Die Luftfahrtindustrie arbeitet bereits hart daran, ihr Image als Klimasünder loszuwerden. Passagieren wird zum Beispiel für jeden Flug die Möglichkeit einer freiwilligen CO2-Kompensationszahlung oder der Finanzierung nachhaltiger Projekte geboten. Der 2017 in Schweden eingeführte Begriff „Flygskam“ („Flugscham“) hat sich auch im deutschsprachigen Raum durchgesetzt, denn den meisten Menschen ist bereits bewusst, dass beim Fliegen CO2 entsteht. Nach aktuellen wissenschaftlichen Erkenntnissen gibt es jedoch einen noch gravierenderen Nachteil: die Sternentstehung.
„Die meisten Flüge finden im Übergang von der Troposphäre in die Stratosphäre statt, die in mittleren Breiten in einer Höhe von elf Kilometern liegt. Das ist wirtschaftlich vorteilhaft, hat aber einen Nachteil: Beim Verbrennen von Kerosin entsteht in dieser Höhe Wasser führt oft zur Bildung von Eiswolken, die als Sterne sichtbar werden“, erklärt Martin Berens, Professor für Flugzeugsysteme an der Technischen Universität Wien. „Experten schätzen, dass die Erwärmungswirkung von Wolken, die durch den Flugverkehr entstehen, größer ist als die des CO2-Ausstoßes des Luftverkehrs.“
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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 % geschätzt, womit die Luftfahrt hinter dem Straßenverkehrssektor (15 %) liegt. Ob Fliegen oder Autofahren klimaschädlicher sind, hängt laut Berens von mehreren Faktoren ab, etwa der Auslastung durch Auto oder Flugzeug.
Bei typischer Beladung sind die CO2-Emissionen moderner Passagier- und Streckenflugzeuge nicht höher als die eines modernen Mittelklassewagens mit Verbrennungsmotor, in dem nur eine Person sitzt. „Man sollte Äpfel nicht mit Birnen vergleichen“, sagt Berens. Obwohl die Luftfahrt viel Energie verbraucht, wird sie immer besser. Mit langsameren und effizienteren Verkehrsmitteln wie Bahn oder Reisebus kann es jedoch nicht mithalten.
Nachhaltige Flugkraftstoffe als Hoffnungsträger
Geht Berens eigene Wege, lassen sich Nachhaltigkeit und Flucht in Zukunft sehr gut vereinbaren. Sowohl für hohe CO2-Emissionen als auch für die Sternentstehung gibt es bereits Lösungsansätze. Da die Wasserdampfbildung auch geografisch bedingt ist, könnten schon kleine Änderungen der Flughöhe und -strecke helfen.
Doch es gibt noch eine andere Lösung, die sowohl Wasserdampf als auch CO2 einspart: nachhaltige Flugkraftstoffe (SAF), die als Hoffnungsträger der Branche gelten. Sie werden zum Beispiel aus gebrauchtem Speiseöl hergestellt und haben eine bessere Klimabilanz, weil die Pflanzen selbst CO2 aus der Luft aufnehmen. SAFs auf der Basis von Abfall oder Fett werden auch von Fluggesellschaften freiwillig eingesetzt.
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„Mit dem Rückgang von SAF, das ist synthetisch hergestelltes Kerosin, wird die Dichte der Wolken deutlich geringer, es gibt weniger Rußpartikel und dadurch entstehen weniger Sterne“, sagt Berens. Damit die SAF-Produktion nicht in Konkurrenz zum Anbau von Nahrungspflanzen tritt und sich wirklich eine Kreislaufwirtschaft entwickelt, ist es wichtig, sich auf Altspeisefette oder Restabfälle zu konzentrieren.
EU-Kommission: SAF-Mix wird Pflicht
Auch die EU-Kommission setzt im Rahmen ihrer „Fit for 55“-Initiative zur Dekarbonisierung des Luftverkehrs langfristig auf SAF. In nur drei Jahren müssen alle EU-Staaten mindestens zwei Prozent SAF bereitstellen. Austrian Airlines (AUA) mischt seit Anfang März im Rahmen einer OMV-Kooperation konventionelles Kerosin mit SAF auf Basis von Altspeisefetten an.
Österreich
80 Prozent weniger CO2: Der Startschuss für das neue Kerosin
Auf diese Weise lassen sich laut Anna Pachinger von der AUA mit gleichen Rohren, Maschinen und Motoren Emissionen von 80 Prozent einsparen. Dieses Kerosin sei noch nicht ganz CO2-neutral, räumt Pachinger, Leiter Nachhaltigkeit bei der AUA, ein. Sie ist jedoch einer der wichtigsten Hebel für die schrittweise Abkehr von fossilen Rohstoffen.
Nachhaltiges Fliegen ist teuer
Da die bestehende Infrastruktur weiter genutzt werden kann, bemerken weder Pilot noch Passagier einen Unterschied, resümiert Pachinger. Die Änderung macht sich nur im Preis bemerkbar. „Wir würden 100 Prozent SAF über Nacht fliegen, wenn es verfügbar und bezahlbar wäre“, sagt Pachinger. Alternatives Kerosin kostet derzeit fünf- bis neunmal mehr als herkömmlicher Jet A-1-Treibstoff, und die AUA setzt bei der Finanzierung auf freiwillige Entschädigungen der Passagiere.
„Das ist wie im Supermarkt: Wenn ich Bio-Fleisch kaufe, zahlt der Supermarkt nicht den Aufpreis, ich zahle dafür“, sagt Pachinger. Es wird aber auch erwartet, dass es politische Lenkungsinstrumente gibt und die Preise langfristig vernichtet werden. Bei einer Beimischung von zwei Prozent müssen Sie für eine Strecke von Wien nach Hamburg einen Aufpreis von rund 50 Euro zahlen. „Die Kosten sind derzeit nicht das größte Problem“, sagt Berens, „aber die verfügbaren Stückzahlen. Ein kommerzieller Betrieb von Flugzeugen mit 100 Prozent SAF ist noch nicht realisierbar.“
Reuters / Gary Hershorn Flugzeuge werden künftig nicht mehr nur mit fossilem Kerosin, sondern auch mit nachhaltigem Kerosin angetrieben
Absolut CO2-neutral mit flüssigem Treibstoff aus Strom
SAF kann auf verschiedene Arten durchgeführt werden. Synthetische Kraftstoffe können aus Wasserstoff und Kohlendioxid durch das sehr wasserstoffintensive Fischer-Tropsch-Verfahren hergestellt werden, das normalerweise aus Erdgas hergestellt wird. Einer der vielversprechendsten Wege, in Zukunft komplett CO2-neutral zu fliegen, ist der Ausbau von Power-to-Liquid-Verfahren. Künstliches Kerosin und Benzin werden im Syntheseprozess durch Strom aus Wasser- oder Windenergie hergestellt.
„So kann der Klimaschutz in der Luftfahrtindustrie erfolgreich sein“, zeigt sich Berens optimistisch. Im Gegensatz zu anderen Verfahren würden bei der Kohlenstoffherstellung nur Rohstoffe verwendet, die für andere Zwecke nicht verwendet werden können. Allerdings sind die Mengen an erneuerbarer Energie, die für diesen Herstellungsprozess benötigt werden, noch sehr hoch. „Hier braucht man Windräder, die im Megawattbereich laufen“, sagt Berens.
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Größere Elektroflugzeuge wohl erst ab 2030
Eine andere Alternative wäre die Elektrifizierung der Luft- und Raumfahrtindustrie. Für Pilotenausbildungsflüge gibt es bereits elektrische Kleinflugzeuge: Der slowenische Velis Electro von Pipistrel erhielt 2020 die Typenzulassung der Europäischen Agentur für Flugsicherheit und wird auch in Österreich eingesetzt. Und bis Ende des Jahres soll das Elektroflugzeug Alice des amerikanisch-israelischen Unternehmens Eviation bis zu neun Passagiere befördern.
Österreich
Das erste Elektroflugzeug hebt in Bad Vöslau 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“, prognostiziert Pachinger für die AUA. „In den kommenden Jahrzehnten wird es kein Flugzeug geben, das Wien mit New York verbinden kann. Um eine Langstreckenmaschine anzutreiben, bräuchte man Batterien in der Größe mehrerer Fußballfelder.“
Wasserstoff kann ebenfalls verwendet werden
Der Einsatz von Wasserstoff könnte helfen. Wie beim Auto sei bereits der Einsatz von Brennstoffzellen geplant, in denen Wasserstoff und Wasserstoff in der Luft in Strom umgewandelt werden, so Berens. Dieser treibt die Elektromotoren an, die wiederum die Propeller antreiben. „Für Mittelstreckenflüge kann die Wasserstofftechnologie noch interessant sein“, sagt Berens.
Anders als im Straßenverkehr wird dem flüssigen Wasserstoff, der auf minus 250 Grad Celsius gekühlt werden muss, mehr Aufmerksamkeit geschenkt. „Kryogener flüssiger Wasserstoff wiegt nur ein Drittel des Gewichts von Kerosin bei gleichem Energiegehalt. Allerdings sind die für die Speicherung benötigten Volumina enorm, viermal größer als bei Kerosin.“ Es sei auch nicht möglich, Treibstoff einfach über die Tragflächen zu kippen ; Spezialtanks sind erforderlich.
Getty Images / iStockphoto / den-belitsky Flugzeuge werden immer größer; Sie elektrisch zu betreiben, ist eine Herausforderung
Bestehende Technologien erweitern
Bereits gebaute Demonstratoren haben bereits gezeigt, dass Technik prinzipiell funktioniert: Die Herausforderung liegt nun im Klettern. „Airbus ist optimistisch, dass 2035 ein wasserstoffbasierter Flug auf den Markt kommen wird, aber bis dahin dürfen wir nicht untätig bleiben“, sagte Berens. In den kommenden Jahren wird es wichtig sein, bestehende Technologien auszubauen, wie zum Beispiel den verstärkten Einsatz von Propeller- und SAF-Flugzeugen.
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