Wann wir endlich … ohne schlechtes Gewissen fliegen können

Zusammengerechnet emittiert ein Hin- und Rückflug von Düsseldorf nach New York beispielsweise 2,8 Tonnen CO2-Äquivalente pro Person. Das CO2-Jahresbudget eines Menschen liegt aber nur bei 1,5 Tonnen. So viel darf eine Person höchstens verursachen, damit sich die Erde nicht um mehr als 1,5 Grad erwärmt. Bereits eine Fernreise übersteigt das Jahresbudget also um fast das Doppelte. Aus diesen Gründen ist Fliegen für immer mehr Menschen mit einem schlechten Gewissen behaftet – Stichwort "flight shame" oder "Flugscham".

Ungeachtet der Debatte um mehr Klimaschutz steigt die Zahl der Fluggäste aber weiter an – die Coronapandemie mal ausgenommen. In Deutschland sind im Jahr 2019 1,5 Prozent mehr Menschen geflogen als im Jahr zuvor, teilte das Statistische Bundesamt mit. Das macht 124,4 Millionen Reisende allein an deutschen Flughäfen. Es sieht so aus, als wollen die Menschen weiterfliegen. Das bedeutet: Wir müssen das Fliegen immerhin so umwelt- und klimaschonend wie möglich machen.

Laut einer Richtlinie sollen die Länder der Europäischen Union ihren CO2-Ausstoß bis 2050 um 75 Prozent und ihren Stickoxid-Ausstoß um 90 Prozent reduzieren. Um das zu erreichen, müssen sich Flugzeuge von fossilen Brennstoffen wie Kerosin langfristig verabschieden.

Elektroflugzeuge

Diese Technologie funktioniert bereits im Miniformat als Ein- oder Zweisitzer. Im Jahr 2015 überquerten die zwei ersten elektrisch betriebenen Flieger dieser Größe den Ärmelkanal. Daraufhin entwickelten weitere Unternehmen ähnliche Modelle.

Der größte Nachteil dieser Technologie: Die Akkus haben eine geringe Energiedichte. Sie liefern also noch nicht genügend Energie, um auch größere Maschinen über lange Zeit in der Luft zu halten. So wie die Module momentan beschaffen sind, müssten die Hersteller die Flugzeuge mit sehr vielen einzelnen Akkus ausstatten. Das Problem: Das erhöht das Gewicht des Flugzeugs – und das würde wiederum mehr Energie verbrauchen. Ein Beispiel: Laut dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) müsste ein vollelektrischer Airbus A320 für einen 20-minütigen Flug mit einer 50 Tonnen schweren Batterie ausgestattet sein. Allein das entspräche etwa zwei Drittel des maximalen Startgewichts des Flugzeugs.

Experten prognostizieren, dass es in Zukunft E-Flugzeuge mit 10 bis 19 Sitzplätzen geben könnte, die kurze Strecken von rund 200 Kilometern zurücklegen. Diese Größe und Distanz fällt in die Kategorie Zubringerflugzeuge. Sie sind für abgelegene Regionen sinnvoll, die schlecht zugänglich sind – zum Beispiel die Fjorde Norwegens. Es ist jedoch unwahrscheinlich, dass die Akkus eines Tages auch gewöhnliche Kurzstreckenflugzeuge (bis zu 70 Sitzplätze) oder gar Langstreckenflugzeuge (bis zu 300 Sitzplätze) antreiben können. Für den gesamten Flugverkehr sind reine E-Flugzeuge daher keine Option.

Für größere Maschinen können Luftfahrtunternehmen auf Hybride setzen. Dabei kombinieren Hersteller den klassischen Verbrennungsmotor mit Elektromotoren. So könnten Fluggesellschaften Emissionen zumindest teilweise reduzieren und gleichzeitig lange in der Luft bleiben. Und: Die Flieger können mit den Elektromotoren starten und landen. Das bedeutet, dass Flughäfen deutlich leiser wären. Mitarbeitende und Anwohner würden weniger durch Lärm belästigt.

Wasserstoff-Flugzeuge

Sie stoßen zwar weder CO2 noch Rußpartikel aus, dafür aber Stickoxide und Wasserdampf. Wie stark sich das auf die Wolkenbildung und damit einhergehende Treibhauseffekte auswirkt, müssen Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen noch erforschen. Wasserstoff ist außerdem nur dann nachhaltig, wenn er durch grünen Strom – etwa aus Sonnen- oder Windenergie – hergestellt wird.

Im September 2016 ist zum ersten Mal ein Wasserstoff-Flugzeug abgehoben, bei einem 10-minütigen Testflug über Stuttgart. Forscher vom DLR und der Universität Ulm haben das Modell mittlerweile weiterentwickelt. Die Maschine Hy4 hat aber nur vier Sitze und wird in Kombination mit einer Lithium-Ionen-Batterie betrieben. Das Unternehmen Airbus plant, bis 2035 ein Wasserstoff-Flugzeug auf den Markt zu bringen. Dafür muss der Hersteller einige Hürden überwinden. Die Flieger müssen den Wasserstoff in speziellen Tanks unter hohem Druck von rund 350 bar und bei sehr tiefen Temperaturen unter minus 250 Grad Celsius transportieren.

Das größte Problem an Wasserstoff-Flugzeugen ist der fehlende Platz. Der Brennstoff benötigt bis zu viermal mehr Volumen als Kerosin. Die Tanks fallen also sehr groß aus. Hersteller müssten sie deshalb im Rumpf der Maschine und nicht wie bisher in den Tragflächen verstauen. Will man Wasserstoff-Flugzeuge in großem Stil einsetzen, müssten die Flugzeugflotten weltweit neu konstruiert und gebaut werden. Daher ist auch diese Technologie keine realistische Option.

Biokerosin

Einige Fluggesellschaften wie die Lufthansa oder die niederländische KLM setzen diese Alternative bereits ein. Für bestimmte Strecken mischen sie einen Teil davon zum fossilen Kerosin in den Tank. Eine Nature-Studie konnte zeigen, dass die Flugzeuge damit um bis zu 70 Prozent weniger Rußpartikel und Feinstaub ausstoßen. Die Stickoxid-Emissionen bleiben aber gleich. Auch Wasserdampf stoßen die Flieger weiterhin aus. Forscher müssen allerdings noch überprüfen, wie stark der Wasserdampf durch Biokerosin das Klima beeinträchtigt. Flugzeuge, die ausschließlich mit Biotreibstoff fliegen, sind noch nicht zugelassen.

Zwar ist Biokerosin ein wachsender Markt, es müsste aber deutlich mehr produziert werden, um wirklich alle Flugzeuge damit ausstatten zu können. Ein Beispiel: Im Jahr 2018 wurden weltweit 15 Millionen Liter von dem Treibstoff aus pflanzlichen Rohstoffen hergestellt. Würde jedes Flugzeug nur zehn Prozent Biokerosin tanken wollen, bräuchte man 31 Milliarden Liter. Also rund 2000-mal mehr als die Produktion im Jahr 2018.

Der große Nachteil: Der Anbau von Raps, Ölpalme und Co. benötigt große Flächen. Es besteht die Gefahr, dass intakte Ökosysteme wie Regenwälder in Monokulturen umgewandelt werden. Außerdem, so warnen Experten und Expertinnen, könne der Anbau von Pflanzen für die Biokerosinproduktion in Konkurrenz treten zu Ackerflächen für die Lebensmittelproduktion. Darüber hinaus wird für den Anbau der pflanzlichen Rohstoffe viel Wasser benötigt und die Böden werden durch Dünger belastet. Stellt man den Biotreibstoff aus Pflanzenabfällen her, werden zwar zunächst keine neuen Flächen benötigt. Hier sind aber weitere Zwischenschritte nötig, welche die Herstellung teurer und energieintensiver machen. Biokerosin ist also keine wirklich ökologische Alternative.

Synthetisches Kerosin

Laut Experten ist synthetisches Kerosin, also Treibstoff aus CO2 sowie Strom aus erneuerbaren Energien, die vielversprechendste Alternative. Nach einer Analyse des DLR stößt die Technologie nicht nur deutlich weniger CO2, sondern auch weniger Rußpartikel aus. Das Umweltbundesamt (UBA) beschreibt das synthetische Kerosin in einem Positionspapier als die realistischste Methode, um die Klimaschutzziele zu erreichen.

Aber auch beim synthetischen Kerosin gibt es noch einige Hindernisse. Die Methode ist teuer und es fehlt noch genügend Strom aus erneuerbaren Energien. Bislang gibt es außerdem noch keine Großproduktionsanlagen, die den Treibstoff in Massen herstellen können. Experten sagen aber, dass es in Zukunft technisch möglich ist, Flugzeuge mit dieser Art von Kerosin auszustatten.

Vor allem für sonnen- und windreiche Länder sei die Methode rentabel. In Norwegen planen verschiedene Unternehmen eine solche Großanlage. Eine davon soll im Jahr 2023 in Betrieb gehen und zehn Millionen Liter synthetisches Öl pro Jahr produzieren. 2026 sollen es 100 Millionen Liter jährlich sein. Dieses könnten die Hersteller nicht nur zu Kerosin, sondern auch zu Benzin, Diesel oder chemischen Produkten weiterverarbeiten.