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ZMP Fachkongress 2021

Wer klimaneutrales Fliegen will, muss sich auch um Stickoxide kümmern

Vor 13 Jahren hat die EU eine Regelung versprochen, um die Stickoxidemissionen beim Fliegen in den Griff zu bekommen. Jetzt soll es einen Vorschlag geben – so lange haben Politik und Branche das Klimaproblem weiterfliegen lassen.


Von hinten aufgenommenes Flugzeug stößt aus vier Motoren dicke rotbraune Kondensstreifen aus.
Schon vor 13 Jahren hat das Europäische Parlament ein Vermeidungsgebot für Kondensstreifen gefordert. (Foto: S. Simons/​Wikimedia Commons)

Fossile Treibstoffe sind nicht sauber – und das nicht nur, weil sie CO2 erzeugen. Sie sind nämlich keine reinen chemischen Verbindungen, sondern Stoffgemische, die durch Destillation in der Raffinerie aus dem geförderten Rohöl gewonnen werden.

Verbrennt man diese Gemische, entsteht ein Mehr an Abgasen, das neben dem CO2 an die Umwelt abgegeben wird. Dadurch ist der Klimaeffekt der Flugzeuge, die heute alle noch fossil angetrieben werden, nicht lediglich ein CO2-Effekt, sondern er liegt weit darüber.

Ein Teil dieses Zusatzeffekts wird allerdings verschwinden, wenn im künftigen klimaneutralen Zeitalter nur noch künstlich hergestellte und damit saubere Brennstoffe wie E-Fuels eingesetzt werden.

Diese Aussicht ist fürs Fliegen von besonderer Bedeutung. Flugzeuge werden wohl nur mit E-Fuels die Transformation zur Klimaneutralität "überleben". Das Fliegen wird dann auch deutlich abgasärmer sein. Die heute noch dominanten "Nicht-CO2-Effekte" beim Fliegen sind zum erheblichen Teil ein Übergangsphänomen. Sie werden vielfach von allein verschwinden.

Aber auch dann, wenn mit einem CO2-neutralen Brennstoff geflogen wird, verbleibt ein gewisser Klimaeinfluss durch Nicht-CO2-Effekte, der nicht einfach verschwindet. Dazu tragen besonders die NOx-Emissionen bei.

Weniger CO2 heißt mehr NOx

Der Stickstoff (N), der beim Fliegen zu Stickoxiden (NOx) oxidiert und mit dem Abgas entlassen wird, stammt schon heute weit überwiegend nicht aus dem fossilen Brennstoffgemisch, sondern aus der Umgebungsluft, aus der Atmosphäre selbst. Er verwandelt sich bei hohen Verbrennungstemperaturen zum Oxid.

Dabei gilt: Je höher die Brenntemperatur in der Turbine, desto mehr NOx wird gebildet. Zugleich gilt aber: Je höher die Temperatur, desto effizienter die Brennstoffnutzung.

Momentan haben wir es deshalb mit einer unangenehmen gegenläufigen Tendenz zu tun: Je höher die Energieeffizienz des Flugzeugs sein soll, desto höher muss die Verbrennungstemperatur sein – und desto mehr NOx bildet sich. Wer hingegen den NOx-Ausstoß gering halten will, muss mehr Energie einsetzen, unter heutigen Bedingungen also mehr CO2 emittieren. Das ist ein Dilemma.

Mit dem zu erwartenden Erfolg der Energiewende im Luftverkehr wird diese Gegenläufigkeit enden. Geringere NOx-Emissionen sind zwar weiterhin nur mit mehr Energieeinsatz zu erkaufen – aber das muss nicht mehr mit einem erhöhten CO2-Ausstoß einhergehen. E-Fuels sind eben CO2-frei.

Dieses Verhältnis von NOx und CO2 bedeutet für Airlines und Flugzeughersteller: Wenn die Politik den Flugverkehr in den Emissionshandel der EU aufnimmt und in Aussicht stellt, seine CO2-Emissionen mit zunehmend höheren Abgaben zu belegen, dann reagieren die Adressaten dieser Politik mit erhöhter Turbinen-Effizienz.

Das hat zwar erhöhte NOx-Emissionen zur Folge, doch die schlagen für die Airlines nicht zu Buche, solange die Politik der Luftfahrt allein die CO2-Emissionen in Rechnung stellt, aber nicht die Klimaeffekte des Fliegens insgesamt.

Der kleinste gemeinsame Nenner

In dieser ausblendenden Weise ist denn auch der klimapolitische Ansatz der Internationalen Zivilluftfahrtorganisation ICAO konzipiert. Das ist nicht weiter verwunderlich – die Politik eines solchen "Tankers" ist zwangsläufig der kleinste gemeinsame Nenner, auf den die Mitgliedsstaaten sich einigen können. Für diejenigen Mitglieder, die das erkennen, erwächst daraus aber die Aufgabe, die schwerfällige Großorganisation zum Laufen zu bringen.

Die EU scheint hier im Rahmen ihres klimapolitischen Neuaufbruchs nach der Wahl im Mai 2019 zu einem Neuanlauf bereit zu sein. Genutzt wird ein Mandat des EU-Gesetzgebers, enthalten in der Revision der Emissionshandels-Verordnung aus dem Jahr 2018.

Porträtaufnahme von Hans-Jochen Luhmann.
Foto: Wuppertal Institut

Jochen Luhmann

studierte Mathematik, Volks­wirtschafts­lehre und Philosophie und promovierte in Gebäude­energie­ökonomie. Er war zehn Jahre als Chef­ökonom eines Ingenieur­unternehmens und 20 Jahre am Wuppertal Institut für Klima, Umwelt, Energie tätig. Er ist Heraus­geber der Zeit­schrift Gaia und Vorstands­mitglied der Vereinigung Deutscher Wissen­schaftler.

Dort heißt es: "Die Kommission legt vor dem 1. Januar 2020 eine aktualisierte Analyse der Nicht-CO2-Effekte aus dem Luftverkehr vor, gegebenenfalls verbunden mit Vorschlägen, wie diese Effekte bestmöglich angegangen werden können."

Mit einem Bericht solchen Inhalts hat die Kommission die EU-Flugsicherheitsbehörde EASA beauftragt. Er wurde im vergangenen November veröffentlicht. Dieser Bericht ist nur richtig zu bewerten, wenn man auf die EU-Politik zu den Flugemissionen der letzten fünfzehn Jahre zurückschaut.

Fliegen ist, pro Personenkilometer, mehr als doppelt so klimabelastend wie Busfahren. Das hat sich inzwischen herumgesprochen, bis in die Grundschulklassen. Der Grund für den erheblichen Unterschied sind die Nicht-CO2-Effekte. Die sind beim Bus ohne Wirkung auf das Klima, bei Flugzeugen in zehn Kilometern Höhe ist das völlig anders.

Das seltsame Phänomen ist: Obwohl das Fliegen allgemein als besonders klimabelastend gilt, fällt es derselben Öffentlichkeit nicht auf, wenn die Politik der Luftfahrt die Beachtung dieses Zusatzeffekts einfach erlässt.

Eine Branche, die keine Zukunft für sich sieht

In Deutschland das letzte Mal "getestet" hat das die Politik mit dem ominösen "Leipziger Statement für die Zukunft der Luftfahrt" vom August 2019. Da hat sich die Luftverkehrswirtschaft zum Ziel der "CO2-Neutralität" bekannt – und nur dazu! Die Politik hat das beklatscht, der Wirtschaftsminister ebenso wie die Verkehrsminister von Bund und Ländern.

Die öffentliche Aufmerksamkeit richtete sich allein auf das, wozu sich die Luftfahrtbranche positiv bekannt hat. Sie hat aber damit zugleich erklärt: Wir wollen die Vermeidung der Nicht-CO2-Effekte außen vor lassen. Anders gesagt: Wir wollen uns nicht zum Ziel einer klimaneutralen Luftfahrt bekennen. Dies ist in einer klimaneutralen Welt aber Überlebensbedingung für die Luftfahrt.

Die Branche hat also eigentlich gesagt: Wir verweigern ein Bekenntnis zur Zukunft unseres Wirtschaftszweiges.

Die Verkehrsminister haben das auch noch für gut befunden, ebenso der Bundeswirtschaftsminister, dessen Aufgabenbereich die Entwicklung der Wirtschaft ist. Inzwischen hat sich der Luftfahrtverband BDL in seinem Masterplan aus Anlass der Pandemie korrigiert.

Wer sich erinnern will, weiß, dass die EU bei den Nicht-CO2-Emissionen schon einmal viel weiter war. Im Ringen um das EU-Klimapaket, das 2009 angenommen wurde, hatte zum einen das Europäische Parlament ein Vermeidungsgebot für Kondensstreifen und Zirruswolken gefordert. So sollten "keine Flüge mehr durch Gebiete führen, in denen wegen spezifischer atmosphärischer Bedingungen davon auszugehen ist, dass sich solche Wolken bilden".

Zum anderen hatte die EU-Kommission bei den NOx-Emissionen des Luftverkehrs eine Zusage gemacht. Die lautete: "Stickoxidemissionen werden durch andere – von der Kommission im Jahr 2008 vorzuschlagende – Rechtsvorschriften geregelt werden." Das war eine abwiegelnde Reaktion auf einen deutlich konkreteren Regulierungsvorschlag des Parlaments, welcher lautete: Wegen der Stickoxidemissionen im Flugverkehr sei bei "jeder ausgestoßenen Tonne CO2 ein Multiplikator anzurechnen".

13 Jahre Dornröschenschlaf

Seit 2008 wartet man auf den angekündigten Regulierungsvorschlag der EU-Kommission zum NOx-bedingten Teil der Nicht-CO2-Emissionen. Im Jahr 2021 ist er endlich zu erwarten. Gekräht hat in den vergangenen 13 Jahren kein Hahn danach. Das zeigt, in welchen Dornröschenschlaf die Klimapolitik im vergangenen Jahrzehnt, in der Zeit der Juncker-Kommission, versenkt worden war.

Der im November veröffentlichte EASA-Bericht knüpft an die versunkene Debatte vor 13 Jahren an. Klar – es gibt auch Neuerungen. Eine ist, dass die klimawissenschaftliche Grundlage inzwischen deutlich fundierter ist.

Zum Zweiten lässt das Ziel "Klimaneutralität" wenig Ausflüchte zu. Man muss Abschied nehmen von verzögernden Argumenten, die behaupten, das weniger Klimaschädliche sei schon eine Lösung. Nun gilt: Ein Beitrag zur Lösung ist nur, was 2050 Bestand haben kann, weil das Kriterium "klimaneutral" erfüllt wird.

Der klimawissenschaftliche Fortschritt hat zu den Stickoxiden klargestellt: Unter den gegenwärtigen verbrennungsbedingt schmutzigen atmosphärischen Bedingungen hat der Ausstoß von NOx den Effekt, dass er zur Erderwärmung beiträgt.

Wenn aber einst das Problem der Luftverschmutzung behoben sein wird, dann wird der Klimaeffekt von emittiertem NOx geringer werden. Die Stickoxide können sogar im Klimaeffekt das Vorzeichen wechseln, sie können dann kühlend wirken.

Ansonsten sind die Handlungsoptionen beim Stickoxid-Problem gegenüber 2008 im Wesentlichen unverändert. Es ist möglich, die Flugstrecken so zu wählen, dass die Stratosphäre mit ihren Eisbildungsbedingungen möglichst nicht durchflogen wird. Da aber die Grenzschicht zwischen Troposphäre und Stratosphäre über die Jahreszeiten nicht stabil ist, bleibt ein solches Flugstreckenmanagement eine erhebliche Herausforderung.

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