Der Anteil der globalen Luftfahrt an der anthropogenen Klimaerwärmung beträgt 3,5 Prozent. Zu diesem Ergebnis kommt eine jetzt vorgelegte internationale Studie, die alle Faktoren berücksichtigt, die die Luftfahrtindustrie seit ihrem Entstehen zur Klimakrise beigetragen hat . Dabei zeigt sich, dass nur ein Drittel der Klimawirkung des Luftverkehrs auf CO2-Emissionen entfällt. Zwei Drittel entfallen auf Nicht-CO2-Effekte, wobei Kondensstreifen und daraus resultierende Kondensstreifen-Zirren der bedeutendste Faktor sind.
Die Studie unter der Leitung der Manchester Metropolitan University, an der auch das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) beteiligt war, sei die erste ihrer Art seit 2009 und liefere den bisher umfassendsten Einblick zu den Auswirkungen des Luftverkehrs auf das Klima mit Berechnungen gemäß einer neuen Metrik, heißt es in einer DLR-Mitteilung. Die Forscher bewerten dabei alle Faktoren einschließlich der Emissionen von CO2, Stickoxiden (NOx) sowie der Wirkung von Kondensstreifen und so genannte Kondensstreifen-Zirren, also Wolken aus Eiskristallen, die von Flugzeugtriebwerken in großer Höhe bei passenden meteorologischen Bedingungen erzeugt werden. Ebenso in die Studie mit einbezogen sind weitere klimarelevante Emissionen wie Wasserdampf, Ruß, Aerosol- und Sulfat-Aerosolpartikel, die sich in den Abgasfahnen von Flugzeugtriebwerken finden.
Wie schädlich sind Kondensstreifen-Zirren?
Die neue Metrik, die laut DLR 2013 vom Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) eingeführt wurde, wird als „effektiver Strahlungsantrieb“ (effective radiative forcing, ERF) bezeichnet und stellt die Zunahme oder Abnahme des Gleichgewichts zwischen der von der Sonne kommenden Energie und der von der Erde emittierten Energie seit der Zeit vor der Industrialisierung dar. Sie rückt damit das Strahlungsbudget der Erdatmosphäre in den Mittelpunkt der Betrachtung. Dabei werden erstmals auch Wirkungen räumlich inhomogener Effekte in den Berechnungen berücksichtigt, wie beispielsweise das global unterschiedlich verteilte Auftreten und Wirken von Kondensstreifen-Zirren in Abhängigkeit von Flugverkehr und Wetterbedingungen.
„Unter Verwendung der neuen ERF-Metrik fanden wir heraus, dass der Einfluss der Kondensstreifen-Zirren weniger als die Hälfte der zuvor geschätzten Klimawirkung entfaltet, aber immer noch den größten Beitrag des Luftverkehrs zur globalen Erwärmung beisteuert“, erklärt Robert Sausen vom DLR-Institut für Physik der Atmosphäre in Oberpfaffenhofen. „Kondensstreifen-Zirren reflektieren zum einen solare Strahlung in den Weltraum; das wirkt kühlend. Zum anderen verringern sie die Wärmeabstrahlung der Erde; das erwärmt das Klima. Im globalen Mittel dominiert der erwärmende Effekt.“ CO2-Emissionen stellen daneben den zweitgrößten Beitrag zur Klimawirkung des Luftverkehrs dar. Im Gegensatz zu den Auswirkungen der mit einigen Stunden vergleichbar kurzlebigen Kondensstreifen-Zirren hält die Wirkung von CO2 auf das Klima über viele Jahrhunderte an, wobei sich dieses Klimagas über die lange Zeit global weitgehend gleichmäßig verteilt.
32,6 Milliarden Tonnen CO2 seit 1940
Für die CO2-Emissionen der globalen Luftfahrt im Laufe der gesamten Geschichte der Branche – betrachtet zwischen 1940 und 2018 – kommt die Studie zu dem Schluss, dass 32,6 Milliarden Tonnen emittiert wurden. Ungefähr die Hälfte des gesamten kumulativen CO2-Ausstoßes wurde allein in den letzten 20 Jahren erzeugt, was vor allem auf die Ausweitung der Zahl der Flüge, der Routen und der Flottengrößen, insbesondere in Asien, zurückzuführen ist. Das Forschungsteam schätzt, dass die Zahl von 32,6 Milliarden Tonnen rund 1,5 Prozent der gesamten menschlichen CO2-Emissionen entspricht. Werden die Nicht-CO2-Effekte mit einbezogen, errechnet sich der Anteil des Flugverkehrs an allen menschlichen Aktivitäten, die die globale Erwärmung vorantreiben, auf 3,5 Prozent.
Die Wissenschaftler nahmen die umfassende Analyse der einzelnen Faktoren der Klimawirkung der Luftfahrt vor, um daraus erstmals eine Gesamtklimawirkung für die globale Luftfahrt zu errechnen. Ähnliche bisher weniger detaillierte Studien wurden in den Jahren 1999, 2005 und 2009 durchgeführt.
Sind Biotreibstoffe die Lösung?
Für den Luftverkehr der Zukunft forscht das DLR bereits an Methoden und Technologien um zu CO2-neutralen Luftfahrzeugen zu gelangen mit Hilfe von Biotreibstoffen, Wasserstoff und hybrid-elektrischen Antrieben. „Die Nutzung von Biotreibstoffen führt zudem zu einer geringeren Emission von Ruß und damit zu einem kleineren Klimaantrieb aufgrund der Kondensstreifen-Zirren“, erklärt Ulrike Burkhardt vom DLR-Institut für Physik der Atmosphäre in Oberpfaffenhofen. Zur Reduzierung der Nicht-CO2-Effekte untersucht das DLR außerdem Verfahren zur Optimierung von Flugrouten und -höhen mit dem Ziel einer minimalen Klimawirkung. Alternative Flugrouten bieten beispielsweise die Möglichkeit Regionen und Flughöhen zu vermeiden, in denen aufgrund der Temperatur und Luftfeuchte Kondensstreifen auftreten würden.
An der Studie waren Forschungsteams aus zwölf Ländern beteiligt, darunter die National Oceanic and Atmospheric Administration NOAA (USA), die University of Oxford (GB), und das Center for International Climate Research CICERO (Norwegen).
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