ECATS 2026 – Neue Modelle und Verfahren zur Bewertung und Minderung der Klimawirkung des Luftverkehrs

Globale Emissionsbewertungen

Ein zentraler Schwerpunkt war die Vorstellung von Modellierungsumgebungen des DLR, die eine Bewertung von Klimareduktionsmaßnahmen im Luftverkehr ermöglichen. Dafür ist ein systemweiter Ansatz nötig, der modelliert, wie die Wahl der Technologie, der Treibstoffe und der Betriebskonzepte die Menge an Luftverkehrsemissionen beeinflusst und welche Folgen dies für die globale Temperaturentwicklung hat. Besonders rechenintensiv sind dabei globale Emissions- und Klimamodelle. Schnell rechnende Ersatzmodelle sind daher unverzichtbar, um verschiedene Mitigationspfade bewerten und vergleichen zu können. Der vorgestellte Ansatz nutzt dafür die DLR-Modelle GRIDcast, OpenAirClim und den Digital Hangar.

GRIDcast ist ein effizienter 3D-Emissionsrechner des DLR-Instituts für Luftverkehr, der die räumliche und zeitliche Entwicklung der Emissionen des globalen Luftverkehrs für zukünftige Markt- und Technologieszenarien abschätzt. GRIDcast stützt sich auf hochauflösende, vorberechnete Emissionskataster und simuliert Technologie- und Nachfrageentwicklungen regions-, markt- und technologiespezifisch. So können Forschende in kurzer Zeit realistische Szenarien bis 2050 erstellen, ohne aufwendige Simulationen für jede einzelne Flugroute durchführen zu müssen. GRIDcast ist damit ein skalierbares und flexibles Response-Modell, das die zeitliche Entwicklung von Luftverkehrsemissionen infolge zukünftiger Entscheidungen zu Technologien, Kraftstoffen und Flugbetriebskonzepten abschätzen kann.¹

Ergänzend dazu stellt das DLR-Institut für Physik der Atmosphäre mit OpenAirClim ein offenes Klima-Response-Modell zur Verfügung, das die Auswirkungen von Luftverkehrsemissionen vom Strahlungsantrieb bis hin zu erwarteten Temperaturänderungen berechnet. Solche Modelle sind besonders wichtig, um die Klimawirkung von Nicht-CO₂-Effekten schnell abschätzen zu können, da diese stark vom Ort und Zeitpunkt der Emission abhängen und nur über nichtlineare Zusammenhänge zuverlässig dargestellt werden können.  

Mit dem Digital Hangar zeigt das DLR-Institut für Systemarchitekturen in der Luftfahrt wie Flugzeuge der Zukunft aussehen können. Die offene Flugzeugdatenbank stellt für potenzielle Konfigurationen eine detaillierte Beschreibung der Flugleistungs-, System- und Geometriedaten bereit. Neben evolutionären Weiterentwicklungen bestehender Entwürfe umfasst sie auch innovative Konzeptflugzeuge mit Wasserstoff- oder hybrid-elektrischem Antrieb.

Die Nutzung der Fähigkeiten von GRIDcast, OpenAirClim und Digital Hangar ermöglicht die zeitliche Bewertung von Klimareduktionsmaßnahmen – von einzelnen Maßnahmen bis hin zu kompletten Mitigationspfaden, die verschiedene operative, technologische und regulatorische Entwicklungen berücksichtigen.²

Nachhaltige Kraftstoffe gezielt einsetzen

Ein weiterer Beitrag beschäftigte sich mit Sustainable Aviation Fuels (SAF), also alternativen Flugkraftstoffen. Analysen am Beispiel des Flughafens Kopenhagen im Rahmen des Projekts ALIGHT zeigen: Eine gezielte Verteilung von SAF auf besonders klimawirksame Flüge kann den Ausstoß von CO₂-Äquivalenten deutlich reduzieren und gleichzeitig wirtschaftlich vorteilhaft sein. Die Forschung betont, dass für eine effiziente Reduktion der Klimawirkung des Luftverkehrs Anreize für Flughäfen und Fluggesellschaften sowie entsprechende Infrastruktur notwendig sind.³

Klimawirkung einzelner Flüge einfach abschätzen

Mit FlightClim 2.0 stellte das Institut ein mit dem DLR-Institut für Physik der Atmosphäre weiterentwickeltes Python-Tool vor, das die Klimawirkung einzelner Flüge vereinfacht berechnet. Es nutzt Eingaben wie Abflug- und Zielflughafen sowie das Flugzeuggewicht und schätzt sowohl die Klimawirkung von CO₂-Emissionen als auch die von Nicht-CO₂-Effekten pro Flug und pro Passagier ab. Die aktuelle Version basiert auf einem globalen Datensatz mit tatsächlichen Flugtrajektorien aus dem Jahr 2019, Emissionskatastern aus dem DLR-Projekt ELK sowie darauf aufbauenden Abschätzungen der Klimawirkung. Es kann in der Forschung, zum Monitoring des Klima-Fußabdrucks und in der Reiseplanung eingesetzt werden, um nachhaltigere Entscheidungen zu unterstützen.⁴

Reduktion der Klimawirkung durch innovative Betriebskonzepte

Ein weiteres Thema war das Wake Energy Retrieval (WER) Verfahren, auch bekannt als Formationsflug. Dabei nutzt ein nachfolgendes Flugzeug gezielt den durch die Wirbelschleppen eines vorausfliegenden Flugzeugs erzeugten Aufwind, um den eigenen Kraftstoffverbrauch zu verringern. Die vorgestellte Studie im Rahmen des SESAR 3 JU-Projekts GEESE untersucht mögliche WER-Operationen mit zwei oder drei Flugzeugen im europäischen Luftverkehr auf Basis realer Verkehrsdaten. Dabei wurden nicht nur die zu erzielenden Einsparungen hinsichtlich CO₂-Emissionen, sondern auch die Auswirkungen des WER-Verfahrens auf Nicht-CO₂-Effekte wie Stickoxid-Emissionen und die Bildung von Kondensstreifen berücksichtigt. Sättigungseffekte führen insbesondere bei Formationen mit drei Flugzeugen zu einem erhöhten Klimaminderungspotenzial. Solche operativen Maßnahmen könnten künftig einen wichtigen Beitrag zur Reduktion der Klimawirkung des Luftverkehrs leisten.⁵

¹ _{Grunau, R., Lührs, B., Niklaß, M. “GRIDcast: Efficient Modeling of Aviation Emissions for Future Markets and Technology Scenarios”, 5th ECATS Conference 2026, Brüssel, Belgien.}

² _{Niklaß, M., Dahlmann, K., Grunau, R., Lührs, B., Völk, S., Grewe, V. “Aviation Mitigation Pathways: Temperature Responses from Emissions Scenario Modeling”, 5th ECATS Conference 2026, Brüssel, Belgien.}

³ _{Müller, L., Kumar, S., Grimme, W., Maertens, S., Eichinger, R., Enderle, B., Weder, C., Dahlmann, K., Grewe, V., “Targeted Use of Sustainable Aviation Fuel at Airports for Climate Mitigation: A Cost-Benefit Perspective”, 5th ECATS Conference 2026, Brüssel, Belgien.}

⁴ _{Bruder, H., “Advancing the simplified estimation of per-flight climate effects: FlightClim 2.0”, 5th ECATS Conference 2026, Brüssel, Belgien.}