Luftfahrt und globales Klima

Luftfahrt und globales Klima
Luftfahrt und globales Klima | Inhalt
Inhalt
Einleitung4
Klimawandel5
Luftfahrt und sein Einfluss auf das Klima
7
Flughafen Zürich und Klimawandel
11
Thesen und Aussagen
13
Referenzen und Glossar
15
3
Luftfahrt und globales Klima | Einleitung
Einleitung
Unsere Gesellschaft sieht sich mehr und mehr mit
globa­len Herausforderungen konfrontiert. Natur­
katastrophen, Energieverbrauch, Klimawandel, s­ oziale
Gefälle, aber auch Mobilität und Wirtschaftsvernet­
zung sind alltägliche Themen. Besonders die (inter­
nationale) Mobilität ist heute ein wesentlicher
Bestandteil unseres Alltags geworden. Die wissen­
schaftliche, öffentliche und politische Diskussion um
das Thema Luftverkehr und seine Auswirkungen auf
das Klima nimmt heute einen breiten Raum in der
Öffentlichkeit und in den Medien ein. Die vorliegende
Broschüre soll konkret darauf eingehen. Neben der
wissenschaftlichen Dimension werden auch die neus­
ten Erkenntnisse bezüglich der Rolle der Luftfahrt und
die Situation des Flughafens Zürich erläutert. Schluss­
endlich sollen heute gängige Thesen und Aussagen auf
ihren Inhalt hin beleuchtet werden.
Wichtig ist zu erkennen, dass anthropogene Emis­
sionen – wie der Name sagt – durch den Menschen
in seinen vielfältigen Aktivitäten verursacht werden.
Die Wissenschaft kann darlegen, was die möglichen
Entwicklungen und Konsequenzen sind und wie viel
unser Ökosystem ohne Schaden absorbieren kann.
Die Gesellschaft und konkret die Politik als deren Ver­
tretung muss festlegen, ob wir uns eine langfristig
negative Entwicklung leisten wollen oder ob wir nicht
Massnahmen zu deren Reduktion treffen müssen. Es
ist dann entscheidend, dass Massnahmen dort getrof­
fen werden wo das grösste Einsparpotenzial bei gleich­
zeitig den geringsten anfallenden Kosten liegt.
4
Luftfahrt und globales Klima | Klimawandel
Klimawandel
Was ist Klimawandel und wie wird er beschrieben?
Klimawandel im Sinne des IPCC bezieht sich auf den
Zustand des Klimas, der durch eine Veränderung
des Durchschnitts oder der Variabilität seiner Eigen­
schaften identifiziert werden kann und der über län­
gere Zeitspanne, typischerweise Dekaden oder län­
ger anhält.
Klimawandel wird gewöhnlich mit dem Mass «Strah­
lungsantrieb» (oder englisch «Radiative Forcing»)
quantifiziert. Die dazu gebräuchliche Einheit ist der
Wärmefluss in Watt pro Quadratmeter (W/m2). Die
Auswirkung dann wird als Veränderung der durch­
schnittlichen globalen Temperatur ausgedrückt. Der
Strahlungsantrieb ist geeignet für rückwärts gerich­
tete Betrachtungen (Messung der Erwärmung durch
Emissionen in der Vergangenheit). Wichtiger wird die
Zukunftsbetrachtung, für die eine andere Metrik ver­
wendet werden muss, z.B. die durch Emissionen in der
Zukunft verursachte Temperaturänderung (Schumann,
2008).
Welches sind die Eigenschaften des Klimawandels?
Seit 1861, dem Beginn systematischer meteorologi­
scher Aufzeichnungen, stieg die global gemittelte
Temperatur um 0,6° C (+/– 0,2°). Dabei handelt es
sich um die stärkste Temperaturerhöhung während der
letzten 1000 Jahre auf der nördlichen Erdhalb­kugel.
Darüber hinaus waren die 90er Jahre des 20. Jahr­
hunderts weltweit das wärmste Jahrzehnt und 1998
das wärmste Jahr seit 1861. Die seit 1861 zehn wärms­
ten Jahre traten alle nach 1989 auf (UBA, 2004).
Der Meeresspiegel erhöhte sich im vergangenen Jahr­
hundert um 10 bis 20 cm. Die Schneebedeckung der
Nordhemisphäre sank seit 1960 um 10%, und die
Dauer der Eisbedeckung von Seen und Flüssen verrin­
gerte sich um ca. 14 Tage. Der Niederschlag über den
mittleren und höheren Breiten der Nordhemisphäre
nahm im 20. Jahrhundert um 0,5 bis 1% pro Dekade
zu. Über den subtropischen Breiten nahm der Nieder­
schlag dagegen ab. Dies führte besonders in den letz­
ten Jahrzehnten dazu, dass in einigen Teilen Afrikas
und Asiens häufigere und intensivere Dürren auf­
traten.
Im pazifischen Ozean werden seit 1970 häufigere, län­
ger andauernde und intensivere Temperaturanomalien
(sog. «El Niño–Ereignisse») mit oft nachteiligen Aus­
wirkungen für die menschliche Gesundheit, für Sied­
lungen, für die Land- und Forstwirtschaft u. a. beob­
achtet.
Bereits heute kann mittels einer Vielzahl wissenschaft­
licher Studien nachgewiesen werden, dass sich unser
Klima in den letzten zwei Jahrhunderten wesentlich
verändert hat und dass der Mensch einen wesent­
lichen Einfluss darauf genommen hat.
In diesem Zusammenhang lassen sich auch wesent­
liche Veränderungen in der Atmosphäre nachweisen:
• Für Kohlendioxid (CO2) stieg die Konzentration seit
der Industrialisierung um nahezu 30%. Hier sind
sowohl das inzwischen erreichte Niveau (367 ppm
gegenüber 280 ppm in der vorindustriellen Zeit)
als auch die aktuellen Anstiegsraten (derzeit ca. 1,5
ppm pro Jahr) für die letzten 20’000 Jahre einzig­
artig. Zieht man in die Betrachtung weit zurück lie­
gende Zeiträume ein, so findet man während der
letzten 420’000 Jahre keine vergleichbaren Konzen­
trationen.
• Die Methankonzentration (CH4) hat sich mehr
als verdoppelt. Ein solches Konzentrationsniveau
wurde ebenfalls in den letzten 420’000 Jahren nicht
erreicht.
• Die Konzentration von Distickstoffoxid (N2O)
erhöhte sich um 17% und steigt weiterhin an. Eine
solche Konzentration trat nach unserer heutigen
Kenntnislage in den letzten 1000 Jahren niemals auf
(UBA, 2004).
Der Klimawandel, dies ist heute in genügender Weise
wissenschaftlich belegt, wird durch eine Reihe von
direkt und indirekt wirksamen Gasen verursacht, die
teilweise nur durch anthropogene Tätigkeiten verur­
sacht werden oder deren Emissionsmengen mass­
geblich durch den Menschen beeinflusst werden.
5
Luftfahrt und globales Klima | Klimawandel
Was ist das Kyoto-Protokoll?
Das Kyoto-Protokoll ist ein internationales Über­
einkommen zur Reduktion von relevanten Treibhaus­
gasen; es trat am 16.2.2005 in Kraft. Es gibt den Indus­
trieländern quantifizierte, verbindliche Reduktionsziele
für die Emission von verschiedenen direkt wirksamen
Treibhausgasen vor (Kasten).
Durch das Kyoto-Protokoll in ihrer Emission
begrenzte Treibhausgase:
• Kohlendioxid (CO2)
• Methan (CH4)
• Distickoxid (N2O)
• Perfluorierte Kohlenwasserstoffe (PFC)
• Fluorkohlenwasserstoffe (HCF)
• Schwefelhexafluorid (SF6)
Von weiterer Bedeutung sind aber auch nicht im Proto­
koll erfasste Gase wie Wasserdampf, FCKW oder
indirekt klimawirksame Spurengase (so genannte
Vorläufer­substanzen) wie Ozon (O3), Kohlenmono­
xid (CO), die Stickstoffoxide (NOx) sowie die flüch­
tigen organischen Verbindungen (VOC ohne Methan).
Wasserdampf ist das wichtigste Treibhausgas für die
Erde, weil es natürlicher Weise in hoher Konzentration
vorkommt. Der Anteil von emittiertem Wasserdampf
durch menschliche Aktivitäten ist vergleichsweise sehr
gering. Eine offene Frage ist jedoch die lang­fristige
klima­tische Wirkung von Kondensstreifen, welche
aus Wasserdampf gebildet werden. Ebenfalls klima­
wirksam sind andere Partikel (Staub, Seesalz, ­Nitrat)
Diese Teilchen und Gase absorbieren die Infrarot­
strahlung selber nur in geringem Ausmass, sind aber in
der Atmosphäre teilweise chemisch aktiv und fördern
die Bildung und verlängern die Lebensdauer von klima­
wirksamen Spurengasen wie Methan (CH4).
Abfall und Abwasser
2,8%
Forstwirtschaft
17,4%
Energieversorgung
25,9%
Landwirtschaft
13,5%
Transport
13,1%
Industrie
19,4%
Haushalt und Gewerbe
7,9%
Anteile an den anthropogen verursachten CO2-Emissionen (IPCC).
6
Wie können die unterschiedlichen Gase
verglichen werden?
Die verschiedenen Treibhausgase wirken unterschied­
lich in der Atmosphäre; dies durch ihre unterschied­
lich lange Verweildauer und ihren unterschiedlich
hohen Strahlungsantrieb. So hat z.B. Kohlendioxid eine
Verweil­dauer von 30–300 Jahren (8–12 km Höhe),
Wasserdampf in der oberen Troposphäre von 2–20
Tagen, Methan von 8–12 Jahren, Ozon von 1 Stunde bis
1 Monat und Distickoxid von 120 Jahren (Schumann,
2008). Auch der Strahlungsantrieb ist unterschiedlich:
so hat z.B. 1 kg SF6 die gleiche Wirkung wie 23’000 kg
CO2. Oft wird als Mass das Kohlendioxid-Äquivalent
verwendet, das die unterschiedlichen Werte umrech­
net auf das CO2.
Damit sind in der Klimadiskussion fast immer zwei
Betrachtungsweisen zu berücksichtigen: Einerseits
die reinen Emissionen eines bestimmten Stoffes und
andererseits seine Klimawirksamkeit. Diese dürfen
nicht miteinander vermischt werden.
Von den im Kyoto-Protokoll aufgeführten Treibhaus­
gasen hat das Kohlendioxid mit rund 75% den gröss­
ten Anteil am Temperaturanstieg.
Welches sind die Verursacher?
Die Energieversorgung trägt mit gut 25% am meisten
zu den anthropogen verursachten globalen Treibhaus­
gasemissionen bei (Abbildung, ausgedrückt als CO2eq,
IPCC, 2007). Auf Grund der globalen Aus­wirkungen
werden auch die Auswirkungen in der Regel global
betrachtet. So ist es nicht zweckmässig, z.B. für eine
kleine Region die klimarelevanten Emissionen und
deren Wirkung im Einzelnen zu betrachten, auch wenn
Massnahmen dann natürlich sehr lokal angesetzt wer­
den müssen.
Weiterführende Informationen:
• www.ipcc.ch
• www.uba.de
• www.bafu.admin.ch
Luftfahrt und globales Klima | Luftfahrt und ihr Einfluss auf das Klima
Luftfahrt und ihr Einfluss auf das Klima
Welche Flugzeugemissionen tragen
zum Klimawandel bei?
Flugzeuge brauchen für den Antrieb entweder Flug­
benzin (für Kolbenmotoren) oder Kerosin (für Gas­
turbinen- oder Turboprop-Triebwerke). Kerosin (Jet
A-1 oder auch Petroleum) ist ein Gemisch von Kohlen­
wasserstoffen (Kohlenwasserstoffzahl C9–C16) und
enthält mehr als 500 Einzelsubstanzen. Die Zusam­
mensetzung ist abhängig vom Rohöl, vom Raffina­
tionsprozess und vom Mischungsverhältnis einzelner
Raffinerieströme. Es wird hergestellt als Destillat von
Mineralöl oder über einen Crack-Prozess aus schwe­
rem Heizöl. Dem Kerosin müssen verschiedene Addi­
tive beigegeben werden (Antioxidantien und AntiStatic), weitere sind möglich (Metalldeaktivatoren,
Korrosions­inhibitoren, Anti-Icing und Biozide). Sie ent­
halten keine Halogene. Kerosin findet als Brennstoff
für Petroleum­lampen auch in Haushalten Verwendung.
Die bei der Verbrennung von Kerosin entstehenden
Abgase sind die Luftbestandteile Sauerstoff, Stickstoff,
Wasserdampf und Kohlendioxid (total 99,97%) und
die Schadstoffe Stickoxide, Kohlenmonoxid, Kohlen­
wasserstoffe, Schwefeldioxid und Russ (0,03%).
Von diesen Emissionen wird nur das Treibhausgas
Kohlendioxid im Kyoto-Protokoll berücksichtigt. Hin­
gegen können auch die anderen Emissionen durch
Beeinflussung des globalen Strahlungshaushaltes teil­
weise zum Klimawandel beitragen. Dies kann z.B. der
Wasserdampf mit der Bildung von Kondensstreifen
sein oder Stickoxide als eine Vorläufersubstanz von
Ozon.
Der Luftverkehr beeinflusst das Klima vor allem durch
die Emission von Kohlendioxid. Auf Grund der rela­
tiv langen mittleren Verweilzeit verteilt sich das
CO2 nahezu gleichmässig in der Atmosphäre. Emis­
sionen von CO2 im Reiseflug haben längerfristig eine
gleich starke Klimawirkung wie die gleiche Emissions­
menge am Boden. Hingegen ist der Anteil aus der Luft­
fahrt zu klein, als dass der Beitrag in der Atmosphäre
gemessen werden könnte. Dazu müssen spezialisierte
Modelle verwendet werden.
Was ist der Anteil des Luftverkehrs
am Klimawandel?
Die Emissionen aus dem Luftverkehr sind durchwegs
sehr viel kleiner als diejenigen aus anderen Quellen am
Boden. Viele der am Boden emittierten Schadstoffe
werden rasch in andere Stoffe umgewandelt, am Boden
deponiert oder mit dem Niederschlag aus­gewaschen
und gelangen daher nur zu einem sehr kleinen Anteil in
die obere Troposphäre, während der Luftverkehr direkt
in diese Schicht emittiert. Dies kann dadurch unter­
schiedlich starke Wirkungen zur Folge haben.
Ein Verkehrsflugzeug verbraucht heute im Mittel etwa
0,03 kg Treibstoff pro Kilogramm Transportnutzlast
und Flugstunde; dabei werden etwa 49 kg/min oder
6 kg/km Treibstoff verbraucht (ICAO, 2007). Auf die
Passagiere bezogen verbraucht ein Flugzeug im Durch­
schnitt 3,5 Liter pro 100 Passagierkilometer. Dies ent­
spricht weniger als 100 Gramm CO2 pro Passagier­
kilometer.
Weitere wesentliche Emissionsstoffe, die zur Verän­
derung der Atmosphäre beitragen, sind Stickoxide,
Wasser­dampf und Partikel. Einerseits absorbiert ein
Teil davon Wärmestrahlung, welche von der Erd­
oberfläche abgestrahlt wird. Dadurch tragen sie zur
globalen Erwärmung bei. Andererseits absorbieren sie
Sonnenlicht oder streuen es in alle Richtungen in den
Weltraum zurück. Dies trägt zur Kühlung der Erde bei.
7
Luftfahrt und globales Klima | Luftfahrt und ihr Einfluss auf das Klima
Der Anteil des Luftverkehrs an den gesamten globa­
len, mensch-verursachten CO2-Emissionen beträgt 2%
(mit einer Bandbreite von 1,6–2,8%). Der daraus resul­
tierende Anteil am Strahlungsantrieb, also die Klima­
wirksamkeit unter Berücksichtigung der anderen Emis­
sionsstoffe, wird heute mit rund 3% abgeschätzt (mit
einer Bandbreite von 2%–8%).
Verschiedentlich wird versucht, die CO2-Emis­sionen
aus dem Luftverkehr mit einem «Klimafaktor» (oder
einem Strahlungsantriebs-Index, RFI) zu multipli­zieren.
Damit soll die gesamte Treibhauswirkung (inklusive
NOx und Kondensstreifen) des Luftverkehrs erfasst
werden. Der RFI ist als Metrik jedoch un­geeignet. Eine
der Schwierigkeiten liegt nämlich darin, dass ein sol­
cher RFI nicht konstant ist, sondern sich über die Zeit
hinweg verändert. Dies ergibt sich aus der unter­
schiedlich langen Wirkungsdauer der Emissionen.
Beispielsweise können die Effekte wegen der Stick­
oxide und Kondensstreifenbildung je nach Jahreszeit
und geographischer Breite unterschiedlich sein. Damit
könnten Verzerrungen geschaffen werden, die einen
Anreiz für Massnahmen in emissionsarme Technik
und Operation verhindern.
Strahlungsantrieb Luftverkehr
120
100
1992 (IPCC, 1999)
1992 (Minnis et al., 2004)
2000 linear hochskaliert aus IPCC, 1999
2000 (TRADEOFF, 2003, mittel)
Strahlungsantrieb [mWm2]
80
60
40
20
0
-20
-40
O3
CH4
{
CO2
durch NOX
gut
mässig
mässig
H2O
direkt
Sulfat
direkt
Russ
Kondensstreifen
Zirren
Summe
(ohne Zirren)
wissenschaftlicher Kenntnisstand
mässig
mässig
mässig
mässig
schlecht
Strahlungsantrieb des Flugverkehrs für das Jahr 2000: rote Werte aus der Studie TRADEOFF
(2003); Zum Vergleich die blauen Werte für 1992 (IPCC, 1999) und die weissen Werte für 2000
­(hochgerechnet aus IPCC für 1992).
8
Im Kyoto-Protokoll hat man ein ähnliches Problem
mit der Umrechnung von Nicht-CO2-Gasen in CO2Äqui­valente auf einem Zeithorizont von 100 Jahren.
Die Auswirkungen sind nicht für alle Emissionsstoffe
gleich gut bekannt und es muss mit teilweise hohen
Unsicherheiten gerechnet werden (siehe Grafik).
Der bevorzugte Weg zu einer Berücksichtigung von
Nicht-CO2-Effekten des Luftverkehrs könnte die heute
noch fehlende Einführung von zeit- und ortabhän­gigen
Masszahlen für Einheitsemissionen sein (Schumann,
2008).
Wie verhält sich der Luftverkehrsanteil
zu anderen Quellen?
Der Strassenverkehr trägt etwa 13% zu den anthro­
pogen verursachten CO2-Emissionen bei und der
Schiffsverkehr etwa 2,7%. Der Anteil des Luftverkehrs
ist mit 2% also vergleichsweise gering. Die Proble­
matik liegt darin, dass die verschiedenen Zukunfts­
szenarien zeigen, dass andere Quellen ihre Emissionen
senken, der Luftverkehr durch das erwartete Wachs­
tum aber weiter zunimmt. Dadurch kann der Anteil
der Luftfahrt bis ins Jahr 2050 auf 5–15% steigen. Ein
weiterer Punkt besteht in der Tatsache, dass Flug­
zeuge die persönliche CO2-Bilanz der einzelnen Passa­
giere verschlechtern können. Nicht weil Flugzeuge
inef­fi zient sind – im Gegenteil – sondern weil mit Flug­
zeugen innert kürzester Zeit grosse Distanzen zurück­
gelegt werden können. Hohe pro Kopf CO2-Emissionen
sind damit das Resultat langer Reisedistanzen, welche
typisch für den Luftverkehr sind.
Luftfahrt und globales Klima | Luftfahrt und ihr Einfluss auf das Klima
Welche Massnahmen trifft der Luftverkehr?
Seit Beginn des Düsen-Zeitalters für Flugzeuge hat
die Technik weltweit enorme Fortschritte erzielt.
Die Triebwerke wurden deutlich sicherer, zuverläs­
siger, unterhaltsärmer und auch sparsamer gemacht.
Derzeitige Strahlflugzeuge sind in Bezug auf den
Treibstoff­verbrauch zumindest 50% effizienter als
Strahlflugzeuge vor 40 Jahren. Gleichzeitig hat die
Verbesserung der Verbrennung auch eine markante
Reduktion der Kohlenwasserstoffemissionen (VOC)
mit sich gebracht. Die neuesten Technologien setzen
auf ein Brennkammersystem mit zwei Verbrennungs­
kammern und/oder variable Treibstoff-Luftmischun­
gen, womit auch der Stickoxidausstoss (NOx) um
etwa 30–40% gesenkt werden kann.
Die Einhaltung der Grenzwerte wird von allen ICAO
Mitgliedstaaten verlangt (u.a. der Schweiz) und von
der Luftfahrtbehörde des jeweiligen Herstellerlandes
anlässlich der Triebwerk-Zertifizierung überprüft. Die
effektiven Emissionswerte werden wie bei einem Auto
in einem Abgasdokument festgehalten. Eine Nach­
messung der Emissionswerte wie beim Auto ist auf­
grund der komplexen und aufwendigen Messverfah­
ren nicht möglich. Detaillierte Wartungsvorschriften
für Flugzeugtriebwerke lassen hingegen nur geringste
Toleranzen zu, so dass ein Abweichen von den Mess­
werten als sehr gering angenommen werden kann.
Eine Abgaswertverschlechterung auf Grund der Alte­
rung der Triebwerke wird auf etwa 4–5% geschätzt
(DfT, 2006).
Während die CO2-Emissionen des inländischen Luft­
verkehrs durch das Kyoto-Protokoll erfasst wer­
den, sind die internationalen Emissionen durch das
Umweltkomitee CAEP der ICAO geregelt (Committee
on Aviation and Environmental Protection). Die ICAO
legt auch seit 1983 Emissionsgrenzwerte für Flugzeug­
triebwerke mit mehr als 26,7 kN Schub fest (ICAO
Annex 16, Band II).
Neben diesen technischen Massnahmen an der Quelle
gewinnen operationelle Verbesserungen und markt­
orientierte Instrumente an Bedeutung. Die operatio­
nellen Verbesserungen beziehen sich vorwiegend auf
die Flugzeugführung (kürzere und effizientere Flug­
routenwahl), während bei den marktorientierten Ins­
trumenten die Einführung eines Emissionshandels­
systems für Flugzeuge vorbereitet wird. Die ICAO hat
Anleitungen für den Emissionshandel (ICAO Doku­
ment 9885), für operationelle Möglichkeiten (z.B.
­Circular 303) und für freiwillige Industrievereinbarun­
gen entwickelt.
Der Umweltausschuss der ICAO hat den NOx-Grenz­
wert in mehreren Stufen verschärft (siehe Abbildung).
Die neuste Verschärfung wurde 2010 von CAEP/8
beschlossen und tritt ab 1.1.2014 in Kraft. Die Fest­
legung von Grenzwerten für Feinstaub (PM10) ist der­
zeit bei der ICAO in Bearbeitung; erste Resultate sind
auf Grund der Komplexität der Messverfahren nicht
vor 2013 zu erwarten.
gültig ab
Die Verbesserung der Treibstoffeffizient wird durch
die wirtschaftliche Entwicklung des Treibstoff­preises
­weiter entscheidend vorangetrieben. So stieg der
Kerosinpreis zwischen Juni 1986 und Mai 2008 von
35.00 ¢/Gallone auf 377.84 ¢/Gallone, bei noch 97.42
¢/Gallone im April 2004 (EIA, 2008).
1986
140
130
120
1996
2004
2008
110
100
90
80
70
NOX (g/kN Schub)
60
50
40
30
20
NOX Daten von Triebwerken in Produktion
NOX kürzlich zertifizierter Triebwerke
10
0
16
18
20
22
24
26
28
30
32
34
36
38
40
42
44
46
48
50
Dp/F00-Triebwerk-Druckverhältnis
NOx-Grenzwerte für Jet-Triebwerke.
9
Luftfahrt und globales Klima | Luftfahrt und ihr Einfluss auf das Klima
Wie aktiv sind Europa und die Schweiz?
In Europa hat eine breite Trägerschaft aus Staaten,
der EU und der Luftverkehrsindustrie detaillierte Ziele
bezüglich des Treibstoffverbrauchs, der Stickoxidund Lärmemission der Flugzeuge festgelegt (www.­
acare4europe.org). Damit soll der Forschungs- und
Entwicklungsstandort Europa weiter gestärkt und dem
Umstand Rechnung getragen werden, dass die negati­
ven Auswirkungen des internationalen Luftverkehrs in
Europa mit hoher Priorität reduziert werden sollen.
Als konkrete Massnahme hat die EU beschlossen, ab
2011 das bestehende Emissionshandelsystem in der
EU auf den Luftverkehr auszuweiten. So würden den
Luftverkehrsgesellschaften Emissionsrechte zugeteilt
und über Auktionen verfügbar gemacht. Dies soll für
EU-Flüge ab 2011 und alle anderen Flüge ab 2012 gel­
ten. Anzurechnen ist dann der gesamte Treibstoff­
verbrauch für die Haupt- und das Nebentriebwerk der
Flugzeuge.
Die Flughafen Zürich AG unterstützt verursacher­
bezogene Massnahmen zur Reduktion klimawirk­
samer Emissionen über ausgewogene Massnahmen­
pakete, die regulatorische, technische, operationelle
und marktwirtschaftliche Elemente umfassen. Bei
den marktwirtschaftlichen Massnahmen sind Anreiz­
systeme zu bevorzugen, die dem Verursacher die
grösstmögliche Freiheit lassen, wie er im Gesamt­
system die Emissionen reduzieren will. Dazu zählt
auch das vorgesehene Emissionshandelssystem (ETS)
der Europäischen Union in einem offenen System. Ein
solches ETS muss so ausgestaltet werden, dass keine
Wett­bewerbsverzerrungen entstehen können. Die
Flug­hafen Zürich AG kooperiert mit den Luftverkehrs­
gesellschaften für die Umsetzung von emissions­
mindernden Massnahmen am Flughafen, die wirt­
schaftlich, technisch realisierbar und ökologisch
vorteilhaft sind.
Intensiv diskutiert wird auch die Frage nach einer
Besteuerung des Kerosins oder des CO2 zur Reduktion
der Klimaauswirkungen. Dazu müssen folgende Fakto­
ren beachtet werden:
• Kerosin wird in der Schweiz und verschiedenen ande­
ren Ländern bereits für alle Inlandflüge besteuert.
• Eine Kerosinsteuer bewirkt lediglich eine Verteue­
rung des Luftverkehrs, aber keine emissionsrelevan­
ten Verbesserungen, da die Einnahmen aus dem Sys­
tem Luftfahrt entfernt werden und für allgemeine
Staatsaufwendungen eingesetzt werden statt für z.B.
neue Technologien.
• Es hat sich gezeigt, dass der Kerosinpreis kaum einen
Einfluss auf die Mobilitätsbefriedigung der Gesell­
schaft hat. So stiegen in Europa die Passagier­zahlen
zwischen 2002 und 2007 um total 22% obschon
der Treibstoffpreis im gleichen Zeitraum um 310%
anstieg.
• Da die Treibstoffkosten derzeit die höchsten Kosten
des Fliegens darstellen, ist der Anreiz bereits genü­
gend gegeben, möglichst treibstoffeffiziente Trieb­
werke einzusetzen.
• Die internationalen Abkommen im Luftverkehr
schliessen eine Besteuerung des Kerosins im inter­
nationalen Flugverkehr aus.
Weiterführende Informationen:
• www.flughafen-zuerich.ch/Umweltschutz
• www.icao.int
• www.iata.org
• www.acare4europe.org
• www.europa.eu
10
Luftfahrt und globales Klima | Flughafen Zürich und Klimawandel
Flughafen Zürich und Klimawandel
Was ist der Beitrag des Flughafens
zum Klimawandel?
Die Flughafen Zürich AG betreibt die Infrastruktur­
anlagen zur Abwicklung des internationalen Luft­
verkehrs am Flughafen Zürich. Dabei werden viele
Aktivitäten, die auch mit Umweltauswirkungen ver­
bunden sind, von vielen verschiedenen Firmen am
Flughafen wahrgenommen. Auf einem Betriebsgelände
von knapp 9 km2 werden jährlich etwa 270’000 Flug­
bewegungen durchgeführt und verkehren täglich etwa
80’000 Personen, die zu 43% öffentliche Verkehrs­
mittel benützen.
Die Kohlendioxid-Emissionen des Flughafens Zürich
werden gemäss dem anerkannten GreenhouseGas-Protocol berechnet. Dabei wird unterschie­
den zwischen den selber verursachten Emissionen
(Scope 1), den Emissionen von eingekaufter Elektrizi­
tät (Scope 2) und Emissionen, die im Zusammenhang
mit der Geschäftstätigkeit des Flughafens entstehen
(Scope 3). Diese werden zusätzlich unterschieden zwi­
schen den Emissionen, die die Flughafen Zürich AG
beeinflussen kann und denen, die sie nicht beeinflus­
sen kann.
CO2-Emissionen Flughafen Zürich nach Scopes
Scope 2:
Flughafen Zürich – Elektrizität
Scope 1:
Flughafen Zürich
Scope 3A:
Fremde Quellen, beeinflussbar
Die Flughafen Zürich AG verursachte mit ihren direk­
ten Emissionsquellen (Fahrzeug- und Maschinenpark,
Wärme-/Kälteversorgungen und Notstrom­anlagen)
und dem Elektrizitätsbezug im Jahr 1991 knapp
50’000 t CO2 (Scopes 1 und 2 gemäss GHG-Proto­
koll). Trotz Ausbauten und Verkehrszunahme wur­
den die CO2-Emissionen seit 1991 stetig gesenkt; der­
zeit emittiert die Flughafen Zürich rund 35’000 t CO2
(2009). Über 80% der CO2-Emissionen der Flug­hafen
Zürich AG stammen aus der Heizzentrale der Flug­
hafen Zürich AG. Die Emissionen nach Scopes 1 und
2 entsprechen 0.065% der gesamtschweizerischen
CO2-Emissionen im Jahr 2007.
Die Flughafen Zürich AG hat folgende Klimaschutz­
position verabschiedet:
«Der Beitrag des Luftverkehrs zum Klimawandel ist
mit derzeit rund 2% aller anthropogenen CO2-Emis­
sionen vergleichsweise gering. Es wird jedoch erwar­
tet, dass die Luftfahrt durch die zunehmende Mobi­
litätsnachfrage weiter wachsen wird. Die Flughafen
Zürich AG als Flughafenbetreiberin ist Teil des Sys­
tems Luftverkehr und anerkennt die zunehmende
Bedeutung eines langfristigen Klimaschutzes, auch
wenn sie nur für rund 10% der CO2-Emissionen des
Flughafensystems Zürich verantwortlich ist. Wir set­
zen uns für eine klimaschonende Entwicklung des Luft­
verkehrs ein. Unser Ziel ist es, unter Berücksichtigung
von rechtlichen und ökonomischen Rahmenbedingun­
gen, die von uns selbst verursachten CO2-Emissionen
weiter zu senken.»
Klimaschutzziele
Daraus abgeleitet hat die Flughafen Zürich AG die fol­
genden anspruchsvollen Klimaschutzziele festgelegt:
Scope 3B:
Fremde Quellen,
nicht beeinflussbar
Die Flughafen Zürich AG senkt ihre selbst verur­
sachten CO2-Emissionen nach Scopes 1 und 2 auf
total 30’000 Tonnen im Jahr 2020 (gemessen am
Mittelwert der Jahre 2019–2021) und weitergehend
auf total 20’000 Tonnen im Jahr 2030 (gemessen
am Mittelwert der Jahre 2029–2031).
CO2-Emissionsanteile nach Scopes 2009.
Dies entspricht einer absoluten Reduktion gegenüber
1991 von 40% für 2020 und von 60% für 2030.
11
Luftfahrt und globales Klima | Flughafen Zürich und Klimawandel
Die Massnahmen zur Erreichung der Klimaziele
umfassen die Verwendung alternativer Brenn- und
Treibstoffe (Erdgas statt Heizöl/Diesel), die Fahrzeugund Maschinenbeschaffung und die konsequente
Minimierung des Energiebedarfs (Heizung, Lüftung,
Elektrizität) bei neuen Infrastrukturanlagen und der
Sanierung von Gebäuden.
Massnahmen, die im internationalen Zusammenhang
und über Behörden entwickelt werden müssen, lie­
gen ausserhalb der Handlungsmöglichkeiten des Flug­
hafens. Die Flughafen Zürich AG engagiert sich jedoch
in hohem Ausmass über die Flughafenverbände (z.B.
dem Airport Council International) in verschiedenen
Arbeitsgruppen und unterstützt internationale Pro­
gramme und Entwicklungen mit dem vorhandenen
Fachwissen.
CO2-Emissionen Flughafen Zürich AG
60’000
50’000
Tonnen CO2/a
40’000
30’000
20’000
10’000
0
1991
1992
1993
1994
1995
Flughafen Zürich AG (Scope 1)
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
Flughafen Zürich AG – Elektrizität (Scope 2)
CO2-Emissionen (Scopes 1 und 2, bis 1993 zusammengerechnet) der Flughafen Zürich AG.
Internationale Akkreditierung
Das Klimaschutzprogramm der Flughafen Zürich AG
wurde im November 2010 auf der Stufe 3 des ­Airport
Carbon Accreditation des ACI EUROPE akkreditiert.
Es dokumentiert die Reduktion der eigenen Emis­
sionen und das Engagement bei Flugafenpartnern.
Damit zählt Zürich zu den fortschrittlichsten Flug­häfen
­Europas.
2010-2011
CERTIFICATE
of ACCREDITATION
This is to certify that Airport Carbon Accreditation, under the administration
of WSP Environment & Energy Ltd, confirms that the carbon management
processes at
ZURICH AIRPORT
implemented by Flughafen Zurich
have earned the accreditation level of OPTIMISATION, in recognition of their
exemplary work in managing, reducing and engaging other stakeholders on
the airport site, in minimising CO2 emissions as part of the European airport
industry’s response to the challenge of Climate Change.
www.airportcarbonaccreditation.org
12
Olivier Jankovec
Director General
ACI EUROPE
Peter Sharratt
Global Director
WSP Environment & Energy
Weiterführende Informationen:
• www.aci.aero
• www.aci-europe.org
Luftfahrt und globales Klima | Thesen und Aussagen
Thesen und Aussagen
«Luftverkehr ist der Klimakiller Nummer 1»
Der Luftverkehr ist nicht die grösste Ursache für den
Klimawandel. Der Luftverkehr trägt zur Veränderung
der Zusammensetzung der Erdatmosphäre bei, durch
das Treibhausgas Kohlendioxid, durch Ozonbildung
aus Stickoxiden und durch Veränderung der Bewöl­
kung durch Kondensstreifen und Partikel auf Reise­
flughöhe. Die Stickoxidemissionen tragen teilweise
auch zum Abbau von Kohlenwasserstoffen, Kohlen­
monoxid und dem Treibhausgas Methan bei.
Der Luftverkehr emittiert global derzeit etwa 2% aller
anthropogenen CO2-Emissionen; 98% stammen aus
anderen Quellen, darunter Strassenverkehr, Energie­
erzeugung oder Industrie. Die gesamte globale Klima­
wirkung durch den Luftverkehr wird heute auf einen
Anteil von 3% geschätzt.
«Die Klimaauswirkungen der Luftverkehrsemis­
sionen sind um Faktor 2–5 grösser als Emissionen
anderer Quellen»
Richtig ist, dass die Auswirkungen der Emissionen des
Luftverkehrs im Reiseflug gesamtheitlich grösser sind
als am Boden und dort den Treibhauseffekt (in posi­
tiver und negativer Richtung) stärker beeinflussen als
die gleichen Emissionen am Boden.
• Emissionen von CO2 haben langfristig den gleichen
Effekt in der Höhe wie am Boden.
• Emissionen von NOx und Wasserdampf mit Ein­
fluss auf Ozon, Methan, Kondensstreifen und Cirrus­
wolken müssen in Beziehung gesetzt werden zu einer
Atmosphäre ohne Luftverkehr. Die robuste Bewer­
tung von erwärmenden und kühlenden Auswirkun­
gen von nicht-CO2-Effekten ist Gegenstand aktueller
wissenschaftlicher Diskussion.
«Fliegen ist die energieintensivste Art
der Fortbewegung»
Richtig ist, dass der Treibstoffverbrauch pro Flug-­
Passagier im Durchschnitt geringer ist als pro AutoPassagier. Der Kerosinverbrauch beträgt pro Pas­sagier
und 100 km etwa 3,5 Liter, unter Berücksichtigung der
effektiv transportierten Passagiere. Dies entspricht
weniger als 100 Gramm CO2 pro Passagierkilometer.
In der Schweiz liegt der durchschnittliche Treibstoff­
verbrauch von Autos bei 7,5 Liter/100 km. Mit einer
durchschnittlichen Auslastung von 1,4 Personen gibt
dies rund 140 Gramm CO2 pro km und Person. Zudem
schafft das Flugzeug bei weniger als 100 Gramm CO2
pro km und Passagier eine Geschwindigkeit von 800
km/h, kommt also in der gleichen Reisezeit natürlich
sehr viel weiter, respektive ist das Auto bei Strecken
über Ozeane oder ganze Kontinente keine Alternative.
Ein Land kann durch einen Flugplatz von wenigen Kilo­
metern Abmessung an die ganze Welt angeschlos­
sen werden. Erdgebundene Transportmittel brauchen
Bauten (Strassen, Schienen, Brücken, Tunnel), wel­
che sich quer durch die Länder bis ans Ziel erstrecken
müssen. Der Energieaufwand für Bau und Unterhalt
von Tausen­den von Strassen- und Schienenkilometern,
sowie der Landbedarf fallen bei der Luftfahrt weit­
gehend weg.
Bei kurzfristigem Bedarf für eine neue Flugverbindung
wird diese meist ohne zusätzliche Bauten eingerich­
tet, sozusagen auf dem Papier. Ist der Bedarf für eine
Verbindung nicht mehr gegeben, wird die Verbindung
eingestellt, und es bleibt meist nichts zurück, weil das
Flugzeug nur «Luftstrassen» benutzt hat.
13
Luftfahrt und globales Klima | Thesen und Aussagen
Bisherige Betrachtungen auf der Grundlage des Strah­
lungsantriebs-Index (RFI) haben zu der Annahme
geführt, dass die Klimawirkung des bisherigen Luft­
verkehrs etwa 2- bis 5-mal grösser war, als auf Grund
des Kohlendioxids alleine. Schon 1999 wurde im IPCC
darauf hingewiesen, dass der RHI keine Kons­tante ist.
In der Zwischenzeit wurde allgemein eingesehen, dass
der RFI insbesondere für die nicht-CO2-Effekte keine
geeignete Metrik ist. Der daraus abgeleitete Faktor
kann nicht auf den in der Zukunft ablaufenden Luft­
verkehr übertragen werden Der Grund liegt z.B. in
der unterschiedlichen Verweildauer der Emissions­
stoffe in der Atmosphäre. Der Faktor hängt daher vom
willkürlich gewählten Zeitraum und von der Wachs­
tumsrate der Emissionen ab und kann Werte zwi­
schen 1 und einer grossen Zahl annehmen; für sehr
lange Zeiträume geht der Faktor gegen 1. Eine zusätz­
liche Schwierigkeit entsteht durch den Umstand, dass
einige nicht-CO2-Effekte zunehmen können, wenn CO2
abnimmt. Beispiele: Zunahme von NOx-Emis­sionen
durch Abnahme der CO2-Emissionen. Zunahme von
Kondensstreifen durch Abnahme der CO2-Emissionen
(effizientere Triebwerke). Ein kons­tanter Multiplika­
tionsfaktor – sei er nun 2 oder 3 oder 5 – ist daher
wissen­schaftlich und von der Zielrichtung her zum
heutigen Zeitpunkt nicht begründet (Schumann,
2008).
«In grösseren Flughöhen sind die
Klimaeffekte grösser»
Richtig ist, dass die Effekte gering sind und nicht unbe­
dingt höher werden. Flugzeuge fliegen heute auf Treib­
stoff- und damit CO2-optimierten Flughöhen. Eine
Reduktion der Flughöhe um 300m würde durch den
höheren Luftwiderstand eine Zunahme des Treibstoff­
verbrauchs und des CO2 um etwa 2% verursachen.
Bezüglich des Ozons wurde festgestellt, dass Flüge
im Unterschallbereich in grossen Höhen nicht einen
Ozon­abbau zur Folge haben (kein Beitrag zum «Ozon­
loch»). Eine Änderung der jetzigen Flughöhen kann ein
wenig zur Reduktion des Klimaeffekt beitragen. Betref­
fend der Bildung von Kondensstreifen und den damit
verbundenen Strahlungsantrieb wäre ein grundsätz­
liches Vermeiden des Fliegens in feuchten Luftschich­
ten vorteilhaft; ob dies operationell handhabbar ist,
wird derzeit untersucht. Zudem kann das in einzelnen
Fällen deutlich höhere, in anderen Fällen deutlich tie­
fere Flughöhen erfordern (Schumann, 2008).
«Ein Urlaubsflug ans Rote Meer ist
klimaschädlicher als ein Jahr lang Auto fahren»
Richtig ist, dass der jährliche CO2-Ausstoss durch ein
Auto einige Male höher ist als ein Urlaubsflug ans Rote
Meer. Bei einem Flug mit einem Charter-A320 (180
Passagiere) verursacht ein Passagier auf dem Flug von
Zürich nach dem 3114 km enfernten Sharm-el-Sheikh
und zurück 486 kg CO2 (ICAO Carbon Calculator).
Die durchschnittliche jährliche CO2-Emission pro
Perso­nenwagen beträgt in der Schweiz für das Jahr
2005 etwa 2890 kg. Dem liegt ein Fahrzeugbestand
von etwa 3,85 Millionen Personenwagen mit einer
Gesamtemission von etwa 11.12 Millionen t CO2 zu
Grunde (BAFU, 2004). Somit ist der CO2-Ausstoss
durch den Personenwagenverkehr etwa 6mal höher als
eine Flugzeugreise ans Rote Meer.
Oder anders berechnet: Der durchschnittliche CO2Ausstoss von Autos in der Schweiz liegt bei rund 140
Gramm CO2 pro km und Passagier. Bei heutigen Flug­
zeugen liegt dieser Wert unter 100 Gramm. Mit einem
Flugzeug kann man ungefähr eineinhalb Mal so viel km
zurücklegen, wie mit dem Auto, bis gleichviel CO2 aus­
gestossen wurde (ohne Berücksichtigung der Infra­
struktur).
14
Luftfahrt und globales Klima | Referenzen und Glossar
Referenzen und Glossar
Referenzen
BAFU, 2004Bundesamt für Umwelt: Luftschadstoffemissionen des Strassenverkehrs 1980–2030.
Schriftenreihe SR355, 2004
DfT, 2006Department for Transport (UK):
Project fort he Sustainable Development of Heathrow, 2006
ICAO 2007
International Civil Aviation Organisation: ICAO Environmental Report 2007
EIA, 2008
Energy Information Administration, www.eia.doe.gov, 27.6.2008
IPCC 2007Intergovernmental Panel on Climate Change, Fourth Assessment Report, Synthesis Report.
Geneva, 2007
Schumann, 2008Prof. Dr.-Ing. Ulrich Schumann, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt:
Persönliche Mitteilungen, 2008
UBA 2004Umweltbundesamt Deutschland: Globaler Klimawandel, Klimaschutz 2004.
Berlin, Mai 2004
Glossar
ACI EUROPE
Airport Council International EUROPE, Brüssel
APUAuxiliary Power Unit: Hilfstriebwerk des Flugzeugs zur Stromversorgung
und Klimatisierung des Flugzeuges
BAFU
Bundesamt für Umwelt, Schweiz
CAEP
Committee on Aviation and Environmental Protection, Umweltkomitee der ICAO
CO2eqKohlendioxidäquivalent: Die Menge an CO2, die denselben Strahlungsantrieb erzeugen
würde wie eine emittierte Mengen eines gut durchmischten Treibhausgases oder einer
Mischung gut durchmischter Treibhausgase, alle multipliziert mit ihrem jeweiligen GWPs,
um die unterschiedliche Verweildauer in der Atmosphäre zu berücksichtigen
GWPGlobal Warming Potential: Potenzial für die globale Erwärmung durch einen
bestimmten Stoff
ICAOInternational Civil Aviation Organization: Internationale Zivilluftfahrtorganisation,
eine Organisation der Vereinten Nationen mit Sitz in Montreal (Kanada). Die Schweiz
ist mit weiteren rund 140 Staaten ein Vertragsstaat der ICAO
IPCCIntergovernmental Panel on Climate Change: Zwischenstaatlicher Ausschuss für Klima­
wandel mit Sitz in Genf. Ein Ausschuss des Umweltprogramms der Vereinten Nationen
(UNEP) und der meteorologischen Weltorganisation (WMO)
NOxStickoxide
LTOLande- und Startzyklus von Flugzeugen; umfasst alle Flugbewegungen unterhalb von 3000
Fuss über Grund (knapp 1000 Meter)
UBA
Umweltbundesamt, Deutschland
VOC
Flüchtige organische Verbindungen
Impressum
Copyright: Flughafen Zürich AG
Fotografie: Flughafen Zürich AG
Stand:
November 2010
15
Flughafen Zürich AG
Umweltschutz
Postfach, CH-8058 Zürich-Flughafen
Telefon +41 (0)43 816 22 11
Telefax +41 (0)43 816 47 60
[email protected]
www.flughafen-zuerich.ch