körperpflegeprodukten, Aerosolsprays, Feuer, Kerzen, beim Kochen, Farben, Klebstoffen, Holz, Möbeln und vielen anderen Dingen freigesetzt. Moderne energieeffiziente Gebäude verfügen oft nur über eine eingeschränkte Belüftung und fangen VOCs oft im Inneren ein. Sind sie erst einmal in der Luft, sind sie schwer zu sammeln und einzudämmen.

Einige Geräte oxidieren VOCs zu CO2 und Wasser, aber dieser Prozess ist möglicherweise nicht vollständig effizient und kann Nebenprodukte erzeugen, die selbst schädlich sind, wie beispielsweise Formaldehyd. Technologien, die den Einsatz von VOCs von vornherein überflüssig machen, scheinen eine einfachere Lösung für die Luftqualität in Innenräumen zu sein.

Elektrifizierung bedeutet bessere Luftqualität

Auf der Verbrauchermesse ist die Elektrifizierung allgegenwärtig und verspricht, die Verbrennung fossiler Brennstoffe aus unserem Leben zu verbannen. Die Vorteile von batteriebetriebenen Elektroautos für die Umwelt sind mittlerweile gut bekannt.

Vielleicht noch bedeutsamer für die Zukunft werden die zunehmenden Vorteile für die Luftqualität sein, die sich aus dem Ersatz weniger sichtbarer umweltschädlicher Geräte ergeben – durch den Einsatz von Wärmepumpen, Solar- und Batteriespeichern anstelle von Gas- und Ölkesseln, Wasserstoffbrennstoffzellen für Lastwagen und Notstromaggregate, Wasserstoffmotoren für Bau und Landwirtschaft, um nur einige zu nennen. Im Vergleich zu 2018 ist Wasserstoff deutlich stärker im Vordergrund gestanden, obwohl der Zugang zu ausreichenden „grünen“ Vorräten eine andere Geschichte ist.

Die Autonomie von Fahrzeugen ist schon seit Jahren ein Thema der CES, aber völlig selbstfahrende Autos scheinen noch in weiter Ferne zu liegen (oder zumindest für einen absoluten Laien wie mich). Es gibt jedoch zunehmend Hinweise darauf, dass eine stärkere Autonomie einen direkten Vorteil für die Luftqualität bedeuten könnte, da aggressives Stop-and-Go-Fahren die Reifen abnutzt und winzige Schadstoffpartikel von der Straße in die Luft schleudert.

Dies ließe sich durch eine sanftere Fahrweise verringern, die auf die Fahrzeuge in der Nähe und das städtische Verkehrsmanagement abgestimmt ist und Menschen mit schweren Füßen aus dem Verkehr zieht.

Dann kommen noch weiter entfernte Transporttechnologien, die vielleicht nie Wirklichkeit werden – elektrische Drohnen für alles, von der Essenslieferung bis hin zu Lufttaxis für Personen, die alle Straßenfahrzeuge mit Verbrennungsmotor verdrängen.

Ich bin ein Technik-Enthusiast und habe eine optimistische Sicht auf die Zukunft der Luftverschmutzung. Aber ich bin nicht naiv und weiß, dass es bei der CES letztlich darum geht, uns Dinge zu verkaufen.

Obwohl es weit weniger spektakulär ist, können wir auch sauberere Luft bekommen, indem wir einfach weniger verbrauchen. Es klingt einfach (und ist es auch), aber ich bin sicher, dass ich nicht der Einzige bin, der sich hin- und hergerissen fühlt, wenn ihm verschiedene Optionen angeboten werden. Die neueste, KI-gesteuerte E-Scooter-Fahrt per mobiler App verursacht weniger Luftverschmutzung in der Stadt als die Nutzung eines Dieselautos, aber für diejenigen, die es können, wird es immer billiger und gesünder sein, einfach zu Fuß zu gehen.

Alastair Lewis, Professor für Atmosphärenchemie am National Centre for Atmospheric Science und der University of York, Universität von York