Was ist Green Aviation und ist sie möglich?

Der Transportsektor macht 20 % der weltweiten CO₂-Emissionen aus und ist somit der zweitgrößte Verursacher von Kohlenstoffemissionen. Als Teilsektor hinkt der Luftverkehr ( ) hinter her, wenn es um nachhaltige Lösungen zur Bekämpfung des Klimawandels geht. Das liegt vor allem daran, dass in den letzten Jahren der leichteste Weg zur Reduzierung von Kohlendioxidemissionen im Luftverkehr darin bestand, Menschen von Flugreisen abzuraten. Das ist für die Fluggesellschaften nicht besonders vorteilhaft. 

Es werden jedoch immer mehr Lösungen entwickelt, um die Luftfahrt zu einer nachhaltigeren Industrie zu machen und die ehrgeizigen Klimaziele von Fly Net Zero zu erfüllen. Die Initiative zielt darauf ab, bis 2050 Netto-Null-Emissionen zu erreichen. Von nachhaltigen Kraftstoffen und Elektroflugzeugen bis hin zum Kohlenstoffausgleich und der Aerodynamik der nächsten Generation hat die Branche viele Ideen, um ihre Auswirkungen auf den Planeten zu verringern. 

Was ist Green Aviation? 

Der Begriff „grüner“ Luftverkehr bezieht sich auf die koordinierten Aktivitäten und Programme zur Verbesserung der ökologischen Nachhaltigkeit des Luftfahrtsektors und zur Verringerung seiner negativen Auswirkungen auf die Umwelt. Green Aviation umfasst eine Vielzahl von Taktiken, Werkzeugen, Technologien und Verfahren, die darauf abzielen, die Treibhausgasemissionen zu verringern, weniger Treibstoff zu verbrauchen und die Umweltfreundlichkeit in der Luftfahrtindustrie insgesamt zu verbessern. Hierbei wird versucht, ein Gleichgewicht zwischen der kontinuierlichen Expansion und Weiterentwicklung der Branche und ihrem Engagement für die Eindämmung des Klimawandels und den Schutz der Ökosysteme unseres Planeten herzustellen.

Warum ist grüner Luftverkehr wichtig?

Obwohl die Luftfahrtindustrie nur etwa 2 % der weltweiten CO₂-Emissionen verursacht, hat sie einen weitaus größeren Einfluss auf den Klimawandel. Der Flugverkehr bringt auch andere Treibhausgase wie Stickoxide, Wasserdampf und Aerosole in die Luft, aber es sind nicht nur die Treibhausgasemissionen, die den Planeten erwärmen. Dabei spielen mehrere Faktoren eine Rolle, darunter die Folgenden:

• Auswirkungen in großer Höhe: Schadstoffe und Treibhausgase werden von Flugzeugen in großer Höhe freigesetzt, wo sich ihre Auswirkungen stärker bemerkbar machen. So können in Reiseflughöhe emittierte Stickoxide zur Bildung von „luftfahrtinduziertem“ Ozon führen, einem Treibhausgas, das für die globale Erwärmung verantwortlich ist. Es heißt, dass die Emissionen des Luftverkehrs in großer Höhe zwischen zwei- bis viermal mehr Auswirkungen haben als vergleichbare Emissionen am Boden. 

• Kondensstreifenbildung: Kondensstreifen sind die weißen Streifen, die sich manchmal hinter Flugzeugen bilden. Sie bestehen aus Eiskristallen, die sich um die Abgaspartikel von Flugzeugen niederschlagen. Kondensstreifen können das Sonnenlicht zurück ins All reflektieren und so zu einer Abkühlung der Erdoberfläche beitragen. Sie können jedoch auch Wärme in der Atmosphäre speichern, indem sie sich wie dünne Zirruswolken verhalten und zur Erwärmung beitragen.

• Zirruswolkenbildung: Zirruswolken entstehen durch Kondensstreifen und können das Klima erheblich beeinflussen. Diese Wolken sind wie eine „Decke“, die die ausgehende langwellige Strahlung einfängt und so verhindert, dass Wärme in den Weltraum entweicht und eine Erwärmung verursacht. Zirruswolken entstehen durch die Kondensation von Wasserdampf mit Ruß aus den Flugzeugabgasen.

• Indirekte Auswirkungen: Neben den direkten Auswirkungen können Flüge auch indirekt zu anderen Klimaauswirkungen führen. So kann beispielsweise der Einfluss des Luftverkehrs auf Wasserdampf und Wolkenbildung in großer Höhe zu einem Nettoerwärmungseffekt führen. Schwarze Kohlenstoffpartikel werden von Flugzeugtriebwerken ausgestoßen und können sich auf Schnee und Eis ablagern, deren Reflexionsvermögen verringern und das Schmelzen beschleunigen.

Wie können wir eine „grüne“ Luftfahrt erreichen?

Initiativen für einen umweltfreundlichen Luftverkehr umfassen eine Reihe von Strategien und Technologien, die darauf abzielen, die Umweltauswirkungen des Flugbetriebs zu minimieren. Einige dieser Bemühungen umfassen:

Kraftstoffeffizienz

Fluggesellschaften und Flugzeughersteller investieren eifrig in Forschung und Entwicklung, um Flugzeuge mit höherer Treibstoffeffizienz zu entwickeln. Dabei stehen Fortschritte in der Materialwissenschaft, der Aerodynamik und den Antriebssystemen im Mittelpunkt.

Moderne Flugzeugtriebwerke sind präziser gefertigt und nutzen modernste Technologien wie Bypass-Triebwerke mit hohem Nebenstromverhältnis, um das Flugzeug mit geringem Treibstoffverbrauch anzutreiben. Diese Triebwerke eliminieren Energieverluste, maximieren die Verbrennungseffizienz und senken so die Emissionen pro Flug. Aerodynamische Innovationen haben auch zur Entwicklung schlankerer Flugzeugformen mit geringerem Luftwiderstand geführt, die einen komfortableren Flug und weniger Treibstoffverbrauch ermöglichen.

Außerdem trägt die Verwendung leichter Verbundwerkstoffe wie kohlenstofffaserverstärkter Kunststoffe zur Reduzierung des Gesamtgewichts bei, was wiederum den Energiebedarf beim Start und im Flug senkt. 

Sustainable Aviation Fuels (Nachhaltige Flugkraftstoffe, SAFs)

Im Gegensatz zu herkömmlichen Flugzeugtreibstoffen auf fossiler Basis sollen alternative Kraftstoffe die Kohlenstoffemissionen und die Abhängigkeit von nicht erneuerbaren Ressourcen verringern.

Eine der am meisten erforschten Optionen ist die Verwendung von Biokraftstoffen, die aus organischen Materialien wie Pflanzenölen, Algen oder gebrauchtem Speiseöl hergestellt werden. Im Vergleich zu herkömmlichen Düsentreibstoffen haben diese Kraftstoffe den Vorteil, dass sie erneuerbar sind und bei der Verbrennung weniger Treibhausgase entstehen. Sie können mit leicht verfügbarer Infrastruktur hergestellt und mit nur geringfügigen Änderungen an Triebwerk und Flugzeug eingesetzt werden.

Eine weitere Option sind synthetische Kraftstoffe, die manchmal auch als E-Fuels oder Power-to-Liquids (PtL)-Kraftstoffe bezeichnet werden. Diese bilden einen flüssigen Kraftstoff, der bei der Verbindung von Wasserstoff und Kohlendioxid mit erneuerbaren Energiequellen entsteht. Da das bei der Herstellung verbrauchte Kohlendioxid durch die Absorption aus der Atmosphäre ausgeglichen wird, bietet diese neuartige Technologie die Möglichkeit, nahezu kohlenstoffneutrale Flugkraftstoffe herzustellen. 

Anfang 2023 kündigte Honeywell eine neue Technologie an, die Wasserstoff und Kohlendioxid aus der Industrie in kohlenstoffärmeren Flugkraftstoff umwandelt.

Hybrid- und Elektroflugzeuge

Bei einem Hybridmodus nutzt das Flugzeug während des Flugs mehrere Energiequellen gleichzeitig oder alternativ. Wir können die Gesamtenergieeffizienz maximieren und den Treibstoffverbrauch senken, indem wir Energiequellen wie Flugzeugtreibstoff oder nachhaltige Flugkraftstoffe mit Strom kombinieren. Airbus erforscht Wege zum Einsatz von Elektrik in der Luftfahrt.

Bei Elektroflugzeugen, die vollständig von Elektromotoren angetrieben werden, entfallen die direkten Emissionen am Ort der Nutzung. Diesen Flugzeugen ist durch den Einsatz von Strom aus erneuerbaren Energiequellen emissionsfreies Fliegen möglich. Sie eignen sich besonders gut für Kurzstrecken im Regionalverkehr und für die städtische Mobilität, da sie leiser und sauberer fliegen.

Es gibt aber Hindernisse bei der Entwicklung von Elektro- und Hybridflugzeugen, zu denen Einschränkungen bei der Energiespeicherung, beim Gewicht und beim Infrastrukturbedarf zählen. Die Entwicklung einer entsprechenden Batterietechnologie ist das elektrische Fliegen über längere Strecken von entscheidender Bedeutung.

Elektroflugzeuge könnten jedoch wesentlich dazu beitragen, dass der Luftfahrtsektor seine Ziele in Bezug auf die Verringerung der Emissionen und die Einführung umweltfreundlicherer Praktiken erreicht. Das wiederum würde zu einer nachhaltigeren Zukunft des Luftverkehrs führen, da die technologischen Möglichkeiten zunehmen und die Investitionen in eine nachhaltige Luftfahrt steigen.

Operative Effizienz

Dazu gehören eine effektive Flugplanung zur Ermittlung optimierter Flugrouten, bessere Rolltechniken und die Reduzierung von Leerlaufzeiten am Boden. Moderne Flugverkehrsmanagementsysteme verbessern auch die Kommunikation zwischen Flugzeugen und Fluglotsen, um Verspätungen und unnötigen Treibstoffverbrauch zu minimieren. Diese Initiativen verringern nicht nur die Umweltauswirkungen von Flügen, sondern bringen Fluggesellschaften auch Geldeinsparungen. Dadurch wird die betriebliche Effizienz eine Strategie, von der sowohl die Nachhaltigkeit als auch die finanzielle Tragfähigkeit des Luftfahrtsektors profitieren.

Kohlenstoffausgleich

Der Kohlenstoffausgleich ist eine Taktik von Green Aviation, um die durch Flüge verursachten Kohlenstoffemissionen auszugleichen. Dabei wird in Initiativen investiert, die Kohlenstoff aus der Atmosphäre entfernen sollen. Mit dieser Strategie wird anerkannt, dass trotz der Bemühungen des Luftfahrtsektors um eine Verringerung der Emissionen ein gewisses Maß an Kohlenstoffausstoß in der nahen Zukunft fortbestehen wird. Projekte zum Ausgleich von Kohlenstoffemissionen fallen häufig in eine von zwei Kategorien: Emissionsminderung oder Kohlenstoffabbau.

• Kohlenstoffentfernung: Diese Initiativen konzentrieren sich auf die aktive Entfernung von Kohlendioxid aus der Atmosphäre. Zu den Projekten, die natürliche Mechanismen zur Absorption von Kohlendioxid nutzen, gehören Aufforstung (Pflanzung von Bäumen), Wiederaufforstung (Wiederherstellung von Wäldern) und Kohlenstoffbindung im Boden. Darüber hinaus zielen Technologien wie die direkte Luftabscheidung und die Kohlenstoffmineralisierung darauf ab, Kohlenstoff aus der Atmosphäre zu binden und ihn in mineralisierte Formen oder geologische Formationen umzuwandeln.

• Emissionsreduzierung: Diese Initiativen sollen Emissionen in der Zukunft entweder reduzieren oder ganz stoppen. Anlagen für erneuerbare Energien (Solar-, Wind- und Wasserkraft) ersetzen die Energieerzeugung aus fossilen Brennstoffen und verringern so die Emissionen. Es werden keine starken Treibhausgase freigesetzt, wenn Methan aus Mülldeponien, landwirtschaftlichen Betrieben und Kläranlagen aufgefangen wird.

Fazit

In der dynamischen Welt der Luftfahrt ist Green Aviation ein Hoffnungsträger. Die Branche verbindet Ambition und ökologische Verantwortung mit Maßnahmen wie umwälzenden Biokraftstoffen und Elektroflugzeugen. Effizienz und Kompensation zeigen das Engagement für einen grüneren Fußabdruck. Mit einem Schwerpunkt auf Innovation und Nachhaltigkeit bei den Flugzeugen, verspricht die Luftfahrt eine bessere Zukunft für unsere Welt.