Klimaschutz im Luftverkehr

Die Klimawirkung i des Luftverkehrs geht weit über das ausgestoßene Kohlendioxid hinaus. Die Erde befindet sich normalerweise in einem Strahlungsgleichgewicht: Die Sonnenstrahlung, die die Erde erreicht, entspricht in etwa der Menge an Wärmestrahlung, die sie ins All zurückgibt. Der Luftverkehr trägt zur Klimawirkung bei, indem er verschiedene Prozesse beeinflusst, die das Strahlungsgleichgewicht stören.

Durch die Verbrennung von Kerosin i in den Triebwerken von Flugzeugen entstehen neben Kohlendioxid (CO₂) auch Wasserdampf und Stickoxide. Pro Kilogramm verbrannten Kerosins werden ungefähr 3,15 Kilogramm CO₂ freigesetzt. Dieses CO₂ bleibt über mehr als 1000 Jahre in der Atmosphäre und trägt als besonders effektives Treibhausgas zur langfristigen globalen Erwärmung bei.

Neben Kohlenstoffdioxid (CO₂) emittiert der Luftverkehr auch eine Reihe indirekter Treibhausgase i , die einen klimarelevanten Effekt haben. Dazu gehören Wasserdampf, Stickoxide (NOx) und Aerosole. Diese sogenannten „Non-CO₂-Effekte“ sind für etwa 2/3 der Klimawirkung des Luftverkehrs verantwortlich, während nur etwa ein Drittel der Klimawirkung des Luftverkehrs auf die CO₂-Emissionen entfällt.

Zu den Non-CO₂-Effekten des Luftverkehrs gehören:

• Stickoxide (NOx): Stickoxide fördern einerseits die Bildung von Ozon (O₃) (erwärmend) und reduzieren andererseits die Konzentration von Methan (kühlend). Insgesamt bleibt die Wirkung der Stickoxide jedoch netto erwärmend.
• Kondensstreifen i und Zirruswolken: Kondensstreifen entstehen, wenn Wasserdampf aus den Flugzeugtriebwerken in den großen Höhen auf die kalte Umgebungsluft trifft und Eiskristalle bildet. Unter bestimmten atmosphärischen Bedingungen bilden sich daraus langlebige Kondensstreifen-Zirren i , die Wärmestrahlung in der Atmosphäre zurückhalten und damit den Treibhauseffekt verstärken.
• Wasserdampf: Als Nebenprodukt der Kerosinverbrennung gelangt auch Wasserdampf in die Atmosphäre. Dieser ist vor allem in großen Höhen klimawirksam, da er dort weniger leicht abgebaut werden kann. Da Wasserdampf jedoch nur eine kurze Verweildauer in der Atmosphäre hat, bleibt seine Erwärmungswirkung begrenzt.
• Aerosole: Dazu gehören z.B. Rußpartikel und Aerosolvorläufer wie Schwefelverbindungen. Rußpartikel wirken klimaerwärmend, während Sulfatpartikel eine abkühlende Wirkung haben. Indirekt wirken Aerosole als Kondensationskerne für Wolken, wodurch sie die Wolkenbildung fördern, was zur Erwärmung führt.

Um den Beitrag des Luftverkehrs zum Klimawandel zu verringern, müssen nicht nur die CO₂-Emissionen, sondern auch die Nicht- CO₂-Effekte reduziert werden. Die Dekarbonisierung i des Luftverkehrs erfordert eine Kombination aus technologischen Innovationen, alternativen Antrieben und Kraftstoffen, über Flugroutenoptimierung i bis hin zu ökonomischen Maßnahmen zur Emissionsminderung.

Nachhaltige Flugtreibstoffe (Sustainable Aviation Fuels, SAF) gelten als eine der vielversprechendsten Lösungen zur Reduzierung der CO₂-Emissionen und Non-CO₂-Emissionen im Luftverkehr. Über den ganzen Lebenszyklus betrachtet können sie den CO₂-Ausstoß um bis zu 95% im Vergleich zu herkömmlichem Kerosin i senken. Zudem verbrennen SAF sauberer als fossiles Kerosin und reduzieren damit die Non-CO₂-Effekte.

Neben SAF werden auch elektrische Antriebe und Wasserstoff als alternative Technologien erprobt. Elektroflugzeugen eignen sich bislang allerdings nur auf Ultrakurz- und Kurzstrecken. Wasserstoff kann ähnlich wie Kerosin i direkt verbrannt werden - dabei entstehen keine CO₂-Emissionen. Aufgrund technischer Einschränkungen ist sein Einsatz jedoch voraussichtlich auf Kurz- bis Mittelstrecken begrenzt.

Ein zentrales Instrument zur Reduktion von CO₂-Emissionen ist der Europäische Emissionshandel (EU-ETS i ). Er basiert auf dem „Cap & Trade“-Ansatz: Airlines müssen für jede ausgestoßene Tonne CO₂ ein Zertifikat abgeben, dessen Gesamtzahl jährlich sinkt. Ab 2025 werden zudem auch Non-CO₂-Effekte im EU-ETS berichtspflichtig.

Auch die Optimierung von Flugrouten kann zur Vermeidung klimawirksamer Non-CO₂-Effekte beitragen. Werden eisübersättigte Regionen nicht durchflogen, z.B. durch einen Wechsel der Flughöhe oder das Umfliegen von Kondensstreifen i -Hotspots, lassen sich entsprechende Non-CO₂-Effekte vermeiden.

Bis 2050 soll die Luftfahrt klimaneutral werden. Um dieses Ziel zu erreichen, wurden internationale, europäische und nationale Strategien, sogenannte Roadmaps, entwickelt, die konkrete Maßnahmen zur Reduzierung von CO₂- und Nicht- CO₂-Emissionen vorsehen. Die Strategien umfassen sowohl technologische Innovationen als auch politische Rahmenbedingungen und marktwirtschaftliche Ansätze.

Mit „Waypoint 2050“ wurde eine branchenweite internationale Klimaschutz-Strategie für den Luftverkehr geschaffen. Die von der ATAG (Air Transport Action Group) entwickelte Strategie untersucht mehrere Szenarien zur Erreichung der CO₂-Neutralität. Dabei setzen die Szenarien auf vier zentrale Hebel: technologischer Fortschritt, effizienterer Betrieb, Einsatz von SAF und der Kompensation i der Emissionen durch marktbasiere Instrumente.

Die Internationale Zivilluftfahrtorganisation (ICAO) hat ein globales Rahmenwerk mit umfassenden Klimaschutzmaßnahmen beschlossen. Im Zentrum steht das langfristige Klima-Ziel LTAG (long-term aspirational goal), mit dem sich die Mitgliedstaaten auf das gemeinsame Ziel Netto-Null im Luftverkehr bis 2050 verständigt haben.

Ein zentrales Element der ICAO-Strategie ist das marktwirtschaftliche System CORSIA i (Carbon Offsetting and Reduction Scheme for International Aviation). Das System basiert auf einem „Offsetting“-Prinzip: Die Airlines kompensieren ihre CO₂-Emissionen, indem sie durch den Kauf von CO₂-Zertifikaten in Klimaschutzprojekte außerhalb des Luftfahrtsektors investieren.

Der Verband der Luftfahrtindustrie, die International Air Transport Association (IATA i ), verfolgt eine eigene Roadmap zur Erreichung der Klimaneutralität i bis 2050. Ihre Strategie setzt auf vier Säulen, die eine Kombination aus technologischen Innovationen, nachhaltigen Flugkraftstoffen und Kompensationsmaßnahmen beinhaltet.

Mit „Destination 2050“ wurde eine europäische Industrieallianz geschaffen, die sich für die Förderung eines nachhaltigen europäischen Luftverkehrs einsetzt. Der Fahrplan zur Dekarbonisierung i der europäischen Luftfahrt bündelt mehrere Maßnahmen: die Verbesserung der Flugzeug- und Triebwerkstechnologien, den Ausbau von nachhaltigen Flugtreibstoffen (SAF), der Umsetzung wirtschaftlicher Maßnahmen und der Verbesserung des Flugverkehrsmanagements.

Auch Deutschland hat seine nationale Luftfahrtstrategie im Einklang mit den Zielen der EU entwickelt. Im Mittelpunkt der deutschen Luftfahrtstrategie stehen neben technologischen Innovationen, der Markthochlauf i nachhaltig erzeugter Flugtreibstoffe, ein klimaneutraler Flughafen und auch internationale Kooperationen. Mit der PtL i -Roadmap verfolgt die Bundesregierung die Förderung synthetischer Kraftstoffe aus Basis erneuerbarer Energien.