Die Luftfahrtindustrie arbeitet bereits hart daran, ihr Image als Klimasünder loszuwerden. Passagieren wird beispielsweise die Möglichkeit geboten, für jeden Flug freiwillig eine CO2-Kompensation zu zahlen oder nachhaltige Projekte zu finanzieren. Der 2017 in Schweden eingeführte Begriff „Flygskam“ („Fluchtschande“) ist im deutschsprachigen Raum immer noch weit verbreitet – denn den meisten Menschen ist bereits bekannt, dass beim Fliegen CO2 entsteht. Nach modernen wissenschaftlichen Erkenntnissen gibt es jedoch einen noch gravierenderen Nachteil: die Spurenbildung.
„Die meisten Flüge finden am Übergang von der Troposphäre zur Stratosphäre statt, die in mittleren Breiten elf Kilometer hoch ist. Das ist kostengünstig, hat aber einen Nachteil: Beim Verbrennen von Kerosin entsteht Wasser, das in dieser Höhe oft zur Bildung von Eiswolken führt, die als Spuren sichtbar werden“, erklärt Martin Behrens, Professor für Flugzeugsysteme an der der Technischen Universität Wien. „Experten schätzen, dass die Erwärmungswirkung von Flugwolken größer ist als die des CO2-Ausstoßes der Luftfahrt.
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Es ist schwierig, die Emissionen von Autos und Flugzeugen zu vergleichen
Der Anteil der Luftfahrtindustrie an den CO2-Emissionen der EU wird auf „nur“ 3,8 Prozent geschätzt, womit die Luftfahrt hinter dem Straßenverkehr (15 Prozent) liegt. Ob Fliegen oder Autofahren klimaschädlicher sind, hängt laut Behrens von mehreren Faktoren ab, etwa von der Auslastung eines Autos oder eines Flugzeugs.
Bei typischer Belastung sind die CO2-Emissionen moderner Passagier- und Streckenflugzeuge nicht höher als die eines modernen Mittelklassewagens mit Verbrennungsmotor, der nur einer Person Platz bietet. „Äpfel sollte man nicht mit Birnen vergleichen“, sagt Behrens. Obwohl die Luftfahrt energieintensiv ist, wird sie ständig verbessert. Langsamere und effizientere Verkehrsmittel wie Züge oder Busse kann es jedoch nicht bewältigen.
Nachhaltige Flugkraftstoffe als Hoffnungsträger
Geht es nach Behrens, könnten Resilienz und Fliegen künftig kombiniert werden. Es gibt bereits Strategien, um sowohl die hohen CO2-Emissionen als auch die Rückverfolgbarkeit anzugehen. Da die Bildung von Wasserdampf auch geografisch bedingt ist, können schon kleine Änderungen der Flughöhe und -strecke helfen.
Aber es gibt noch eine andere Lösung, die sowohl Dampf als auch CO2 spart: nachhaltige Flugkraftstoffe (SAFs), die als Hoffnungsträger der Branche gelten. Sie werden zum Beispiel aus gebrauchtem Speiseöl hergestellt und haben eine bessere Klimabilanz, da die Pflanzen selbst CO2 aus der Luft aufnehmen. Auch SAFs auf Abfall- oder Fettbasis werden bereits freiwillig von Fluggesellschaften eingesetzt.
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„Mit der Zugabe von SAF, dh. „Durch synthetisch hergestelltes Kerosin ist die Dichte der Wolken deutlich geringer, es gibt weniger Rußpartikel und dadurch werden weniger Spuren gebildet“, sagt Behrens. Damit die SAF-Produktion nicht in Konkurrenz zum Lebensmittelanbau steht und sich die Kreislaufwirtschaft tatsächlich weiterentwickelt, ist es wichtig, sich auf Altspeisefette oder Restabfälle zu konzentrieren.
Europäische Kommission: SAF-Ergänzung wird obligatorisch
Auch die Europäische Kommission setzt im Rahmen ihrer Initiative „Fit for 55“ auf die SAF, um den Luftverkehr langfristig zu dekarbonisieren. In nur drei Jahren müssen alle EU-Staaten verpflichtet werden, mindestens zwei Prozent der SAF bereitzustellen. Austrian Airlines (AUA) fügt im Rahmen der Kooperation mit der OMV seit Anfang März herkömmlichem Kerosin SAF auf Basis von Altspeiseöl hinzu.
Österreich
80 Prozent weniger CO2: der Anfang von neuem Kerosin
Auf diese Weise lassen sich laut Anna Pachinger von der AUA mit denselben Rohrleitungen, Maschinen und Flugzeugtriebwerken 80 Prozent der Emissionen einsparen. Dieses Kerosin sei noch nicht ganz CO2-neutral, räumt Pachinger ein, der bei der AUA für Nachhaltigkeitsthemen zuständig ist. Dies ist jedoch einer der wichtigsten Hebel, um schrittweise von fossilen Brennstoffen wegzukommen.
Nachhaltiges Fliegen ist teuer
Da die vorhandene Infrastruktur weiter genutzt werden könne, merke weder der Pilot noch der Passagier einen Unterschied, sagte Pachinger. Die Änderung macht sich nur im Preis bemerkbar. „Wir würden 100 Prozent SAF über Nacht fliegen, wenn es verfügbar wäre“, sagte Pachinger. Alternatives Kerosin kostet derzeit fünf- bis neunmal mehr als herkömmlicher Jet A-1 Fuel-Treibstoff – und die AUA ist bei der Finanzierung auf freiwillige Entschädigungen der Passagiere angewiesen.
„Das ist wie im Supermarkt – wenn ich Bio-Fleisch kaufe, zahlt nicht der Supermarkt den Aufpreis, sondern ich“, sagt Pachinger. Aber man hofft auch auf politische Steuerungsinstrumente und darauf, dass sich die Preise langfristig einpendeln. Bei einer Verunreinigung von zwei Prozent müssen Sie für die Strecke von Wien nach Hamburg mit einem Aufpreis von etwa 50 Euro rechnen. “Die Kosten sind derzeit nicht das größte Problem”, sagt Behrens, “sondern die verfügbaren Mengen.” Der kommerzielle Betrieb von Flugzeugen mit 100 Prozent SAF ist derzeit noch nicht realisierbar.
Reuters / Gary Hershorn Flugzeuge werden künftig nicht mehr nur mit fossilem Kerosin, sondern auch mit nachhaltigem Kerosin betankt
Absolut CO2-neutral mit flüssigem Treibstoff aus Strom
SAF kann auf verschiedene Arten durchgeführt werden. Synthetische Kraftstoffe können aus Wasserstoff und Kohlendioxid durch das Fischer-Tropsch-Verfahren hergestellt werden, das viel Wasserstoff benötigt – der normalerweise aus Erdgas hergestellt wird. Einer der vielversprechendsten Wege, in Zukunft komplett ohne CO2 zu fliegen, ist die Erweiterung der Prozesse von Power to Liquid. Künstliches Kerosin und Benzin werden im Syntheseprozess mit Strom aus Wasser oder Wind hergestellt.
„So kann der Klimaschutz in der Luftfahrtindustrie gelingen“, zeigt sich Behrens optimistisch. Im Gegensatz zu anderen Verfahren werden bei der Kohlenstoffherstellung nur Rohstoffe verwendet, die nicht für andere Zwecke verwendet werden können. Allerdings ist der Bedarf an erneuerbarer Energie für diesen Produktionsprozess noch sehr hoch. „Hier braucht man Windkraftanlagen, die im Megawattbereich arbeiten“, sagt Behrens.
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Größere Elektroflugzeuge wohl erst ab 2030
Eine andere Alternative wäre die Elektrifizierung der Luftfahrtindustrie. Kleine Elektroflugzeuge für die Pilotenausbildung gibt es bereits: Der slowenische Velis Electro von Pipistrel erhielt 2020 die Typgenehmigung der Europäischen Agentur für Flugsicherheit und wird auch in Österreich eingesetzt. Und später in diesem Jahr wird das Elektroflugzeug Alice des amerikanisch-israelischen Unternehmens Aviation bis zu neun Passagiere befördern.
Österreich
Das erste Elektroflugzeug hob in Bad Wieslau ab
Die Elektrifizierung kommerzieller Flüge ist jedoch aufgrund der hohen Energie und der geringen Energiedichte von Lithium-Ionen-Batterien schwierig. „All das passiert vorerst nur im Regionalverkehr“, prognostizierte Pachinger für die AUA. „In den nächsten Jahrzehnten wird es keine Flugzeuge geben, die Wien mit New York verbinden. Um eine Maschine über lange Strecken mit Strom zu versorgen, benötigen Sie Batterien in der Größe mehrerer Fußballfelder.
Wasserstoff kann ebenfalls verwendet werden
Der Einsatz von Wasserstoff kann helfen. Wie beim Auto sei bereits der Einsatz von Brennstoffzellen geplant, in denen Wasserstoff und Wasserstoff aus der Luft in Strom umgewandelt würden, so Behrens. Dieser treibt die Elektromotoren an, die wiederum die Propeller antreiben. „Für Mittelstreckenflüge kann die Wasserstofftechnologie noch interessant sein“, sagt Behrens.
Anders als im Straßenverkehr denkt man eher in Richtung flüssigen Wasserstoff, der auf minus 250 Grad Celsius gekühlt werden muss. „Kryogener flüssiger Wasserstoff hat bei gleichem Energiegehalt nur ein Drittel des Gewichts von Kerosin. Allerdings sind die für die Speicherung benötigten Volumina enorm – viermal so groß wie bei Kerosin.“ Es ist auch nicht möglich, einfach Kraftstoff in die Flügel zu füllen, es werden spezielle Tanks benötigt.
Getty Images / iStockphoto / den-belitsky werden immer größer – sie elektrisch zu betreiben, ist eine Herausforderung
Bestehende Technologien erweitern
Bereits gebaute Demonstratoren haben bereits gezeigt, dass die Technik prinzipiell funktioniert – die Herausforderung liegt nun in der Skalierung. „Airbus ist optimistisch, dass der wasserstoffbasierte Flug bis 2035 auf dem Markt sein wird, aber bis dahin dürfen wir nicht untätig bleiben“, sagte Behrens. In den nächsten Jahren wird es darauf ankommen, bestehende Technologien wie den verstärkten Einsatz von Propellerflugzeugen und SAF auszubauen.
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