Schwarz-grüne Aussichten

Den größten Teil ihrer Treibhausgase bläst die Menschheit von der Erdoberfläche in die Atmosphäre. Aber auch in den Lüften werden zusätzlich CO2, Ozon und Wasserdampf ausgestoßen – vom Jahr für Jahr wachsenden Flugverkehr. Aus Angst vor einem teuren Flickenteppich aus regionalen Regularien hat die internationale Luftfahrtindustrie nun die UNO aufgefordert, eine globale Klimaschutzpolitik für den Luftverkehr in Angriff zu nehmen. Zwei Ziele sind dabei Eckpunkte: Ab 2020 sollen die Treibhausgasemissionen von Flugzeugen nicht mehr ansteigen und bis 2050 um die Hälfte gegenüber 2005 gesenkt werden.

Letzteres bleibt zwar hinter dem Reduktionsziel von 80 Prozent zurück, das inzwischen für den Rest der Weltwirtschaft ausgegeben wird. Doch selbst das halten Experten noch für zu ehrgeizig. Zwar gibt es einige neue Technologien, die der Luftfahrt helfen könnten. Aber die sind in einer Industrie, die radikale Innovationen scheut, nicht so schnell umzusetzen. Bis die heutige Luftflotte durch modernere, sauberere Maschinen ersetzt ist, dürften noch Jahrzehnte ins Land gehen.

Mehr noch: Die Reduktion durch neue Technologien könnte durch das anhaltende Wachstum des Luftverkehrs zunichte gemacht werden. Schon jetzt verringert die Luftfahrtindustrie durch effizientere Maschinen ihren Treibstoffverbrauch um 1,5 bis 2 Prozent pro Jahr. Zugleich nehmen die Flüge in aller Welt aber um 4 bis 5 Prozent zu.

Ein Teil des Problems ist die langsame Erneuerung der weltweiten Luftflotte. Bis zu 30 Jahre dauert es mitunter, bis ein Flugzeugmodell aus dem Verkehr gezogen wird. Anders gesagt: Die Effizienzsteigerung durch Maschinen, die im nächsten Jahr auf den Markt kommen, werden sich insgesamt frühestens 2025 bemerkbar machen.

Wächst die Branche weiter so rasant, werde sie im Jahre 2050 dreimal so viel Flugzeuge einsetzen, die aber nur dier Hälfte der heutigen Emissionen verursachen dürfen, sagt Ian Waitz, Luft- und Raumfahrtingenieur am MIT und Leiter der Partnership for Air Transportation Noise and Emissions Reduction. „Das ist eine enorme Herausforderung.“ Am Ende werde man wohl nicht vermeiden können, dass die Emissionsreduktionen die Flugpreise anziehen lassen und das Wachstum der Luftfahrtindustrie bremsen.

Die hat im Wesentlichen drei Optionen, um klimafreundlicher zu werden: die Treibstoffeffizienz der Maschinen zu steigern; die Logistik verbessern, um weniger Flugmeilen und damit Kerosin zu brauchen; und fossile Treibstoffe durch Biokraftstoffe zu ersetzen. Doch nicht alles, was technisch im Prinzip verbessert werden kann, passt mit den heutigen Anforderungen an Flugzeuge zusammen. Mit elektrischen Antrieben etwa, die für die Automobilität eine ernsthafte Alternative sind, wird man ein durchschnittliches Linienflugzeug nicht über den Pazifik bekommen.

Berücksichtigt man solche Probleme, könnten neue Technologien um 2020 Flugzeuge um 20 bis 35 Prozent effizienter gegenüber heute machen. Beschichtungen des Flugzeugrumpfs und veränderbare Flügel etwa könnten den Strömungswiderstand verringern. Triebwerke, die bei heißeren Temperaturen und Drücken arbeiten, würden weniger Treibstoff verbrauchen. Turbinen könnten mit Hilfe von Getriebeschaltungen sparsamer gemacht werden. Denkbar sind auch neue Propeller-Konstruktionen, die ähnlich wie die wirtschaftlicheren Turboprop-Antriebe – mit Propellern kombinierte Gasturbinen – arbeiten.

Dank neuer Materialien könnten Flugzeuge leichter werden. In einigen neuen Modellen geschieht dies bereits: Im A380 von Airbus oder in der Boeing 787 ist die schwere metallische durch eine leichte Glasfaser-Verkabelung ersetzt worden – die Gewichtseinsparung senkt den Verbrauch um 17 bis 20 Prozent.

Nach 2020 sind auch radikalere Veränderungen zu erwarten. Statt der klassischen Konstruktion aus Rumpf und Flügeln könnte ein Blended-Wing-Design kommen, das an Nurflügler erinnert (siehe Bild). Es erzeugt einen 25 Prozent größeren Auftrieb und verbraucht 25 Prozent weniger Sprit. Militärisch wird das Konzept etwa beim B2-Bomber seit langem genutzt, in die zivile Luftfahrt hingegen ist es noch nicht eingeführt worden.

Eine bessere Fluglogistik könnte bis 2020 weitere acht Prozent CO2 einsparen. Es liegt an den nationalen Regierungen, direktere Flugrouten zuzulassen. Koordiniert man die Flugbewegung in den Towern besser, verringern sich zudem Warteschleifen im Landeanflug oder Stehzeiten mit laufenden Triebwerken vor der Startbahn.

Noch einmal fünf Prozent CO2-Einsparungen könnten nach ersten Industrieschätzungen 2020 durch ein neues Biokerosin herausgeholt werden. Bislang beschränken sich Biokraftstoffe aber auf Ethanol und Biodiesel. Ethanol eignet sich für Flugzeuge nicht, weil sein Energiegehalt zu gering ist. Außerdem ist es ein Sicherheitsrisiko, weil es sich leichter entzündet. Biodiesel wiederum erfordert beheizte Kraftstoffleitungen und -tanks, weil es in den Minustemperaturen in großen Höhen zähflüssig wird. Bei zu hohen Temperaturen könne es sich hingegen zersetzen, warnt James Hileman, von der Partnership for Air Transportation Noise and Emissions Reduction.

Deshalb müssen hier neue Biokraftstoffe entwickelt werden. Algen können Kohlenwasserstoffe produzieren, die denen im Kerosin ähnlich sind. Bislang sind die aber noch sehr teuer und in viel zu kleinen Mengen verfügbar. Langfristig könnte flüssiger Wasserstoff interessant werden, aber hierfür müssen erst noch hochdichte und kompakte Speicher entwickelt werden.

Doch all diesen Möglichkeiten zum Trotz: Selbst die Luftfahrtindustrie gibt zu, dass sie nicht ausreichen werden, um die genannten Ziele zu erreichen. Wahrscheinlich wird sie noch im Jahr 2025 ihr CO2-Ziel um 90 Millionen Tonnen verfehlen, prognostiziert Quentin Browell, Umweltdirekter der Luftfahrtorganisation IATA, die die Emissionsziele formuliert hat. All die zusätzlichen Tonnen CO2 müssten dann in anderen Industrien kompensiert werden. (nbo)