Jak wynika z nowego badania prowadzonego przez George Mason University, narażenie na drobne cząstki zanieczyszczające powietrze z elektrowni węglowych (węgiel PM2,5) wiąże się z ryzykiem śmierci ponad dwukrotnie większym niż narażenie na pył PM2,5 z innych źródeł. Uniwersytet Teksasu w Austin i Harvard TH Chan School of Public Health. Analizując dane dotyczące Medicare i emisji w USA w latach 1999–2020, naukowcy odkryli również, że w okresie objętym badaniem 460 000 zgonów można przypisać węglem PM2,5 – większość z nich miała miejsce w latach 1999–2007, kiedy stężenie PM2,5 w węglu było najwyższe .
Badanie opublikowano 23 listopada 2023 r. w czasopiśmie Science.
Podczas gdy poprzednie badania określały ilościowo śmiertelność w elektrowniach węglowych, większość z tych badań zakładała, że węgiel PM2,5 ma taką samą toksyczność jak PM2,5 z innych źródeł.
„PM2,5 z węgla traktowano tak, jakby był kolejną substancją zanieczyszczającą powietrze. Jest on jednak znacznie bardziej szkodliwy, niż sądziliśmy, a jego śmiertelność została poważnie niedoszacowana” – powiedział główny autor Lucas Henneman, adiunkt w Sid i Reva Dewberry Wydział Inżynierii Lądowej, Środowiska i Infrastruktury w Mason. „Te odkrycia mogą pomóc decydentom i organom regulacyjnym w określeniu opłacalnych rozwiązań w zakresie oczyszczania powietrza w kraju, na przykład poprzez wymaganie kontroli emisji lub zachęcanie przedsiębiorstw użyteczności publicznej do korzystania z innych źródeł energii, takich jak odnawialne źródła energii”.
Wykorzystując dane dotyczące emisji z 480 elektrowni węglowych w USA w latach 1999–2020, badacze stworzyli model, gdzie wiatr przenosi dwutlenek siarki z węgla przez tydzień po jego emisji oraz jak procesy atmosferyczne przekształcają dwutlenek siarki w PM2,5. Model ten wygenerował roczne pola narażenia na węgiel PM2,5 dla każdej elektrowni. Następnie sprawdzili indywidualną dokumentację Medicare z lat 1999–2016, reprezentującą stan zdrowia Amerykanów w wieku 65 lat i starszych, obejmującą łącznie ponad 650 milionów osobolat. Łącząc pola narażenia z rejestrami Medicare, w tym miejscem zamieszkania i datą śmierci osób zapisanych, badacze byli w stanie zrozumieć narażenie poszczególnych osób na węgiel PM2,5 i obliczyć jego wpływ na ich zdrowie.
Ustalili, że w 1999 r. w całych Stanach Zjednoczonych średni poziom PM2,5 w węglu wynosił 2,34 mikrograma na metr sześcienny powietrza (μg/m3). Poziom ten do roku 2020 znacząco się obniżył do 0,07 µg/m3. Naukowcy obliczyli, że wzrost średniego rocznego pyłu PM2,5 w węglu o 1 μg/m3 był powiązany ze wzrostem śmiertelności jakiejkolwiek przyczyny o 1,12%, co stanowi ryzyko 2,1 razy większe niż w przypadku PM2,5 z jakiegokolwiek innego źródła. Ustalili również, że 460 000 zgonów można przypisać pyłowi PM2,5 węgla, co stanowi 25% wszystkich zgonów związanych z PM2,5 wśród osób zapisanych do Medicare przed 2009 rokiem.
Badacze byli także w stanie określić ilościowo liczbę zgonów, które można przypisać konkretnym elektrowniom, tworząc ranking badanych elektrowni węglowych na podstawie ich udziału w śmiertelności powodowanej przez węgiel PM2,5. Odkryli, że każda z 10 z tych roślin przyczyniła się do co najmniej 5000 zgonów w okresie objętym badaniem. W publicznie dostępnym narzędziu internetowym (https://cpieatgt.github.io/cpie/) zwizualizowali śmierć w każdej elektrowni.
Badanie wykazało również, że 390 000 z 460 000 zgonów związanych z elektrowniami węglowymi miało miejsce w latach 1999–2007, co oznacza średnio ponad 43 000 zgonów rocznie. Po 2007 r. liczba zgonów drastycznie spadła, do 1600 rocznie w 2020 r.
„Oprócz tego, że pokazujemy, jak szkodliwe jest zanieczyszczenie węglem, pokazujemy również dobrą wiadomość: liczba zgonów spowodowanych węglem była najwyższa w 1999 r., ale do 2020 r. spadła o około 95%, ponieważ elektrownie węglowe zainstalowały skrubery lub przestały działać” – powiedział Henneman.
„Postrzegam to jako historię sukcesu” – dodał starszy autor Corwin Zigler, profesor nadzwyczajny na Wydziale Statystyki i Nauk o Danych na UT Austin oraz członek-założyciel UT Center for Health & Environment: Education & Research. „Elektrownie węglowe były głównym obciążeniem, które polityka USA już znacznie zmniejszyła. Nie wyeliminowaliśmy jednak tego obciążenia całkowicie, dlatego to badanie pozwala nam lepiej zrozumieć, w jaki sposób zdrowie będzie się nadal poprawiać, a życie zostanie uratowane, jeśli się przeprowadzimy dalej w stronę przyszłości czystej energii.”
Naukowcy zwrócili uwagę na ciągłą pilność i znaczenie badania, pisząc w artykule, że energia węglowa nadal stanowi część portfela energetycznego niektórych stanów USA i że przewiduje się nawet wzrost globalnego wykorzystania węgla do wytwarzania energii elektrycznej.
„W miarę jak kraje debatują nad swoimi źródłami energii – a węgiel utrzymuje potężny, niemal mityczny status w amerykańskiej wiedzy o energetyce – nasze ustalenia są niezwykle cenne dla decydentów i organów regulacyjnych, ponieważ porównują oni zapotrzebowanie na tanią energię ze znacznymi kosztami środowiskowymi i zdrowotnymi, ” powiedział współautor Francesca Dominici, Clarence James Gamble profesor biostatystyki, populacji i nauki o danych w Harvard Chan School oraz dyrektor Harvard Data Science Initiative.
Pieniądze na badanie pochodziły od National Institutes of Health (granty R01ES026217, R01MD012769, R01ES028033, 1R01ES030616, 1R01AG066793, 1R01MD016054-01A1, 1R01ES 034373-01, 1RF1AG080948 i 1R01ES029950); Agencja Ochrony Środowiska (grant 835872); wyzwanie EmPOWER Air Data Challenge (grant LRFH); Fundacja Alfreda P. Sloana (grant G-2020-13946); oraz Instytut Efektów Zdrowotnych (granty R-82811201 i 4953).