So wirkt sich der Flugverkehr auf das Klima aus

ProClim Flash 73

Flugzeuge emittieren nebst CO2 auch andere klimawirksame Stoffe. Einige davon sorgen kurzfristig für eine stärkere Erwärmung als CO2 – bleiben aber weniger lang in der Atmosphäre. Die Gesamtwirkung ist somit abhängig vom betrachteten Zeithorizont.

Abbildung 1: Flugzeuge emittieren verschiedene Stoffe, die unterschiedlich lange in der Atmosphäre verbleiben. CO2 wirkt über Jahrzehnte bis Jahrhunderte, andere Komponenten nur über einige Stunden bis ein paar Jahre. ProClim Flash 73)
Image: Urs Neu & aplus caruso gmbh

Text: Urs Neu, ProClim

Die Treibhausgasemissionen des weltweiten Flugverkehrs nahmen über die letzten Jahrzehnte stetig und stark zu, und ihr Anteil an den weltweiten CO2-Emissionen ist gewachsen. Beim Fliegen werden aber noch andere Stoffe ausgestossen, die das Klima nachteilig beeinflussen. Dies sind insbesondere Wasserdampf, Stickoxide (SOx), Schwefeldioxid (SO2) und Russ. Durch diese Emissionen entstehen – je nach Feuchtigkeit der Umgebungsluft – auch Kondensstreifen und hohe Zirruswolken.

All diese Komponenten haben einen Einfluss auf das Klima. Zum Teil erfolgt dieser Einfluss direkt über den Treibhauseffekt wie beim CO2, zum Teil aber auch indirekt: indem beispielsweise die Stickoxide die Konzentration der Treibhausgase Methan (CH4) oder Ozon (O3) in der Umgebungsluft verändern.

Unterschiedlich lange Klimawirkung

Es besteht ein grosser Unterschied, wie lange die verschiedenen Komponenten auf das Klima wirken: So ist der Einfluss des CO2 sehr langanhaltend, weil dieses über Jahrzehnte bis Jahrhunderte in der Atmosphäre verbleibt und den Treibhauseffekt verstärkt. Alle anderen Komponenten wirken zwar teilweise sehr stark, aber nur über relativ kurze Zeit – das heisst über einige Stunden bis ein paar Jahre. Deshalb ist der Vergleich der Klimawirkung von CO2 und der Wirkung aller anderen Flugverkehrsemissionen, den «Nicht-CO2-Emissionen», nicht so einfach und wirft verschiedene Fragen auf.

Bei den «Nicht-CO2-Emissionen» gehen Forschende heute davon aus, dass die Klimawirkung der Kondensstreifen und der dadurch verursachten zusätzlichen Bewölkung deutlich am grössten ist. Weniger drastische Auswirkungen scheinen Stickoxidemissionen zu haben: Sie sollen eine ähnlich hohe kühlende wie wärmende Wirkungen haben – und die weiteren Wirkungen sind wahrscheinlich eher gering. Wie kann man die klimatischen Folgen des langfristig wirksamen CO2 und der kurzfristigen anderen Effekte vergleichen? Die Wahl des Vergleichs ist abhängig von der Fragestellung.

Die Klimawirkung meines Ferienflugs

Frage 1: Was ist die Klimawirkung einer einmaligen Emission – zum Beispiel eines Flugs in die Ferien?

Diese Frage stellt sich beispielsweise, wenn ich die Emissionen meines Ferienflugs mit Zertifikaten für Klimamassnahmen kompensieren will. Dafür ist es sinnvoll, die Klimawirkung über die einzelnen Jahre bis zu einem bestimmten Zeitpunkt in der Zukunft zusammenzuzählen. Die Vergleichsflächen in Abbildung 2 veranschaulichen diese Summen für eine kurzlebige Substanz sowie für CO2 über 20 und 100 Jahre. Es ist ersichtlich, dass bei einem Zeithorizont von 20 Jahren die Wirkung der kurzlebigen Substanz grösser ist, während für 100 Jahre die Wirkung von CO2 deutlich grösser ist.

Somit ist die Wahl des Zeithorizonts für den Vergleich entscheidend: Gewichte ich die Wirkung in näherer Zukunft – die mich direkt betrifft – oder die Wirkung in fernerer Zukunft, die die nachfolgenden Generationen betrifft? In den Klimaübereinkommen wird bisher einheitlich ein Zeithorizont von 100 Jahren angewendet, also längerfristig gedacht. Über 20 Jahre ist die gesamte Klimawirkung aller Emissionen eines Flugzeugs etwa 3,5-mal grösser als die Wirkung von CO2 allein, über 50 Jahre doppelt so gross und über 100 Jahre 1,5-mal so gross.

Flugverkehr und die Klimaziele

Frage 2: Wie lässt sich feststellen, ob Emissions- und Temperaturziele – zum Beispiel im Rahmen des Klimaübereinkommens von Paris – erreicht werden können?

Für die Frage, ob das Ziel des Klimaübereinkommens von Paris erreicht werden kann, ist entscheidend, wie viele klimawirksame Emissionen insgesamt noch ausgestossen werden. Für diese Frage ist die Summe der Emissionen über die Zeit und damit die Entwicklung der Emissionen entscheidend.

Und dabei ist folgende Unterscheidung wichtig: Bleiben die Emissionen gleich hoch, so wird die Klimawirkung beim CO2 immer grösser, weil dieses in der Atmosphäre bleibt und sich aufsummiert. Bei kurzlebigen Substanzen hingegen nimmt die Klimawirkung bei gleichbleibenden Emissionen nicht mehr zu, weil diese Substanzen rasch wieder abgebaut werden und ihre Konzentration ebenfalls gleich bleibt.

Kurzlebige Substanzen könnten also auf gleichem Niveau weiter emittiert werden und die Temperatur würde dadurch längerfristig nicht steigen. Beim CO2 hingegen müssen die Emissionen auf null reduziert werden, damit die Temperatur auf dem gleichen Niveau bleibt. Da bei kurzlebigen Substanzen nur das Wachstum der Emissionen eine zusätzliche Klimaerwärmung bewirkt, wird hier für den Vergleich mit dem CO2 das Wachstum der Emissionen über die Zeit betrachtet.

Die wirksamste Methode

Bei einem weiteren Wachstum des Flugverkehrs – wie in den letzten zehn Jahren – wäre die gesamte Wirkung der Flugverkehrsemissionen in der Schweiz rund 2,5-mal so hoch wie die Wirkung des CO2 allein. Möchte man die Klimawirkung des Flugverkehrs vermindern, so ist die effizienteste Möglichkeit, weniger zu fliegen.

Es gibt jedoch auch technische Möglichkeiten der Emissionsminderung, zum Beispiel durch die Verwendung klimaneutraler Treibstoffe. Der Einsatz von synthetischen Treibstoffen oder Bio-Treibstoffen ist heute bereits technisch möglich. Dabei wird jedoch vor allem die Wirkung der CO2-Emissionen vermindert, diejenige der Nicht-CO2-Emissionen nur teilweise, da weiterhin Stickoxide und Wasserdampf ausgestossen werden und somit Kondensstreifen und Zirrenwolken entstehen. Nur beim Einsatz von Elektroflugzeugen würden alle Klimawirkungen reduziert, doch steckt die entsprechende technische Entwicklung noch in den Kinderschuhen und wird auch auf mittlerem Zeithorizont kaum breit eingesetzt werden können. Andere Massnahmen haben meist Vor- und Nachteile: So führt beispielsweise das Umfliegen von feuchten Luftmassen zwar zu weniger Kondensstreifen, dafür erhöht sich aber der Treibstoffverbrauch.

Technische Massnahmen zur Reduktion der Klimawirkung des Flugverkehrs sind deshalb eine grosse Herausforderung. Die Reduktion der Flugkilometer ist die wirksamste Massnahme, allerdings mit wirtschaftlichen Einbussen der Airlines verbunden.

  • Abbildung 1: Flugzeuge emittieren verschiedene Stoffe, die unterschiedlich lange in der Atmosphäre verbleiben. CO2 wirkt über Jahrzehnte bis Jahrhunderte, andere Komponenten nur über einige Stunden bis ein paar Jahre. ProClim Flash 73)
  • Abbildung 2: Vergleich der Klimawirkung von kurzlebigen Substanzen mit der Klimawirkung von CO2, hier anhand der Summe der Klimawirkungen der einzelnen Jahre. Links die Summe über 20 Jahre (Fläche A für eine kurzlebige Substanz, Fläche B für CO2), rechts über 100 Jahre. (ProClim Flash 73)
  • Abbildung 1: Flugzeuge emittieren verschiedene Stoffe, die unterschiedlich lange in der Atmosphäre verbleiben. CO2 wirkt über Jahrzehnte bis Jahrhunderte, andere Komponenten nur über einige Stunden bis ein paar Jahre. ProClim Flash 73)Image: Urs Neu & aplus caruso gmbh1/2
  • Abbildung 2: Vergleich der Klimawirkung von kurzlebigen Substanzen mit der Klimawirkung von CO2, hier anhand der Summe der Klimawirkungen der einzelnen Jahre. Links die Summe über 20 Jahre (Fläche A für eine kurzlebige Substanz, Fläche B für CO2), rechts über 100 Jahre. (ProClim Flash 73)Image: Urs Neu, ProClim2/2

Categories

  • Greenhouse effect
  • Greenhouse gases
  • Traffic

Contact

Dr. Urs Neu
SCNAT
ProClim − Forum for Climate and Global Change (ProClim)
House of Academies
PO Box
3001 Bern
Switzerland

+41 31 306 93 52
E-mail

German, French