Einsparung von Emissionen durch effizienteren Flugbetrieb

„Der Flugverkehr nimmt einen zunehmend größeren Teil der globalen Treibhausgasemissionen ein – obwohl nur ein kleiner (reicher) Teil der Menschheit regelmäßig fliegt. Es ist also wichtig, diese Emissionen zu reduzieren. Gleichzeitig ist dies schwierig, da zumindest für Langstreckenflüge Batterien nicht in Betracht kommen.“

„Das Paper zeigt erstaunlich hohe mögliche Effizienzgewinne im Flugverkehr. Maßnahmen beinhalten effizientere Flugzeuge, höhere Auslastung und Economy-Class für alle. Einsparungen von über 50 Prozent, wie von den Autoren skizziert, sind als theoretisch mögliche Werte einzuordnen. Dennoch zeigen die Berechnungen, dass bei der Effizienz der Flüge viel zu holen ist. Kurzfristig sind Einsparungen in der Größenordnung von 10 Prozent realistisch.“

„Zentral ist eine stärkere Bepreisung des internationalen Flugverkehrs, etwa durch die höhere direkte Bepreisung der CO₂-Emissionen und anderer Treibhausgasemissionen. Eine differenzierte Bepreisung der Landegebühren an Flughäfen – je nach Auslastung und Effizienz der Flugzeuge – würde direkt höhere Effizienz im Flugverkehr bedingen.“

„Dies ist eine wichtige Studie, die sich der bislang oft vernachlässigten Strategie der Effizienzsteigerung widmet, um die Treibhauswirkung des Luftverkehrs zu reduzieren. Obwohl Fluggesellschaften schon lange argumentieren, dass sie aufgrund des hohen Anteils der Treibstoffkosten an ihren Gesamtkosten ein intrinsisches Interesse an Effizienzmaßnahmen haben, zeigt die historische Entwicklung ein anderes Bild: Die Nachfrage nach Flügen ist in der Vergangenheit schneller gewachsen als die Effizienz der Flugzeuge. Folglich stiegen die absoluten Emissionen trotz kontinuierlicher Effizienzgewinne an – mit Ausnahme der COVID-Pandemie als Sonderfall.“

„Die Studie ist handwerklich gut gemacht und basiert auf einer umfassenden Datenbasis mit einer Erfassung von über vier Fünfteln der globalen Emissionen. Das kommt einer Vollerhebung sehr nahe. Wo Datenlücken bestehen – etwa beim Auslastungsfaktor – werden diese durch nachvollziehbare und plausible Annahmen geschlossen. Das Ergebnis zeigt ein hypothetisches Minderungspotenzial, das zwar in diesem Ausmaß nicht realistisch erschlossen werden kann, aber aufzeigt, wo weitere Ansatzpunkte für politische Instrumente zur Treibhausgasminderung liegen.“

„Insgesamt ist die Steigerung der CO₂-Effizienz ein wichtiger Baustein auf dem Weg zu klimaverträglichem Flugverkehr, allerdings nur als Ergänzung: Vollständige Dekarbonisierung ist nur durch den Einsatz nachhaltiger Kraftstoffe aus erneuerbaren Energien zu erreichen. Effizienzmaßnahmen können daher Strategien zur Kraftstoffumstellung nur unterstützen, nicht ersetzen.“

„Die Studie stützt sich auf eine sehr umfassende Datenbasis, die solide Ergebnisse gewährleistet. Sie berücksichtigt dabei die wesentlichen Einflussfaktoren für die Flugeffizienz: Flugzeugtechnologie und -design, alternative Kraftstoffe und deren Eigenschaften, Maßnahmen und Infrastruktur für den Flugbetrieb sowie sozioökonomische und politische Aspekte. Eine bewusste Auslassung ist beispielsweise die Option des Modal Shift (Verlagerung auf umweltfreundlichere Verkehrsmittel; Anm. d. Red.) bei Kurzstrecken. Der Datensatz bietet hier keine ausreichende Grundlage für die Analyse. Die Studie fokussiert auf die CO₂-Wirkungen, verweist aber auch auf die Bedeutung der nicht-CO₂-Wirkungen des Luftverkehrs. Diese können durch kleinere Kurskorrektionen reduziert werden, die jedoch zu höheren CO₂-Emissionen führen. Allerdings werden diese zusätzlichen CO₂-Emissionen durch deutlich größere Einsparungen bei nicht-CO₂-Emissionen kompensiert [1]. Dadurch stellt die Vermeidung von nicht-CO₂-Wirkungen eine der kostengünstigsten Optionen zur Reduktion der Klimawirkungen des Luftverkehrs dar.“

„Die genannten Einsparungsquoten sind nicht als realistische Werte zu verstehen, sondern als Potenzialanalyse. Sie zeigen auf, wie zentral die CO₂-Effizienz für die Luftfahrtdekarbonisierung ist. Während 50 bis 75 Prozent Einsparungen sicher nicht erreichbar sind, zeigt eine detaillierte Analyse einer Teilmenge des Datensatzes, dass eine Reduktion der CO₂-Emissionen um etwa 10 Prozent möglich ist. Mit entsprechenden Anreizen durch politische Instrumente – etwa durch Aufschläge auf Business- und First-Class-Sitze – halte ich diesen Wert für plausibel und realistisch.“

„Die verschiedenen Minderungsstrategien tragen unterschiedlich zu Einsparungen bei. Effizientere Flugzeuge könnten die Emissionen um etwa ein Viertel bis ein Drittel senken. Eine vollständige Umstellung auf Economy-Bestuhlung könnte sogar um ein Viertel bis die Hälfte reduzieren. Eine höhere Auslastung bringt Einsparungen von etwa 16 Prozent. Allerdings gibt es realistische Grenzen: Der Auslastungsfaktor kann nur geringfügig erhöht werden, da er historisch bereits stark gestiegen ist und im Vergleich zu anderen Verkehrsträgern bereits sehr hoch ausfällt. Die Umstellung auf effizientere Flugzeuge ist kosten- und zeitintensiv und wird nur begrenzt durch Anreize wie die Außerbetriebnahme alter Flugzeuge beschleunigt. Daher ist die kurzfristig erfolgversprechendste Strategie die Erhöhung des Economy-Sitze-Anteils – sowohl hinsichtlich des Einsparungspotenzials als auch der Kosten. Dies funktioniert jedoch nur, wenn Airlines auch auf Economy-Sitzen höhere Margen erzielen können.“

„Effizienzsteigerungen lassen sich vor allem durch verbesserte Triebwerke, optimierte Aerodynamik – etwa durch Winglets an den Flügeln – sowie durch Gewichtseinsparungen mittels leichterer Werkstoffe erreichen. Die Verbesserung der Triebwerke war in der Vergangenheit der Haupttreiber für Effizienzgewinne im Luftverkehr und wird auch zukünftig eine zentrale Rolle spielen. Darüber hinaus könnten vollständig neue Flugzeugdesigns, wie reine Flügel-Flugzeuge statt der derzeit üblichen Röhrenbauweise, weitere Einsparungen ermöglichen. Diese Konzepte befinden sich jedoch noch in sehr frühen Entwicklungsstadien, weshalb substanzielle Minderungsbeiträge erst in der zweiten Hälfte dieses Jahrhunderts zu erwarten sind. Ein wichtiges Detail: Neu in Betrieb genommene Flugzeuge sind praktisch alle ähnlich CO₂-effizient Daher ist es für die Verbesserung der Flotteneffizienz wichtiger, die Stilllegung alter Flugzeuge zu fördern, als auf die Inbetriebnahme effizienterer Flugzeuge zu setzen.“

„Die vorliegende Arbeit analysiert eine sehr große Anzahl kommerzieller Passagierflüge und identifiziert potenzielle Ansatzpunkte zur Steigerung der ‚Effizienz‘ im globalen Luftverkehr. Besonders hervorzuheben ist die umfangreiche Datengrundlage: Die Nutzung diverser Quellen zur Bestimmung von Auslastungsfaktoren erlaubt einen breit angelegten Überblick über Flugbetrieb und Entwicklung des globalen Luftverkehrs.“

„Ein wesentlicher Punkt ist die Definition zentraler Begriffe. Der im Paper verwendete Begriff ‚efficiency‘ wird erst spät präzisiert – es bleibt unklar, ob Treibstoffeffizienz, Emissionen pro transportiertem Passagierkilometer oder eine andere Kenngröße gemeint ist. Die Metrik ‚CO₂ pro RPK across routes‘ kann zudem strukturelle Unterschiede zwischen Kurz-, Mittel- und Langstreckenflügen nur teilweise abbilden. Eine explizitere Beschreibung könnte die Vergleichbarkeit und Interpretation der Ergebnisse weiter verbessern.“

„Die Analyse basiert auf einem ‚aircraft performance model‘. Dessen Annahmen können wichtige Aspekte zu Flugprofilen, Flugmassen, Wetterbedingungen, Routenführung und Betriebsvorgaben nicht im Detail erfassen. Faktoren wie Wind, ATC-Auflagen (Anweisungen von Fluglotsen; Anm. d. Red.), Taxi-Zeiten oder flugphasenabhängige Treibstoffverbräuche, die Einfluss auf die Treibstoffeffizienz haben, werden zwar erwähnt, aber nicht konsistent modelliert. Auch die Zuordnung von Emissionen zu Flughäfen stellt einen vereinfachenden Ansatz dar, der die tatsächliche Verteilung über den Streckenverlauf nur teilweise abbildet. Eine relevante Umweltmetrik für Flughäfen ist die lokale Luftqualität, die nicht betrachtet wird.“

„Die Studie zeigt plausible Hebel zur Emissionsreduktion. Das sind etwa der Einsatz moderner Flugzeuge, hohe Auslastung und vereinfachte Kabinenlayouts. Die Ableitung konkreter, weitreichender quantitativer Effekte ist jedoch mit Unsicherheiten verbunden, da Effekte wie Zielkonflikte zwischen Serviceangebot, Netzstruktur und Klimawirkung oder der Einfluss von Flugzeugmassen – unter anderem bedingt durch mitgeführten Treibstoff – nur eingeschränkt berücksichtigt werden. Auch politische Maßnahmen werden überwiegend aus der Perspektive einer Effizienzsteigerung betrachtet. Mögliche Nebenwirkungen wie Angebotsverschiebungen oder Investitionsverzögerungen werden nur am Rande diskutiert. Darauf kommt es jedoch an, wenn Maßnahmen zur Reduktion der Klimawirkung incentivierend initiiert werden müssen.“

„Die Arbeit leistet einen wichtigen Beitrag, indem sie Daten umfassend zusammenführt und bekannte Zusammenhänge zwischen Fluggerät, Kabinengestaltung und Auslastung bestätigt. Ihre quantitativen Schlussfolgerungen sollten jedoch im Lichte der vereinfachten Modellannahmen und der noch unvollständig berücksichtigten Rahmenbedingungen interpretiert werden. Es wäre wünschenswert, die Gesamtklimawirkung in ähnlicher Weise zu betrachten, da diese ja nicht nur aus den CO₂-Emissionen resultiert, sondern zu einem Großteil auch aus Kondensstreifen und Stickoxidemissionen [2] [3] [4]. Als Impulsgeber für die Diskussion über eine nachhaltigere Luftfahrt ist die Studie sehr wertvoll – für belastbare politische Entscheidungen ist eine weiter differenzierte Betrachtung von Technologie, Betrieb, Regulierung und Nachfrage empfehlenswert.“

Das Statement wurde unter Beteiligung von Prof. Dr. Volker Grewe, Institut für Physik der Atmosphäre, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V. (DLR), Oberpfaffenhofen, und Chair for Climate Effects of Aviation, Delft University of Technology, Niederlande, verfasst.