„Grünes Fliegen“: 5 Innovationen für eine klimafreundlichere Luftfahrt

Aktuell verursacht der Luftverkehr etwa 2–3 % der weltweiten CO₂-Emissionen. Um die Klimaziele zu erreichen, muss deshalb auch die Luftfahrt ihre Treibhausgasemissionen senken. Dabei spielen innovative Technologien und Strategien, die darauf abzielen, den Luftverkehr nachhaltiger zu gestalten, ohne die Sicherheit oder Effizienz zu beeinträchtigen, eine wichtige Rolle.

„Grünes Fliegen“: 5 Innovationen für eine klimafreundlichere Luftfahrt

Nachhaltige Treibstoffe

Durch den Einsatz von nachhaltigen Treibstoffen, sogenannten „Sustainable Aviation Fuels“ (SAF) können die Emissionen deutlich verringert werden. SAF werden im Gegensatz zum Kerosin aus nicht fossilen, also erneuerbaren Ressourcen, wie altes Pflanzenfett, landwirtschaftliche Abfälle und sogar Siedlungsabfälle, hergestellt. Mit diesen nachhaltigen Flugtreibstoffen können die Treibhausgasemissionen um bis zu 80 % gesenkt werden. Im Folgenden erfahren Sie, welche Alternativen es noch zum herkömmlichen Kerosin gibt:

• Wasserstoff als Treibstoff: Eine weitere Innovation, die die Luftfahrtindustrie revolutionieren wird, ist Wasserstoff. Flugzeuge, die mit Wasserstoff betrieben werden, stossen nur Wasser als Nebenprodukt aus und kein CO₂. Mit dem Ziel, bis 2035 das erste kommerzielle Wasserstoffflugzeug auf den Markt zu bringen, sind Unternehmen wie Airbus führend in der Entwicklung wasserstoffbetriebener Flugzeuge. Wasserstoff hat zwei Verwendungszwecke: Er kann in angepassten Düsentriebwerken eingesetzt oder in Brennstoffzellen zur Energieerzeugung genutzt werden.
• Elektrischer und hybrid-elektrischer Antrieb: Nicht nur die Autoindustrie kann die Vorteile elektrischer Antriebssysteme nutzen. Auch die Luftfahrt ist an elektrischen und hybrid-elektrischen Antriebstechnologien interessiert, da diese weniger CO₂ ausstossen und sich besonders für Kurzstreckenflüge anbieten würden. Deshalb entwickeln Organisationen und Unternehmen wie der NASA, Boeing und Eviation Prototypen von E-Flugzeugen. Zu den niedrigeren Emissionen zählen auch eine geringere Lärmbelästigung und niedrigere Betriebskosten zu den Vorteilen von E-Flugzeugen.

Nachhaltiges Flugzeugdesign

Auch mit dem Flugzeugdesign können die Treibhausgasemissionen reduziert werden. Denn je leichter und strömungsoptimierter das Flugzeug, desto geringer ist der Treibstoffverbrauch. 

• Blended-Wing-Body-Design (WB): Bei diesem effizienten Design, das den Treibstoffbedarf erheblich reduzieren soll, geht der Rumpf nahtlos in die Flügel über. Die NASA und andere Luft- und Raumfahrtunternehmen forschen an effizienteren Flugzeugdesigns, die erhebliche Kraftstoffeinsparungen ermöglichen. Das erste BWB-Flugzeug soll im Jahr 2027 starten. 
• Leichte Materialien: Mit modernen Materialien wie Kohlefaserverbundwerkstoffen kann das Gewicht des Flugzeugs und damit auch der Treibstoffverbrauch reduziert werden. Der Airbus A350 XWB und der Boeing 787 Dreamliner gehören zu den treibstoffeffizientesten Verkehrsflugzeugen, da sie beide zu einem grossen Teil aus Verbundwerkstoffen bestehen.

Optimierter Flugbetrieb

Neben technologischen Innovationen kann auch die Optimierung des Flugbetriebs zu erheblichen Umweltvorteilen führen. Daher setzen Fluggesellschaften und Flugverkehrsmanagementsysteme verstärkt auf Strategien, die Treibstoff und Emissionen sparen. 

Die Technik des kontinuierlichen Sinkflugs (Continuous Descent Operations, CDO) minimiert den Treibstoffverbrauch und die Lärmbelastung, da die Flugzeuge kontinuierlich und nicht schrittweise sinken. Durch diese Methode sind weniger Flugabschnitte in der Ebene erforderlich, in denen die Motoren weniger effizient laufen. Mit ausgeklügelten Flugplanungssystemen, die Echtzeit-Wetterinformationen, den Luftverkehr und andere Variablen berücksichtigen, lassen sich die Flugrouten optimieren, was Treibstoff und Emissionen einspart. 

Auch beim Rollen am Boden kann Treibstoff gespart werden, indem nicht beide, sondern nur ein Triebwerk verwendet wird.

Modernisierung des Flugverkehrsmanagements 

Um die Effizienz des Luftverkehrs zu steigern, müssen die Technologien für das Flugverkehrsmanagement (Air Traffic Management, ATM) modernisiert werden. Die veralteten und ineffektiven ATM-Systeme, die heute im Einsatz sind, führen zu einer längeren Flugdauer und einem höheren Treibstoffverbrauch. Doch wie können sie verbessert werden? 

• Initiativ-Programme: Ziel von Initiativen wie SESAR in Europa und NextGen in den USA ist die Modernisierung von ATM-Systemen durch den Einsatz digitaler Kommunikation, Echtzeit-Datenaustausch und satellitengestützter Navigation. Diese Fortschritte ermöglichen direktere Flugrouten, weniger Warteschleifen und eine bessere Steuerung des Luftverkehrsflusses.
• Ferngesteuerte und digitale Tower: Bei ferngesteuerten oder digitalen Towern werden hoch entwickelte Kameras, Sensoren und digitale Anzeigen eingesetzt, um die Flugbewegungen auf Flughäfen zu regeln. Im Vergleich zu herkömmlichen Towern sind diese Technologien möglicherweise anpassungsfähiger und effizienter, wodurch die Effizienz des Luftverkehrs insgesamt gesteigert und Verspätungen verringert werden können.

Erneuerbare Energie für den Bodenbetrieb

Auch der Bodenbetrieb am Flughafen kann nachhaltiger gestaltet werden, indem elektrische Bodengeräte (GSE) verwendet werden und Flughäfen Strom aus erneuerbaren Energiequellen erzeugen.

• Solarbetriebene Flughäfen: Um ihren Energiebedarf zu decken, investieren viele Flughäfen in die Fotovoltaik. Der Cochin International Airport in Indien konnte als erster, vollständig mit Solarstrom betriebener Flughafen der Welt, seinen CO₂-Fussabdruck drastisch senken. Es gibt Pläne, auch den Gautam International Airport in Nepal zu einem vollständig solarbetriebenen Flughafen zu machen, was ihn zum zweiten auf der Welt machen würde. 
• Elektrische Bodengeräte (GSE): Durch die Substitution konventioneller GSE durch elektrische Bodenstromaggregate und Gepäckschlepper kann die Luftqualität in der Umgebung von Flughäfen verbessert und die Emissionen können verringert werden. Zudem sind sie leiser und kostengünstiger.

Die Rolle von Regulierung und Zusammenarbeit 

Nicht nur die Technologie muss sich weiterentwickeln, auch die Zusammenarbeit der Industrie und unterstützende Vorschriften sind notwendig, um eine „grünere“ Luftfahrt zu erreichen. Um anspruchsvolle Ziele festzulegen und Anreize für nachhaltiges Verhalten zu schaffen, müssen Regierungen, Regulierungsbehörden und die Industrie zusammenarbeiten.

Internationale Abkommen: Internationale Vereinbarungen, wie Corsia („Carbon Offsetting and Reduction Scheme for International Aviation“) sind wichtig, um die Luftfahrt klimafreundlicher zu gestalten. Bei dieser Vereinbarung haben sich die Mitgliedsländer der UN-Luftfahrtorganisation ICAO über ein globales CO₂-Kompensationssystem für den Luftverkehr geeinigt, bei dem wachsende Emissionen durch CO₂-Emissionszertifikate ausgeglichen werden sollen.

Öffentlich-private Partnerschaften: Der öffentliche und der private Sektor können durch Zusammenarbeit schneller nachhaltige Technologien entwickeln und umsetzen. Regierungen, akademische Einrichtungen und Wirtschaftsvertreter arbeiten gemeinsam an der Finanzierung und Entwicklung umweltfreundlicher Flugzeugtechnologien im Rahmen von Initiativen wie dem Clean-Sky-Projekt der Europäischen Union.

Fazit

Der Weg zu einer „grüneren“ Luftfahrt ist eine vielschichtige Herausforderung, die Innovation, Investitionen und Zusammenarbeit erfordert. Von nachhaltigen Flugtreibstoffen und Elektroantrieben bis zu effizienteren Flugzeugdesigns und einem optimierten Flugbetrieb erforscht der Luftfahrtsektor ein breites Spektrum an Lösungen zur Verringerung seiner Umweltauswirkungen. Auch wenn es bereits viele Fortschritte gibt, ist noch viel zu tun, damit die Luftfahrt in Zukunft klimaneutral ist.

Diese Innovationen haben das Potenzial, den Traum vom „grünen“ Fliegen wahr werden zu lassen. Die Zukunft des Flugverkehrs liegt in diesen bahnbrechenden Fortschritten und verspricht eine Welt, in der Luftfahrt und ökologische Nachhaltigkeit Hand in Hand gehen.