Die Umweltauswirkungen des Flugverkehrs entstehen, weil Flugzeugtriebwerke Wärme, Lärm, Partikel und Gase emittieren, die zum Klimawandel und zum globalen Dimmen beitragen. Flugzeuge emittieren Partikel und Gase wie Kohlendioxid (CO2), Wasserdampf, Kohlenwasserstoffe, Kohlenmonoxid, Stickoxide, Schwefeloxide, Blei und Ruß, die untereinander und mit der Atmosphäre wechselwirken.

Trotz Emissionsreduktionen durch Automobile und kraftstoffeffizientere und weniger umweltbelastende Turbofan- und Turboprop-Triebwerke trägt das rasche Wachstum des Luftverkehrs in den vergangenen Jahren zu einer Zunahme der Gesamtverschmutzung durch den Luftverkehr bei. Von 1992 bis 2005 stiegen die Passagierkilometer um 5,2% pro Jahr. Und in der Europäischen Union sind die Treibhausgasemissionen aus der Luftfahrt zwischen 1990 und 2006 um 87% gestiegen.

Umfangreiche Untersuchungen zeigen, dass trotz erwarteter Effizienzinnovationen bei Flugzeugzellen, Triebwerken, Aerodynamik und Flugbetrieb seit Jahren kein rasches Wachstum der CO2-Emissionen von Flugreisen und Luftfracht aufgrund des prognostizierten kontinuierlichen Wachstums der Luft in Sicht ist Reise. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die internationalen Luftverkehrsemissionen bis zur dreijährlichen ICAO-Konferenz im Oktober 2016 über das CORSIA-Ausgleichssystem der internationalen Regulierung entgangen sind und wegen der fehlenden Steuern auf Flugbenzin weltweit niedrigere Tarife häufiger werden als sonst, was zu einem wettbewerbsfähigen Preis führt Vorteil gegenüber anderen Transportarten. Wenn keine Marktbeschränkungen eingeführt werden, wird dieses Wachstum der Emissionen des Luftverkehrs dazu führen, dass die Emissionen des Sektors bis Mitte des Jahrhunderts alle oder nahezu das gesamte jährliche globale CO2-Emissionsbudget ausmachen, wenn der Klimawandel auf einem Temperaturanstieg von 2 gehalten werden soll ° C oder weniger.

Es gibt eine anhaltende Debatte über eine mögliche Besteuerung von Flugreisen und die Einbeziehung des Luftverkehrs in ein Emissionshandelssystem, um sicherzustellen, dass die gesamten externen Kosten des Luftverkehrs berücksichtigt werden.

Lärm
Fluglärm wird von Interessengruppen als sehr schwierig wahrgenommen, um Aufmerksamkeit und Maßnahmen zu erhalten. Die grundlegenden Probleme sind erhöhter Verkehr auf größeren Flughäfen und Flughafenerweiterung auf kleineren und regionalen Flughäfen. Luftfahrtbehörden und Fluggesellschaften haben Verfahren für den kontinuierlichen Abstieg entwickelt, um den Lärm-Fußabdruck zu verringern. Die seit 2014 gültigen geltenden Lärmnormen sind FAA Stufe 4 und (äquivalent) EASA Kapitel 4. Flugzeuge mit niedrigeren Standards sind auf ein Zeitfenster beschränkt oder auf vielen Flughäfen vollständig verboten. Stufe 5 wird zwischen 2017-2020 in Kraft treten. Die Quantifizierung und der Vergleich von Lärmeffekten pro Sitzabstand berücksichtigt, dass Lärm von Kreuzfahrtschiffen normalerweise nicht die Erdoberfläche erreicht (im Gegensatz zum Oberflächentransport), sondern sich auf und in der Nähe von Flughäfen konzentriert.

Wasserverschmutzung
Flughäfen können aufgrund ihrer umfangreichen Nutzung und Handhabung von Kerosin, Schmiermitteln und anderen Chemikalien erhebliche Wasserverschmutzung verursachen. Flughäfen installieren Überlaufkontrollstrukturen und zugehörige Ausrüstung (z. B. Saugwagen, tragbare Berme, Absorptionsmittel), um das Austreten von Chemikalien zu verhindern und die Auswirkungen von Verschüttungen, die auftreten, zu mildern.

In kalten Klimazonen kann die Verwendung von Enteisungsflüssigkeiten auch zu Wasserverschmutzung führen, da die meisten Fluide, die anschließend auf Flugzeuge aufgegeben werden, zu Boden fallen und über Regenwasserabflüsse in nahe gelegene Flüsse, Flüsse oder Küstengewässer gelangen können.:101 Fluggesellschaften verwenden Enteisungsmittel basierend auf Ethylenglykol oder Propylenglykol als Wirkstoff.:4

Es ist bekannt, dass Ethylenglycol und Propylenglycol während des Abbaus in Oberflächengewässern einen hohen biochemischen Sauerstoffbedarf (BSB) ausüben. Dieser Prozess kann das Leben im Wasser beeinträchtigen, indem er Sauerstoff verbraucht, den aquatische Organismen für das Überleben benötigen. Große Mengen an gelöstem Sauerstoff (DO) in der Wassersäule werden verbraucht, wenn mikrobielle Populationen Propylenglycol zersetzen.2-23

Ausreichend gelöster Sauerstoff in Oberflächengewässern ist entscheidend für das Überleben von Fischen, Makroinvertebraten und anderen Wasserorganismen. Wenn die Sauerstoffkonzentrationen unter ein Mindestniveau fallen, wandern Organismen, wenn möglich und möglich, in Gebiete mit höherem Sauerstoffgehalt aus oder sterben schließlich ab. Dieser Effekt kann die Menge an nutzbarem aquatischen Lebensraum drastisch reduzieren. Verringerungen der DO-Gehalte können die Populationen von Bodenfeedern verringern oder eliminieren, Bedingungen schaffen, die eine Veränderung des Artenprofils einer Gemeinschaft begünstigen, oder kritische Wechselbeziehungen zwischen Nahrungsmitteln und Nahrungsmitteln verändern.2-30

Luftqualität
Partikelemissionen
Ultrafeine Partikel (UFPs) werden von Flugzeugtriebwerken bei oberflächennahem Betrieb, einschließlich Taxi, Start, Steigflug, Sinkflug und Landung, sowie im Leerlauf an Toren und auf Rollwegen emittiert. Andere Quellen von UFPs umfassen Bodenunterstützungseinrichtungen, die in den Terminalbereichen arbeiten. Im Jahr 2014 wurde in einer Studie zur Luftqualität festgestellt, dass das von ultrafeinen Partikeln aus den Starts und Landungen vor dem Los Angeles International Airport betroffene Gebiet viel größer ist als bisher angenommen. Typische UFP-Emissionen während des Starts liegen in der Größenordnung von 1015-1017 Partikeln pro Kilogramm verbranntem Kraftstoff. Nichtflüchtige Rußpartikelemissionen sind 1014-1016 Partikel pro Kilogramm Kraftstoff auf einer Anzahlbasis und 0,1-1 Gramm pro Kilogramm Kraftstoff auf einer Massenbasis, abhängig von den Motor- und Kraftstoffeigenschaften.

Bleiemissionen
Einige 167.000 Kolbenmaschinen – etwa drei Viertel der Privatflugzeuge in den Vereinigten Staaten – setzen Blei (Pb) aufgrund verbleiten Flugkraftstoffs in die Luft frei. Von 1970 bis 2007 emittierten Flugzeuge der Allgemeinen Luftfahrt laut der Environmental Protection Agency etwa 34.000 Tonnen Blei in die Atmosphäre. Blei wird von der Federal Aviation Administration als ernsthafte Umweltbedrohung angesehen, wenn es eingeatmet oder eingenommen wird, was zu negativen Auswirkungen auf das Nervensystem, die roten Blutkörperchen und das Herz-Kreislauf- und Immunsystem mit Säuglingen und Kleinkindern führt, die besonders empfindlich auf niedrige Bleikonzentrationen reagieren zu Verhaltens- und Lernproblemen, niedrigerem IQ und Autismus beitragen.

Strahlenbelastung
Mit einer Höhe von 12 Kilometern (39.000 ft) sind Passagiere und Besatzungen von Düsenflugzeugen mindestens dem Zehnfachen der kosmischen Strahlendosis ausgesetzt, die Menschen auf Meereshöhe erhalten. Alle paar Jahre ermöglicht ein geomagnetischer Sturm, dass ein solares Teilchenereignis in die Höhe des Jets gelangt. Besonders gefährdet sind Flugzeuge, die Polarwege in der Nähe der geomagnetischen Pole führen.

Landnutzung für die Infrastruktur
Flughafengebäude, Rollwege und Landebahnen nehmen einen Teil unseres Ökosystems in Besitz. Der größte Teil der Flugzeugbewegung ist jedoch in der Luft in der Höhe positioniert und somit von direkter Interaktion mit empfindlicher Natur oder menschlicher Detektion entfernt. Dies steht im Gegensatz zu Straßen, Eisenbahnstrecken und Kanälen, die für die Nutzung von Gebieten und das Teilen von ökologischen Strukturen von großer Bedeutung sind, während sie für den Oberflächentransport für so viele Kilometer wie die zurückgelegte Entfernung benötigt werden.

Klimawandel
Wie bei allen menschlichen Aktivitäten, die mit Verbrennung verbunden sind, setzen die meisten Arten der Luftfahrt Kohlendioxid (CO2) und andere Treibhausgase in die Erdatmosphäre frei, was zur Beschleunigung der globalen Erwärmung und (im Fall von CO2) zur Ozeanversauerung beiträgt. Diese Bedenken werden durch das derzeitige Volumen der kommerziellen Luftfahrt und ihre Wachstumsrate hervorgehoben. Weltweit fliegen täglich etwa 8,3 Millionen Menschen (3 Milliarden besetzte Sitze pro Jahr), doppelt so viel wie 1999. Allein in den zwölf Monaten zwischen Oktober 2013 und September 2014 verbrannten US-Fluggesellschaften rund 16,2 Milliarden Gallonen Treibstoff.

Zusätzlich zu dem von den meisten Flugzeugen im Flug durch das Verbrennen von Treibstoffen wie Jet-A (Turbinenflugzeug) oder Avgas (Kolbenflugzeugen) freigesetzten CO2 trägt die Luftfahrtindustrie auch Treibhausgasemissionen von Flughafen-Bodenfahrzeugen und solchen, die von Passagieren und Passagieren verwendet werden, bei Personal für den Zugang zu Flughäfen sowie durch Emissionen, die bei der Erzeugung von Energie in Flughafengebäuden, bei der Herstellung von Flugzeugen und beim Bau von Flughafeninfrastruktur anfallen.

Während die Haupttreibhausgasemissionen von angetriebenen Luftfahrzeugen im Flug CO2 sind, können andere Emissionen Stickstoffmonoxid und Stickstoffdioxid (zusammen als Stickoxide oder NOx bezeichnet), Wasserdampf und Partikel (Ruß- und Sulfatpartikel), Schwefeloxide, Kohlenmonoxid ( die sich mit Sauerstoff verbindet, um unmittelbar nach der Freisetzung zu CO & sub2; zu werden), unvollständig verbrannte Kohlenwasserstoffe, Tetraethylblei (nur Kolbenflugzeuge) und Radikale wie Hydroxyl, abhängig von der Art des verwendeten Flugzeugs. Der Emissionsgewichtungsfaktor (EWF), dh der Faktor, mit dem die CO2-Emissionen des Flugverkehrs multipliziert werden sollten, um die CO2-äquivalenten Emissionen für die jährlichen durchschnittlichen Flottenbedingungen zu erhalten, liegt im Bereich von 1,3-2,9.

Mechanismen und kumulative Auswirkungen der Luftfahrt auf das Klima
1999 wurde der Beitrag der zivilen Flugzeuge zu den globalen CO2-Emissionen auf etwa 2% geschätzt. Im Fall von Flugzeugen in großer Höhe, die häufig in der Nähe oder in der Stratosphäre fliegen, können jedoch nicht-CO2-höheempfindliche Effekte die Gesamtauswirkung auf den anthropogenen (vom Menschen verursachten) Klimawandel signifikant erhöhen. Ein Bericht des Instituts für Umweltveränderungen (2007) von Oxford University legt einen Bereich nahe bei 4 Prozent kumulativer Wirkung. Subsonic aircraft-in-flight trägt auf vier Arten zum Klimawandel bei:

Kohlendioxid (CO2)
Die CO2-Emissionen von Flugzeugen sind das wichtigste und am besten verstandene Element des gesamten Beitrags der Luftfahrt zum Klimawandel. Es wird derzeit angenommen, dass die Höhe und die Auswirkungen der CO2-Emissionen unabhängig von der Höhe weitgehend gleich sind (dh sie haben die gleichen atmosphärischen Auswirkungen wie bodengebundene Emissionen). Im Jahr 1992 wurden die CO2-Emissionen von Flugzeugen auf etwa 2% aller anthropogenen Emissionen geschätzt, und in diesem Jahr betrug die atmosphärische Konzentration von CO2 rund 1% des gesamten anthropogenen Anstiegs seit der industriellen Revolution die letzten 50 Jahre.

Stickoxide (NOx)
In den großen Flugzeugen, die von großen Düsenflugzeugen um die Tropopause geflogen werden, sind NOx-Emissionen besonders wirksam bei der Bildung von Ozon (O3) in der oberen Troposphäre. NOx-Emissionen in großer Höhe (8-13 km) führen zu höheren Konzentrationen von O3 als NOx an der Oberfläche, und diese wiederum haben einen größeren Treibhauseffekt. Die Auswirkungen von O3-Konzentrationen sind regional und lokal (im Gegensatz zu CO2-Emissionen, die global sind).

Die NOx-Emissionen reduzieren auch die Methankonzentration, ein weiteres Treibhausgas, was zu einer Klimaabkühlung führt. Dieser Effekt gleicht jedoch den O3-bildenden Effekt der NOx-Emissionen nicht aus. Es wird nun angenommen, dass Schwefel- und Wasseremissionen von Flugzeugen in der Stratosphäre dazu neigen, O3 abzubauen, was die NOx-induzierten O3-Zunahmen teilweise ausgleicht. Diese Effekte wurden nicht quantifiziert. Dieses Problem gilt nicht für Flugzeuge, die in der Troposphäre tiefer fliegen, wie z. B. Kleinflugzeuge oder viele Pendlerflugzeuge.

Wasserdampf (H2O) und Kondensstreifen
Eines der Produkte der Verbrennung von Kohlenwasserstoffen in Sauerstoff ist Wasserdampf, ein Treibhausgas. Wasserdampf, der von Luftfahrzeugmotoren in großer Höhe unter bestimmten atmosphärischen Bedingungen erzeugt wird, kondensiert zu Tröpfchen, um Kondensationsspuren oder Kondensstreifen zu bilden. Kondensstreifen sind sichtbare Linienwolken, die sich in kalten, feuchten Atmosphären bilden und von denen angenommen wird, dass sie einen Treibhauseffekt haben (obwohl einer weniger signifikant ist als entweder CO2-Emissionen oder NOx-induzierte Effekte). Contrails sind ungewöhnlich (wenn auch nicht selten) von Flugzeugen niedrigerer Höhe oder von Propellerflugzeugen oder Drehflüglern.

Es wurde beobachtet, dass sich Cirruswolken nach der anhaltenden Bildung von Kondensstreifen entwickeln, und es wurde gefunden, dass sie einen Treibhauseffekt über und über dem der Kondensstreifenbildung allein haben. Es gibt ein gewisses Maß an wissenschaftlicher Ungewissheit über den Beitrag der Kondensstreifen- und Zirruswolkenbildung zur Erderwärmung, und Versuche, den globalen Beitrag des Luftverkehrs zum Klimawandel zu schätzen, neigen nicht dazu, seine Auswirkungen auf die Zirruswolkenverstärkung zu berücksichtigen. In einer Studie aus dem Jahr 2015 wurde jedoch festgestellt, dass künstliche Kondensstreifen, die durch Kondensstreifen verursacht werden, den Unterschied zwischen Tages- und Nachttemperaturen verringern. Die erstgenannten sind vermindert und die letzteren sind im Vergleich zu den Temperaturen am Tag davor und am Tag nach solchen Ausbrüchen erhöht. An Tagen mit Ausbrüchen wurde der Temperaturunterschied zwischen Tag und Nacht um etwa 6 ° C im Süden der USA und 5 ° C im Mittleren Westen verringert.

Partikel
Am wenigsten signifikant auf der Massenbasis ist die Freisetzung von Ruß- und Sulfatpartikeln. Ruß absorbiert Wärme und hat eine wärmende Wirkung; Sulfatpartikel reflektieren Strahlung und haben eine geringe Kühlwirkung. Darüber hinaus können Partikel die Bildung und Eigenschaften von Wolken beeinflussen, einschließlich sowohl linienförmiger Kondensstreifen als auch natürlich vorkommender Zirruswolken. Die Auswirkungen von „sich ausbreitenden Kondensstreifen und Zirruswolken, die zusammen als Kondensstreifen Cirrus bekannt sind, haben heute einen größeren Strahlungsantrieb (RF) als alle CO2-Emissionen in der Luftfahrt seit dem ersten Motorflug“. Von den Partikeln, die von Flugzeugtriebwerken emittiert werden, wird angenommen, dass die Rußpartikel für die Kondensstreifenbildung am wichtigsten sind, da sie groß genug sind, um als Kondensationskeime für Wasserdampf zu dienen. Alle Flugzeuge, die durch Verbrennung angetrieben werden, werden eine gewisse Menge an Ruß freisetzen; Neuere Studien legen jedoch nahe, dass die Verringerung des Aromatengehaltes von Kerosin die Menge an produziertem Ruß verringert.

Treibhausgasemissionen pro Passagierkilometer

Gemittelte Emissionen
Die Emissionen von Passagierflugzeugen pro Passagierkilometer variieren stark aufgrund unterschiedlicher Faktoren wie der Größe und des Typs des Flugzeuges, der Höhe und des prozentualen Anteils der Passagier- oder Frachtkapazität eines bestimmten Fluges und der Entfernung der Reise und der Anzahl von Stopps auf der Strecke. Auch der Effekt einer bestimmten Menge an Emissionen auf das Klima (Strahlungsantrieb) ist in höheren Lagen größer: siehe unten. Einige repräsentative Zahlen für CO2-Emissionen werden von LIPASTOs Umfrage über durchschnittliche direkte Emissionen (ohne Berücksichtigung von Höhenstrahlungseffekten) von Verkehrsflugzeugen, ausgedrückt als CO2- und CO2-Äquivalent pro Passagierkilometer, geliefert:

Inländische, kurze Entfernung, weniger als 463 km (288 mi): 257 g / km CO2 oder 259 g / km CO2e
Inland, weit über 463 km (288 mi): 177 g / km CO2 oder 178 g / km CO2e
Langstreckenflüge: 113 g / km CO2 oder 114 g / km CO2e
Diese Emissionen ähneln einem Viersitzer mit einer Person an Bord; Allerdings decken Flugreisen oft längere Distanzen ab, als mit dem Auto zurückgelegt werden könnten, so dass die Gesamtemissionen viel höher sind. Zum Vergleich produziert ein typischer Economy-Class-Flug zwischen New York und Los Angeles pro Passagier etwa 715 kg (1574 lb) CO2 (entspricht aber 1.917 kg CO2, wenn der „klimatische Antrieb“ in großer Höhe wirkt) berücksichtigt). Innerhalb der oben genannten Kategorien von Flügen sind die Emissionen von Linienflügen wesentlich höher als bei Turboprop- oder Charterflügen. Etwa 60% der Luftverkehrsemissionen stammen aus internationalen Flügen, und diese Flüge fallen nicht unter das Kyoto-Protokoll und seine Emissionsreduktionsziele. In einer jüngeren Entwicklung jedoch:

Der Luftfahrtverband der Vereinten Nationen ratifizierte am Donnerstag (06.Okt.2016) mit überwältigender Mehrheit ein Abkommen, um die Emissionen der internationalen Erwärmung durch internationale Flüge zu kontrollieren. Dies ist der erste Klimaänderungspakt, der weltweite Grenzen für eine einzige Industrie setzt. Das Abkommen, das die Internationale Zivilluftfahrt-Organisation 191 bei einem Treffen in Montreal mit überwältigender Mehrheit angenommen hat, legt fest, dass die CO2-Emissionen der Fluggesellschaften im Jahr 2020 die Obergrenze für die zulässigen Emissionen von Luftfahrtunternehmen darstellen.

Zahlen von British Airways legen für große Düsenflugzeuge einen Kohlendioxidausstoß von 100 g pro Passagierkilometer nahe (eine Zahl, die nicht für die Produktion anderer Schadstoffe oder Kondensstreifen verantwortlich ist).

Emissionen nach Fahrgastklasse und Auswirkungen der Sitzkonfiguration
Im Jahr 2013 veröffentlichte die Weltbank eine Studie über die Auswirkungen der Reisen ihrer Mitarbeiter in der Business Class oder First Class auf die CO2-Emissionen im Vergleich zur Economy Class. Zu den berücksichtigten Faktoren gehörte, dass diese Premiumklassen proportional mehr Economy-Sitze für die gleiche Gesamtkapazität des Flugzeugs und die damit verbundenen unterschiedlichen Lastfaktoren und Gewichtungsfaktoren ersetzen. Dies wurde in früheren Standardrechnungsverfahren für Kohlenstoff nicht berücksichtigt. Die Studie kam zu dem Schluss, dass bei Berücksichtigung der jeweiligen durchschnittlichen Lastfaktoren (Prozent der belegten Sitze) in jeder der Sitzklassen die Carbon Footprints der Business Class und der First Class drei- und neunmal höher sind als die Economy Class. In einem verwandten Artikel des Internationalen Rates für sauberen Verkehr wird auf die Auswirkungen von Sitzkonfigurationen auf CO2-Emissionen hingewiesen:

Der A380 wird als „grüner Riese“ und als eines der umweltfreundlichsten Flugzeuge vermarktet. Aber dieser Spin basiert auf einer Flugzeugkonfiguration mit maximaler Kapazität oder etwa 850 Economy-Passagieren. In der Realität hat ein typisches A380-Flugzeug 525 Sitze. Seine Kraftstoffleistung ist vergleichbar mit der einer B747-400 ER und sogar etwa 15% schlechter als eine B777-300ER auf einer Passagiermeilenbasis (berechnet mit Piano-5 auf einem Flug von AUH zu LHR, unter Annahme einer 80% igen Passagierlast Faktor und durchschnittliche Sitzplatzanzahl der Flotte).

Gesamtklimaeffekte
Bei dem Versuch, die gesamten Klimaauswirkungen von Flugzeugemissionen zu aggregieren und zu quantifizieren, hat der Zwischenstaatliche Ausschuss für Klimaänderungen (IPCC) geschätzt, dass die gesamten Klimaauswirkungen des Luftverkehrs etwa 2-4 mal so hoch sind wie die direkten CO2-Emissionen (ohne die potenziellen Auswirkungen der Zirruswolke) Erweiterung). Dies wird als Strahlungsantrieb gemessen. Zwar besteht Unsicherheit über die genaue Höhe der Auswirkungen von NOx und Wasserdampf, doch haben die Regierungen die breite wissenschaftliche Auffassung akzeptiert, dass sie Wirkung zeigen. Weltweit hat der Luftverkehr 2005 „möglicherweise sogar 4,9% des Strahlungsantriebs beigetragen“. Die politischen Erklärungen der britischen Regierung haben betont, dass der Luftverkehr seine Auswirkungen auf den Klimawandel und nicht nur die Auswirkungen von CO2 berücksichtigen muss.

Der IPCC schätzt, dass der Luftverkehr für etwa 3,5% des anthropogenen Klimawandels verantwortlich ist, eine Zahl, die sowohl CO2- als auch nicht-CO2-induzierte Effekte beinhaltet. Der IPCC hat Szenarien erstellt, in denen geschätzt wird, wie hoch dieser Wert im Jahr 2050 sein könnte. Die zentrale Fallschätzung ist, dass der Beitrag des Luftverkehrs bis 2050 auf 5% des Gesamtbeitrags steigen könnte, wenn nicht gegen diese Emissionen vorgegangen wird. . Wenn andere Industriezweige ihre eigenen Treibhausgasemissionen signifikant reduzieren, könnte auch der Anteil des Luftverkehrs an den verbleibenden Emissionen steigen.

Zukünftige Emissionswerte
Auch wenn sich die Treibstoffeffizienz durch die hier beschriebene Flugzeugtechnik und das Betriebsmanagement deutlich verbessert hat, werden diese Verbesserungen durch das gestiegene Luftverkehrsaufkommen kontinuierlich überlagert.

In einem Bericht vom Dezember 2015 wird festgestellt, dass Flugzeuge bis zum Jahr 2050 eine CO2-Belastung von 43 Gt verursachen könnten und fast 5% des verbleibenden globalen Klimabudgets verbrauchen würden. Ohne Regulierung könnten sich die globalen Emissionen im Luftverkehr bis zur Mitte des Jahrhunderts verdreifachen und könnten jährlich mehr als 3 Gt Kohlenstoff emittieren, und zwar in einem wachstumsstarken Szenario wie bisher. Die Bemühungen, die Emissionen im Luftverkehr unter eine wirksame globale Vereinbarung zu bringen, sind bisher weitgehend gescheitert, obwohl eine Reihe von technologischen und operativen Verbesserungen angeboten werden.

Ständige Zunahme von Reisen und Fracht
Von 1992 bis 2005 stiegen die Passagierkilometer um 5,2% pro Jahr, auch mit den Unterbrechungen des 11. September und zwei bedeutenden Kriegen. Seit Beginn der aktuellen Rezession:

In den ersten drei Quartalen 2010 expandierten die Flugreisemärkte annualisiert um fast 10%. Dies ist ähnlich der Rate, die in der schnellen Expansion vor der Rezession gesehen wurde. Die Ergebnisse von November bedeuten, dass die annualisierte Wachstumsrate im 4. Quartal auf rund 6% zurückgeht. Dies entspricht jedoch immer noch den langfristigen Wachstumsraten des Verkehrswachstums in der Vergangenheit. Das Niveau des internationalen Flugverkehrs liegt jetzt 4% über dem Vorkriszenzhoch von Anfang 2008 und die aktuelle Expansion scheint weiter zu laufen.

Die Luftfracht erreichte im Mai (2010) einen neuen Höhepunkt, aber nach dem Ende der Wiederauffüllung der Lagerbestände sind die Mengen zurückgegangen, um sich auf einem ähnlichen Niveau wie vor der Rezession zu bewegen. Dennoch bedeutet dies für das Jahr 2010 eine Zunahme der Luftfracht um 5-6% auf annualisierter Basis – nahe am historischen Trend. Da die Lageraufstockungsaktivitäten wegfallen, wird das weitere Wachstum der Nachfrage nach Luftfracht von der Nachfrage der Endverbraucher nach Waren angetrieben, die die Lieferkette des Luftverkehrs nutzen. … Das Ende des Lagerzyklus bedeutet nicht das Ende der Volumenexpansion, sondern die Märkte treten in eine langsamere Wachstumsphase ein.

Möglichkeit zur Verbesserung

Flugzeug-Effizienz
Zwar sind späte Modell-Düsenflugzeuge wesentlich treibstoffeffizienter (und emittieren damit insbesondere weniger CO2) als die ersten Jet-Flugzeuge, doch waren neue Verkehrsflugzeugmodelle in den 2000er Jahren auf Seats-Meile-Basis kaum effizienter als die neuesten Kolbenflugzeuge. motorisierte Verkehrsflugzeuge der späten 1950er Jahre (zB Constellation L-1649-A und DC-7C). Ansprüche auf einen hohen Effizienzgewinn für Verkehrsflugzeuge in den letzten Jahrzehnten (obwohl teilweise zutreffend) waren in den meisten Studien stark voreingenommen, indem die frühen ineffizienten Modelle von Düsenflugzeugen als Basis verwendet wurden. Diese Flugzeuge waren für höhere Einnahmen optimiert, einschließlich erhöhter Geschwindigkeit und Reiseflughöhe, und waren im Vergleich zu ihren kolbenbetriebenen Vorläufern ziemlich kraftstoffineffizient.

Heute spielen Turboprop-Flugzeuge – wahrscheinlich teilweise aufgrund ihrer niedrigeren Reisegeschwindigkeiten und Höhen (ähnlich den früheren kolbenbetriebenen Passagierflugzeugen) im Vergleich zu Jet-Flugzeugen – eine offensichtliche Rolle bei der Gesamtkraftstoffeffizienz von großen Fluggesellschaften, die regionale Carrier-Tochtergesellschaften haben. Zum Beispiel, obwohl Alaska Airlines an der Spitze einer 2011-2012 Kraftstoffeffizienz-Ranking, wenn seine große regionale Carrier – Turbo-Prop ausgestattet Horizon Air – von der konzentrierten Betrachtung fallen gelassen wurden, würde die Rangliste der Fluggesellschaft etwas niedriger sein, als in der Ranking-Studie notiert.

Flugzeughersteller streben mit jeder neuen Flugzeug- und Triebwerksgeneration eine Reduzierung der CO2- und NOx-Emissionen an. Während die Einführung von moderneren Flugzeugen eine Möglichkeit darstellt, die Emissionen pro geflogenem Passagierkilometer zu reduzieren, sind Flugzeuge eine große Investition, die viele Jahrzehnte andauert, und der Austausch der internationalen Flotte ist daher ein langfristiger Vorschlag, der die Realisierung der Klimavorteile erheblich verzögern wird viele Arten von Verbesserungen. Motoren können irgendwann gewechselt werden, trotzdem haben Flugzeugzellen eine lange Lebensdauer. Darüber hinaus verringern sich die Effizienzverbesserungen, anstatt von Jahr zu Jahr linear zu sein, im Laufe der Zeit, was sich in der Geschichte sowohl der kolben- als auch der jetgetriebenen Flugzeuge widerspiegelt.

Betriebseffizienz
Forschungsprojekte wie das Boeing-Programm ecoDemonstrator haben versucht, Wege zu finden, um die Effizienz von Verkehrsflugzeugen zu verbessern. Die US-Regierung hat diese Forschung durch Förderprogramme gefördert, darunter das Programm CLEEN (Continuous Lower Energy, Emissions and Noise) der FAA und das NASA-Projekt Environmentally Responsible Aviation (ERA).

Das Hinzufügen eines elektrischen Antriebs zu dem Bugrad des Flugzeugs kann die Kraftstoffeffizienz während der Bodenbearbeitung verbessern. Dieser Zusatz würde das Rollen ohne die Verwendung der Hauptmotoren erlauben.

Eine weitere vorgeschlagene Änderung ist die Integration eines elektromagnetischen Flugzeug-Startsystems in die Start- und Landebahnen von Flughäfen. Einige Unternehmen wie Airbus erforschen derzeit diese Möglichkeit. Die Hinzufügung von EMALS würde es den zivilen Flugzeugen ermöglichen, erheblich weniger Treibstoff zu verbrauchen (da während des Starts viel Treibstoff verbraucht wird, im Vergleich zum Cruisen, wenn er pro geflogenem Kilometer berechnet wird). Die Idee ist, dass das Flugzeug mit normaler Fluggeschwindigkeit startet und das Katapult nur zum Start und nicht zur Landung benutzt.

Weitere Chancen ergeben sich aus der Optimierung von Flugplänen, Streckennetzen und Flugfrequenzen zur Erhöhung der Auslastung (Minimierung der Anzahl leer geflogener Sitzplätze) sowie der Optimierung des Luftraums. Dies sind jedoch jeweils einmalige Gewinne, und da diese Gelegenheiten sukzessive erfüllt werden, können von den verbleibenden Chancen abnehmende Renditen erwartet werden.

Eine weitere mögliche Verringerung der Auswirkungen des Klimawandels ist die Begrenzung der Reiseflughöhe von Flugzeugen. Dies würde zu einer erheblichen Verringerung der Kondensstreifen in großer Höhe führen, was zu einem marginalen Kompromiss zwischen erhöhter Flugzeit und einem geschätzten Anstieg der CO2-Emissionen um 4% führen würde. Nachteile dieser Lösung sind die begrenzte Luftraumkapazität, insbesondere in Europa und Nordamerika, und eine erhöhte Treibstoffverbrennung, da Düsenflugzeuge in niedrigeren Flughöhen weniger effizient sind.

Während sie für Langstrecken- oder Überseeflüge nicht geeignet sind, bringen Turboprop-Flugzeuge, die für Pendlerflüge verwendet werden, zwei wesentliche Vorteile: Sie verbrennen oft erheblich weniger Treibstoff pro Passagiermeile und fliegen typischerweise in niedrigeren Höhen, gut in der Tropopause, wo sie sind Keine Bedenken hinsichtlich der Ozon- oder Kondensstreifenproduktion.

Alternative Kraftstoffe
Einige Wissenschaftler und Unternehmen wie GE Aviation und Virgin Fuels erforschen Biokraftstofftechnologie für den Einsatz in Düsenflugzeugen. Einige Flugzeugmotoren, wie der Wilksch WAM120 können (als 2-Takt-Dieselmotor) mit reinem Pflanzenöl betrieben werden. Außerdem läuft eine Reihe von Lycoming-Motoren gut mit Ethanol.

Darüber hinaus werden mehrere Tests durchgeführt, bei denen normale petrofuels mit Biokraftstoff kombiniert werden. Im Rahmen dieses Tests flog beispielsweise Virgin Atlantic Airways am 24. Februar 2008 eine Boeing 747 vom Flughafen London Heathrow zum Flughafen Amsterdam Schiphol, wobei ein Motor eine Kombination aus Kokosnussöl und Babassuöl anbrannte. Greenpeace-Chefwissenschaftler Doug Parr sagte, der Flug sei „Greenwash in großer Höhe“ gewesen und die Produktion von Bio-Öl zur Herstellung von Biokraftstoff könnte zu Entwaldung und einem starken Anstieg der Treibhausgasemissionen führen. Außerdem sind die meisten Flugzeuge der Welt keine großen Jetliner, sondern kleinere Kolbenflugzeuge, und mit großen Modifikationen sind viele in der Lage, Ethanol als Treibstoff zu verwenden. Eine weitere Überlegung ist die große Menge an Land, die notwendig wäre, um den Biomasse-Rohstoff bereitzustellen, der benötigt wird, um die Bedürfnisse der zivilen und militärischen Luftfahrt zu unterstützen.

Schließlich ist verflüssigtes Erdgas ein weiterer Kraftstoff, der in einigen Flugzeugen verwendet wird. Neben den niedrigeren Treibhausgasemissionen (abhängig davon, woher das Erdgas stammt) ist ein weiterer großer Vorteil für Flugzeugbetreiber der Preis, der weit unter dem Preis für Kerosin liegt.

Flugweg reduzieren

Persönliche Entscheidungen und sozialer Druck
Der deutsche Video-Kurzfilm „The Bill“ untersucht, wie Reisen und ihre Auswirkungen im alltäglichen Leben der Industrieländer allgemein betrachtet werden und welche sozialen Belastungen es gibt. Der britische Schriftsteller George Marshall hat gemeinsame Rationalisierungen untersucht, die als Barrieren für persönliche Entscheidungen dienen, weniger zu reisen oder die jüngsten Reisen zu rechtfertigen. In einem informellen Forschungsprojekt, „dem man gerne beitreten kann“, lenkt er bewusst Gespräche mit Menschen, die sich auf Probleme des Klimawandels einlassen, auf Fragen zu kürzlichen Langstreckenflügen und warum die Reise gerechtfertigt sei. Er dachte über Handlungen nach, die ihren Überzeugungen widersprechen, und bemerkte: „(1) so beunruhigend ihre Dissonanz auch sein mag, ist es besonders aufschlussreich, dass jede dieser Personen eine Karriere hat, die davon ausgeht, dass Informationen ausreichen, um Veränderungen hervorzurufen – eine Annahme, dass die Introspektion eines Augenblicks ihnen zeigen würde, war zutiefst fehlerhaft. “

Geschäfts- und Berufswahl
Da die meisten internationalen Konferenzen hunderte, wenn nicht tausende von Teilnehmern haben, und der Großteil davon in der Regel mit dem Flugzeug reist, sind Konferenzreisen ein Bereich, in dem die Treibhausgasemissionen erheblich reduziert werden können. Dies bedeutet nicht „nicht“ -Teilnahme.

Zum Beispiel wurde die Access Grid-Technologie bereits 2003 erfolgreich für mehrere internationale Konferenzen genutzt, und die Technologie hat sich seitdem wahrscheinlich erheblich weiterentwickelt. Das Tyndall Center for Climate Change Research hat systematisch Methoden untersucht, um gemeinsame institutionelle und professionelle Praktiken zu ändern, die zu großen CO2-Fußabdrücken von Reisen durch Forscher geführt haben, und einen Bericht herausgegeben.

Potenzial für staatliche Nachfragezwänge
Ein Mittel zur Verringerung der Umweltauswirkungen des Luftverkehrs besteht darin, die Nachfrage nach Flugreisen durch höhere Flugpreise anstelle von erweiterten Flughafenkapazitäten zu beschränken. Mehrere Studien haben dies untersucht:

Die britische Studie „Predict and Decide – Aviation, Klimawandel und britische Politik“ stellt fest, dass eine Preiserhöhung von 10% eine Nachfragereduzierung von 5% bis 15% zur Folge hat, und empfiehlt der britischen Regierung, die Nachfrage zu managen statt sie zu steuern. Dies würde durch eine Strategie erreicht werden, die „… gegen die Ausweitung der Kapazitäten des Vereinigten Königreichs am Flughafen“ spricht und die Nachfrage durch den Einsatz ökonomischer Instrumente behindert, um Flugreisen weniger attraktiv zu bewerten.
Eine von der Kampagnengruppe Aviation Environment Federation (AEF) veröffentlichte Studie kommt zu dem Schluss, dass durch die Erhebung zusätzlicher Steuern in Höhe von 9 Milliarden Pfund die jährliche Wachstumsrate der Nachfrage im Vereinigten Königreich für Flugreisen auf 2% reduziert würde.
Der neunte Bericht des im Juli 2006 veröffentlichten Environmental Audit Select Committee des britischen Unterhauses empfiehlt der britischen Regierung, ihre Flughafenausbaupolitik zu überdenken und prüft Wege, insbesondere über eine erhöhte Besteuerung, in der die zukünftige Nachfrage im Einklang mit der Leistung der Industrie gemanagt werden kann Kraftstoffeffizienz erreichen, so dass die Emissionen nicht absolut steigen dürfen.

Internationale Regulierung von Flugreisen THG-Emissionen

Kyoto-Protokoll 2005
Treibhausgasemissionen aus dem Kraftstoffverbrauch im internationalen Luftverkehr sind im Gegensatz zu denen aus dem inländischen Luftverkehr und aus der Nutzung von Energie durch Flughäfen in der ersten Periode (2008-2012) des Kyoto-Protokolls ebenso ausgeschlossen wie das Nicht-CO2-Klima Auswirkungen. Stattdessen vereinbarten die Regierungen, über die Internationale Zivilluftfahrt-Organisation (ICAO) zu arbeiten, um Emissionen zu begrenzen oder zu reduzieren und eine Lösung für die Zuteilung von Emissionen aus der internationalen Luftfahrt rechtzeitig für die zweite Periode des Kyoto-Protokolls ab 2009 zu finden; Die Kopenhagener Klimakonferenz konnte jedoch keine Einigung erzielen.

Jüngste Untersuchungen weisen darauf hin, dass dieses Versagen ein wesentliches Hindernis für die globale Politik darstellt, einschließlich eines Wegs zur Verringerung der CO2-Emissionen, der gefährliche Klimaänderungen vermeiden würde, indem der Anstieg der globalen Durchschnittstemperatur unter 2 ° C gehalten wird.

Ansätze zum Emissionshandel
Als Teil dieses Prozesses hat die ICAO die Einführung eines offenen Emissionshandelssystems unterstützt, um die Ziele zur Reduzierung der CO2-Emissionen zu erreichen. Leitlinien für die Verabschiedung und Umsetzung eines globalen Systems werden derzeit ausgearbeitet und der ICAO-Versammlung 2007 vorgelegt, obwohl die Aussichten auf eine umfassende zwischenstaatliche Vereinbarung über die Annahme eines solchen Systems unsicher sind.

Auswirkungen des Klimawandels auf die Luftfahrt

Erhöhte Turbulenzen
Ein Bericht, der in der Wissenschaftszeitschrift Nature Climate Change veröffentlicht wurde, prognostiziert, dass steigende CO2-Konzentrationen zu einer erheblichen Zunahme der Turbulenzen an Bord während der transatlantischen Flüge Mitte des 21. Jahrhunderts führen werden. Der Hauptautor der Studie, Paul Williams, Forscher am National Center for Atmospheric Science an der Universität von Reading, sagte: „Luftturbulenzen unterbrechen nicht nur den Service von Getränken an Bord. Sie verletzen Hunderte von Passagieren und Flugzeugbesatzungen jedes Jahr – manchmal tödlich. Es verursacht auch Verzögerungen und Schäden an Flugzeugen. „