Ein Verkehrsflugzeug hebt nach Sonnenuntergang vom Flughafen Genf in der Schweiz ab.

STOFF COFFRINI | AFP | Getty Images

Vom historischen Flug der Gebrüder Wright im Jahr 1903 bis zur Entwicklung von Überschallflugzeugen wurde die Geschichte der Luftfahrt von Technologie und Ehrgeiz getrieben.

Jetzt, als der 21st Jahrhundert fortschreitet, zeigt die Branche weiterhin ihren Appetit auf Innovation und radikales Design.

Im vergangenen September zum Beispiel ein Flugzeug mit Wasserstoff-Brennstoffzellen, das Passagiere befördern kann zum Jungfernflug in den Himmel über England.

Im selben Monat sah auch Airbus Veröffentlichungsdetails von drei wasserstoffbetriebene Konzeptflugzeuge, wobei der europäische Luft- und Raumfahrtriese behauptet, sie könnten bis zum Jahr 2035 in Dienst gestellt werden.

In jüngerer Zeit, United Airlines gab bekannt, dass es eine kommerzielle Vereinbarung unterzeichnet hat, um Flugzeuge von einer Firma namens Boom Supersonic kaufen.

In einer Erklärung sagte United, das Overture-Flugzeug – das noch gebaut werden muss – soll „optimiert werden, um mit 100 % nachhaltigem Flugkraftstoff betrieben zu werden“.

All dies wird durch den Fokus auf Technologien zur Reduzierung des ökologischen Fußabdrucks der Luftfahrt verbunden. Dies stellt eine große Aufgabe dar, auch wenn die Zahl der Flüge im vergangenen Jahr aufgrund der Coronavirus-Pandemie eingebrochen ist.

Nach Angaben der Internationalen Energieagentur sind die Kohlendioxidemissionen des Luftverkehrs „in den letzten zwei Jahrzehnten rapide gestiegen“ und erreichten 2019 fast 1 Gigatonne. Dies entspricht „etwa 2,8% der weltweiten CO2-Emissionen aus der Verbrennung fossiler Brennstoffe“. “

An anderer Stelle beschreibt der World Wildlife Fund die Luftfahrt als „eine der am schnellsten wachsenden Quellen der Treibhausgasemissionen, die den globalen Klimawandel vorantreiben“. Es fügt hinzu, dass Flugreisen “derzeit die CO2-intensivste Aktivität sind, die ein Mensch unternehmen kann”.

Eine Vielzahl von Lösungen

Iain Gray ist Direktor für Luft- und Raumfahrt an der britischen Cranfield University. In einem Telefoninterview mit CNBC beschrieb er Null-Kohlenstoff-Emissionen als „die oberste Priorität“ für die Branche und versuchte, die Bedeutung der Entwicklung einer Reihe von Lösungen zur Bewältigung dieser Herausforderung hervorzuheben.

„Der wirklich große Technologietreiber ist das Antriebssystem“, erklärte er, „aber das schmälert nicht die Bedeutung neuer Technologien rund um … neue Leichtbaumaterialien, verbesserte Carbon-Verbundwerkstoffe und die Systeme selbst.“

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Gray führte seinen Punkt weiter und lieferte ein Beispiel dafür, warum die Innovationen bei Flugzeugen, die über unseren Köpfen fliegen, nicht isoliert betrachtet werden sollten.

“Es wird viel Aufwand betrieben, um das Gewicht eines Flugzeugs zu reduzieren, damit es nur eine halbe Stunde damit verbringen muss, einen Flughafen zu umrunden”, sagte er.

„Die gesamte Interaktion des Flugverkehrsmanagements mit dem Flugzeug selbst ist also eine … sehr wichtige Entwicklung und es entstehen ständig neue Technologien zum Luftraummanagement.“

Die Kraft des Antriebs

Neben der Entwicklung von Wasserstoff-Brennstoffzellen-Flugzeugen wurde in den letzten Jahren auch viel über den elektrischen Antrieb diskutiert, wobei Firmen wie Volocopter und Lilium eVTOL oder elektrische vertikale Start- und Landeflugzeuge entwickeln.

Der Schlüssel bei solchen Technologien sind die Arten von Fahrten, auf die sie angewendet werden können.

“Wenn man sich Wasserstoff-Brennstoffzellen und Batterien ansieht, ist das wirklich sehr auf die kleineren Flugzeuge ausgerichtet, das ist die Reichweite von unter 1.000 Kilometern”, sagte Iain Gray von Cranfield.

“Sie müssen das auf CO2-freie Weise tun, keine Frage”, fügte er hinzu. „Wird das einen großen Einfluss auf den CO2-Gesamtbeitrag der Luftfahrt haben? Nein.“

“Wir müssen uns auf die Langstreckenflüge konzentrieren, insbesondere Flüge über 1.000 Kilometer, Flüge über 3.000 Kilometer.”

Kraftstoffwechsel

Dieser Fokus auf Langstreckenreisen wird in den kommenden Jahren wichtig sein, auch wenn sie nur einen geringen Anteil an den Flügen ausmachen.

Laut einem Anfang des Jahres veröffentlichten Nachhaltigkeits-Briefing von Eurocontrol waren im Jahr 2020 „rund 6% der Flüge von europäischen Flughäfen Langstreckenflüge“ mit einer Länge von über 4.000 Kilometern.

Die zwischenstaatliche Organisation erklärte weiter, dass “mehr als die Hälfte der CO2-Emissionen der europäischen Luftfahrt auf diesen winzigen Anteil der Gesamtzahl der Flüge zurückzuführen ist”.

Dieser Standpunkt wurde von Jo Dardenne, Luftfahrtmanager bei Transport & Environment, einer Kampagnengruppe mit Sitz in Brüssel, geteilt.

„Wir sollten nicht vergessen, dass der größte Teil der Luftverkehrsemissionen mit Langstreckenflügen verbunden ist, weil man länger fliegt und höher fliegt“, sagte sie gegenüber CNBC.

„Alles in allem produzieren Sie also mehr CO2 … diese Langstreckenflüge können nur dekarbonisiert werden, indem das verwendete Kerosin ersetzt wird.“

Gerade auf diesen längeren Reisen könnte nachhaltiger Flugkraftstoff in Zukunft eine bedeutende Rolle spielen.

Obwohl die Europäische Agentur für Flugsicherheit sagt, dass es „keine einzige international vereinbarte Definition“ für nachhaltigen Flugkraftstoff gibt, ist die übergreifende Idee, dass er verwendet werden kann, um die Emissionen eines Flugzeugs zu reduzieren.

Airbus seinerseits bezeichnet SAF als “aus nachwachsenden Rohstoffen”. Sie fügt hinzu, dass die gängigsten Rohstoffe auf Pflanzen oder Altspeiseöl und tierischem Fett basieren.

„Derzeit bestehen die großen Herausforderungen für nachhaltigen Flugkraftstoff darin, ihn in den richtigen Mengen, die benötigt werden, und zum richtigen Kostenpunkt zu produzieren“, sagte Gray von Cranfield.

Auch die Herkunft der für SAF verwendeten Rohstoffe sei wichtig, erklärte er. „Wenn Sie … zur Herstellung von nachhaltigem Flugkraftstoff Kraftstoff mit Rohstoffen von der anderen Seite des Planeten um die ganze Welt transportieren, ist das dann wirklich nachhaltig?“

„Der größte Aufwand besteht derzeit darin, wie man nachhaltige Flugkraftstoffe auf … grüne Weise produzieren kann.“ Dies könnte Brennstoff aus Abfall oder lokalen Ressourcen sein, fügte Gray hinzu.

Ein interessanter Kraftstofftyp ist E-Kerosin, das auch unter dem Namen synthetisches Kerosin bekannt ist. Laut einem im Februar veröffentlichten Briefing von T&E wird E-Kerosin durch die Kombination von Kohlendioxid und Wasserstoff hergestellt.

“Das Tolle daran ist, dass es ohne Modifikation des Triebwerks und der Technologie des Flugzeugs in diese Jets fallen kann”, sagte Dardenne.

„Es ist ein kohlenstoffneutraler Kraftstoff, der leicht eingefüllt werden kann“, fügte sie hinzu. “Das einzige Problem ist, dass es sehr teuer ist.”

Die Senkung der Kosten wird in den kommenden Jahren in der Tat von entscheidender Bedeutung sein, aber Organisationen wie T&E sind bestrebt, die potenziellen Umweltvorteile ihrer Verwendung hervorzuheben.

Wenn das CO2 “aus der Atmosphäre gewonnen” und Wasserstoff mit erneuerbaren Energien erzeugt wird, wird die Verbrennung von E-Kerosin, abgesehen von einigen Restemissionen, nahezu CO2-neutral sein, sagt T&E.

Die Zukunft

Während sich die Technologie weiterentwickelt, muss die Welt auch Regeln und Vorschriften erlassen, die sich auf den ökologischen Fußabdruck von Flugreisen konzentrieren.

Beispiele für diese Bemühungen sind das Carbon Offsetting and Reduction Scheme for International Aviation und die Europäische Union, die seit dem Jahr 2012 die Kohlendioxidemissionen des Luftverkehrs in ihr Emissionshandelssystem einbezieht.

In ihrem Interview mit CNBC betonte Dardenne von T&E die Bedeutung einer „richtigen Regulierung“.

Sie sagte: “Wenn Sie Emissionen und Umweltverschmutzung effektiv bepreisen und dann den Einsatz sauberer Technologien vorschreiben, senden Sie privaten und öffentlichen Investoren die richtigen Signale, in sie zu investieren.”

„Je klarer der regulatorische Rahmen, desto mehr Sicherheit können Sie dem Markt geben, dass diese Technologien eine Zukunft haben“, fügte sie hinzu.

“Und das wird tatsächlich einen Mehrwert bringen, einen finanziellen Mehrwert sowie einen ökologischen Mehrwert.”

Mit Blick auf das Gesamtbild erklärte sie weiter, dass eine “richtige Regulierung” über eine effektive CO2-Bepreisung und Kraftstoffvorschriften erfolgen würde, und beschrieb letztere als Verpflichtung zur Verwendung sauberer Kraftstoffe. Diese seien, argumentierte sie, “der Eckpfeiler einer effektiven Dekarbonisierungsstrategie für den Luftverkehr”.

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