22. Juni 2021
Klimawirkung des Luftverkehrs

Ak­tu­el­le Kli­ma­zie­le der Luft­fahrt zu ge­ring für Trend­wen­de

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Passagierflugzeug in den Wolken
Pas­sa­gier­flug­zeug in den Wol­ken
Bild 1/2, Credit: DLR/Alejandro Morellon (CC-BY 3.0)

Passagierflugzeug in den Wolken

For­schungs­er­geb­nis­se der ver­gan­ge­nen Jah­re ha­ben zu­neh­mend ver­deut­licht, dass Kon­dens­strei­fen und Stick­oxi­de zu­sam­men ei­nen grö­ße­ren Kli­ma­ef­fekt des Luft­ver­kehrs ver­ur­sa­chen als CO2-Emis­sio­nen al­lein.
Prognose Luftfahrtbeitrag zur globalen Erwärmung in verschiedenen Szenarien
Pro­gno­se Luft­fahrt­bei­trag zur glo­ba­len Er­wär­mung in ver­schie­de­nen Sze­na­ri­en
Bild 2/2, Credit: DLR (CC BY-NC-ND 3.0)

Prognose Luftfahrtbeitrag zur globalen Erwärmung in verschiedenen Szenarien

Be­rech­ne­te bo­den­na­he Tem­pe­ra­tur­än­de­rung in Mil­li­kel­vin, die durch den Luft­ver­kehr ver­ur­sacht wird, un­ter Ver­wen­dung ver­schie­de­ner An­nah­men für die zu­künf­ti­ge Ent­wick­lung bis zum En­de des Jahr­hun­derts. Als obe­re Ab­schät­zung dient die wei­te­re Ver­wen­dung bis­he­ri­ger Flug­zeug­tech­no­lo­gi­en (Cur­rent Tech­no­lo­gy), ei­ner Fort­füh­rung der bis­he­ri­gen Ef­fi­zi­enz­stei­ge­rung (Busi­ness as usu­al), ei­nes CO2-neu­tra­len Wachs­tums ab 2020 (COR­SIA) und der er­folg­rei­chen Um­set­zung bis­he­ri­ger Zie­le, die im Flight­path 2050 for­mu­liert wur­den. Dem ge­gen­über ge­stellt ist ei­ne Ab­schät­zung mög­li­cher Re­duk­ti­ons­po­ten­tia­le auf der Ba­sis vor­lie­gen­der Tech­no­lo­gie-Kon­zep­te (ECATS) und des Ein­flus­ses der CO­VID-19 Pan­de­mie, falls ei­ne Er­ho­lung in­ner­halb von 15 Jah­ren mit ei­ner nach­hal­ti­gen Än­de­rung des Rei­se­ver­hal­tens ein­tritt. Ein­ge­zeich­net ist die Gren­ze des Luft­fahrt­bei­trags zur glo­ba­len Er­wär­mung von 5 Pro­zent be­zo­gen auf die Kli­ma­zie­le von Pa­ris (Be­gren­zung der glo­ba­len Er­wär­mung auf mög­lichst 1,5 Grad Cel­si­us bzw. 2,0 Grad Cel­si­us im Ver­gleich zum vor­in­dus­tri­el­len Ni­veau).
  • Kompensationsprogramm CORSIA wird wahrscheinlich Luftfahrt-Klimaziele zur Unterstützung des 1,5-Grad-Ziels von Paris verfehlen.
  • Grund ist die fehlende Berücksichtigung der Nicht-CO2-Effekte bei gleichzeitig erwartetem Wachstum des Luftverkehrs.
  • Auswirkungen durch COVID-19-Pandemie auf Klimawirkung des Luftverkehrs ist gering, solange eine Erholung des Sektors zwischen 3 und 15 Jahren erreicht wird.
  • Schwerpunkte: Luftfahrt, klimafreundliches Fliegen.

Der internationale Luftfahrtorganisation ICAO hat sich 2016 erstmals mit dem Programm CORSIA Ziele zum Klimaschutz für die weltweite Luftfahrt gesetzt. Nach 2020 soll der Luftverkehr nur noch klimaneutral wachsen. Zudem sollen sich bis 2050 die CO2-Emissionen der Luftfahrt im Vergleich zum Basisjahr 2005 halbieren. Eine unter Leitung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) erstellte Studie kommt nun zu dem Schluss: Die CORSIA-Ziele haben das Potenzial, den Anstieg der Klimawirkung des Flugverkehrs zu reduzieren. Allerdings ist es sehr wahrscheinlich, dass diese aktuellen Maßnahmen nicht genügen, um das 1,5-Grad-Ziel von Paris ausreichend zu unterstützen. Grund ist die bisher fehlende Berücksichtigung der Nicht-CO2-Effekte, insbesondere der klimawärmenden Wirkung von Kondensstreifen. Denn Forschungsergebnisse der vergangenen Jahre haben zunehmend verdeutlicht, dass Kondensstreifen und Stickoxide zusammen einen größeren Klimaeffekt des Luftverkehrs verursachen als CO2-Emissionen allein. Die Ergebnisse sind jetzt im Fachmagazin NATURE erschienen.

"Nicht-CO2-Effekte haben den größten Anteil an der Klimawirkung des Luftverkehrs. Im DLR setzen wir uns dafür ein, dass diese Effekte berücksichtigt werden. Wir wollen umfassende Lösungen für das klimaneutrale Fliegen von morgen entwickeln, dass CO2-Emissionen und Nicht-CO2-Effekte vermeidet", betont DLR-Bereichsvorstand Luftfahrt Dr. Markus Fischer.

„In unserer Studie zeigen wir, dass das Kompensationsprogramm CORSIA in der derzeitigen Form, also ohne Berücksichtigung von Nicht-CO2-Effekten, zwischen 2025 und 2064 mit einer Wahrscheinlichkeit von 90 Prozent Klimaziele zur Unterstützung des 1,5-Grad-Ziels verfehlen wird“, sagt der Leiter der Studie Prof. Dr. Volker Grewe vom DLR-Institut für Physik der Atmosphäre in Oberpfaffenhofen. „Als Expertengruppe sehen wir in unseren Ergebnissen das Risiko einer Diskrepanz, die zu einem zunehmenden luftfahrtinduzierten Treibhauseffekt führt anstatt zu einer Stabilisierung.“ 2015 auf der Weltklimakonferenz von Paris hatten sich die beteiligten Staaten beschlossen die Globale Erwärmung auf möglichst 1,5 Grad  im Vergleich zum vorindustriellen Niveau zu begrenzen. In der Folge verabschiedete die ICAO mit ihren Mitgliedern das Kompensationsprogramm CORSIA (Carbon Offsetting and Reduction Scheme for International Aviation), das mittlerweile von 88 Staaten weltweit umgesetzt wird.

Stabilisierung des Klimaeffekts mit Flightpath 2050

Das Forscherteam betrachtete zudem die 2011 vom europäischen Forum für Luftfahrtforschung vorgelegten Emissions-Ziele des Flightpath 2050 (75 Prozent Reduktion der CO2-Emissionen und 90 Prozent Reduktion der Stickoxid-Emissionen bis 2050 pro Passagier-Kilometer und für ein Flugzeug des Jahres 2050 im Vergleich zu einem des Jahres 2000). „Nach unserer Einschätzung können diese Ziele die Klimawirkung des Luftverkehrs sehr wahrscheinlich stabilisieren“, so Studienleiter Grewe. „Allerdings führen auch die gegenüber CORSIA strengeren Ziele des Flightpath 2050 zu einem beständigen Beitrag der Branche zur globalen Erwärmung im 21. Jahrhundert. Grund ist das erwartete deutliche Wachstum des Luftverkehrs sowie die zu geringe Berücksichtigung der Nicht-CO2-Effekte, die damals noch nicht ausreichend valide in die Zielfindung einfließen konnten.“

Der Luftverkehr leistet einen wichtigen Beitrag für die Weltwirtschaft. Global steigt das Bedürfnis nach Mobilität, was die Luftfahrtbranche in den kommenden Jahrzehnten voraussichtlich weiter deutlich wachsen lässt. Die Einschränkungen der Luftfahrt durch die COVID-19-Pandemie waren und sind dramatisch. „Der Effekt auf das Klima ist jedoch nur gering, solange eine Erholung des Luftverkehrssektors zwischen 3 und 15 Jahren erreicht wird“, ergänzt Grewe. „Deshalb ist es wichtig jetzt ambitioniertere Klimaziele für die Luftfahrt zu formulieren.“

DLR – Forschung für einen klimaneutralen Luftverkehr

Die Folgen des Klimawandels fordern unser Handeln für einen klimaneutralen Luftverkehr. Dabei geht es um neue Technologien die auch in Zukunft eine globale Mobilität gewährleisten. Mit 25 Instituten und Einrichtungen in der Luftfahrtforschung treibt das DLR diesen Wandel mit nachhaltigen Technologien für eine zukunftsfähige umweltverträgliche Luftfahrt voran. Eine wichtige Rolle spielen dabei auch unsere Kompetenzen aus den Forschungsprogrammen Raumfahrt, Energie und Verkehr.

Das DLR verfügt über eine Systemkompetenz in der Luftfahrtforschung und sieht sich in der Funktion eines Architekten. Das Ziel des DLR ist eine „emissionsfreie Luftfahrt“ um die gesetzten Klimaziele zu erreichen. Dabei müssen die Forschungsergebnisse direkt in die Entwicklung neuer Produkte einfließen.

Auf dem Weg zum klimaverträglichen Luftverkehr besteht ein erheblicher Forschungs- und Entwicklungsbedarf, der einer kontinuierlichen Förderung und Unterstützung bedarf. Vieles davon muss in den Grundlagen erforscht, praktisch erprobt und zugelassen werden. Das DLR kann das mit Großanlagen wie seinen Forschungsflugzeugen, Antriebsdemonstratoren und Großrechnern. Im Jahr 2020 hat das DLR gemeinsam mit dem BDLI das Whitepaper ZERO EMISSION AVIATION veröffentlicht. Aktuell arbeitet das DLR an einer ZEROEMISSION-Strategie.

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