Der Anteil der globalen Luftfahrt am zunehmenden Treibhauseffekt lag 2019 bei fast sechs Prozent. Weil 2020 während der Corona-Pandemie viele Flüge ausfielen, wurden 43 Prozent weniger Klimagase ausgestoßen als im Vorjahr, 2022 waren es noch 37 Prozent weniger. Doch inzwischen nimmt der Flugverkehr laut der internationalen Luftfahrtorganisation (IATA) wieder zu- und damit auch die Emissionen.

Dabei verursacht der Ausstoß von CO2 nur etwa ein Drittel des Treibhauseffekts beim Flugverkehr, zwei Drittel entstehen durch sogenannte Nicht-CO2-Effekte. Den größten Beitrag zur Klimaerwärmung haben dabei die Kondensstreifen von Flugzeugen.

1. Weniger Klimaschäden mit Flugrouten ohne Kondensstreifen

Durch das Verbrennen von Kerosin entstehen beim Fliegen neben CO2 auch sogenannte Kondensstreifen, schmale weiße Wolken aus Eiskristallen. Sie bilden sich aus den Emissionen der Flugzeuge. Durch die niedrigen Temperaturen in acht bis zwölf Kilometer Höhe werden aus Wasserdampf, Ruß und Schwefel Eiskristalle, die sich stundenlang in der Luft halten können. Die Kondensstreifen des Flugverkehrs halten Wärme wie unter einer Glocke in der Atmosphäre und verstärken damit die Klimawirkung erheblich. Aktuelle Studien zeigen, dass Kondensstreifen rund 1,7-mal mehr Klimaschäden verursachen als der CO2 Ausstoß beim Fliegen.

Das Positive: Kondensstreifen lassen sich relativ einfach vermeiden.

Mit Hilfe von Wetterdaten lassen sich Flugrouten so optimieren, dass Flugzeuge bestimmte Wetterzonen meiden können, die Kondensstreifen begünstigen. Sie können beispielsweise 500 bis 1000 Meter tiefer fliegen. "Der Aufwand dafür ist nicht sehr groß", erklärt Markus Fischer, Bereichsvorstand vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) der DW. "Das heißt: Man braucht ungefähr ein bis fünf Prozent mehr Zeit und Kraftstoff. Zugleich wird so eine Reduktion der Nicht-CO2-Effekte in der Größenordnung von 30 bis 80 Prozent erreicht."

Die EU will diese sogenannten Nicht-CO2-Effekte künftig mindern und solche Effekte in den europäischen Emissionshandel mit einbeziehen. Ab 2025 sollen Fluggesellschaften laut einer vorläufigen Einigung im Europaparlament regelmäßig über ihre Nicht-CO2-Effekte berichten.

2. Keine CO2-Emissionen mit E-Kerosin aus Ökostrom 

Beim Verbrennen von Kerosin aus Erdöl entsteht viel CO2 und in großer Flughöhe auch Ozon und andere Treibhausgase. Die CO2-freie Alternative ist das sogenannte E-Kerosin. Klimaneutral herstellen lässt sich E-Kerosin mit Ökostrom, Wasser und CO2, das der Luft entzogen wird. In einem ersten Schritt wird dabei in einem Elektrolyseverfahren Wasserstoff erzeugt, durch Zusetzen von CO2 entsteht dann synthetisch das E-Kerosin.

Das Problem: Für die kostengünstige Produktion von E-Kerosin wird viel Solar- und Windstrom gebraucht, und bisher gibt es davon noch zu wenig. Auch neue Produktionsanlagen für  grünen Wasserstoff, CO2-Abscheidung aus der Luft (direct air capture) und synthetische Kraftstoffe müssen erst noch gebaut werden.

3. Biokerosin aus Pflanzenöl zum Fliegen

Eine weitere Möglichkeit ist das Tanken mit Biokerosin, das aus alten Speiseölen, Raps- oder Jatrophaöl hergestellt werden kann. Kleinere Produktionsanlagen gibt es dafür bereits. Allerdings müssten auch hier die Produktionskapazitäten stark ausgebaut werden und die Produktion von großen Mengen von Biokerosin ist angesichts knapper Ackerflächen für die Produktion von Ölpflanzen sehr begrenzt und auch umstritten.

Unterhändler des EU-Parlaments und der EU-Staaten einigten sich nun, dass Biofuels und E-Kerosin dem konventionellen fossilen Kerosin zukünftig in der EU beigemischt werden müssen. Der Anteil der alternativen Kraftstoffe im Kerosinmix der Flugzeuge soll ab 2025 bei mindestens zwei Prozent liegen und stetig ansteigen: auf 6 Prozent 2030, 20 Prozent 2035, 34 Prozent 2040, 42 Prozent 2045 und schließlich 70 Prozent im Jahr 2050. Die Einigung muss noch formell vom Parlament und den EU-Staaten bestätigt werden.

4. Batterieflugzeuge: Klimafreundliche Nische für Kurzstrecken

Sehr klimafreundlich könnten Flugzeuge mit Elektromotor und Batterie fliegen. Diese verursachen keine zusätzlichen Klimaeffekte wie Kondensstreifen. Doch das große Problem sind derzeit die schweren Batterien und deren schwache Speicherkapazitäten, die nur für kurze Distanzen von ein paar Hundert Kilometern reichen würden.  

An der Optimierung für Batterien und Maschinen tüfteln derzeit verschiedene Unternehmen. Der israelische Hersteller Eviation Aircraft konstruiert derzeit einen vollelektrischen Jet für neun Personen. Der soll künftig eine Reichweite von 445 Kilometern haben und rund 400 km/h schnell fliegen.

Beim Linienverkehr mit E-Flugzeugen will Norwegen ein Pionier werden: 2026 sollen dort die ersten Batterieflugzeuge mit Platz für 12 Personen die 160 Kilometer entfernten Küstenstädte Bergen und Stavanger verbinden. 

5. Wasserstoff-Flugzeuge müssen erst noch entwickelt werden

Große Aufmerksamkeit bekommen derzeit Zukunfts-Szenarien für Flugzeuge, die mit Wasserstoff fliegen. Der Wasserstoff erzeugt in einer Brennstoffzelle Strom, der effizient Propeller antreiben kann.

Auch Düsentriebwerke für Langstreckenmaschinen können mit Wasserstoff betrieben werden, doch die wären weniger effizient.

Der Konzern Airbus will bis 2035 ein Passagierflugzeug mit Wasserstoffantrieb auf den Markt bringen.  Wasserstoffflugzeuge könnten laut einer Studie von McKinsey im Jahr 2050 zwischen 13 Prozent und mehr als 30 Prozent des Flugverkehrs ausmachen. 

Beim Antrieb von Flugzeugen mit Wasserstoff gibt es jedoch zahlreiche Herausforderungen. Das Gas wird erst bei minus 253 Grad Celsius flüssig und muss unter hohem Druck in speziellen Tanks gespeichert werden. Das erfordert viel Platz und zusätzliches Gewicht, entsprechende Flugzeuge müssen für diese Technologie neu entwickelt werden. Darüber hinaus muss dann auf Flughäfen eine neue Infrastruktur zum Betanken mit Wasserstoff gebaut werden.

6. Weniger und effizienter fliegen hilft für 1,5-Grad-Kurs

Komplett emissionsfrei und damit klimaneutral wird der Flugverkehr auch in den optimistischen Szenarien bis 2050 nicht werden. Experten gehen allerdings davon aus, dass bei einem ambitionierten Umbau die Emissionen von Treibhausgasen beim Fliegen um rund 90 Prozent sinken könnten.  Allerdings sind dafür zusätzliche Maßnahmen nötig, so die Autoren einer aktuellen Studie in der renommierten Fachzeitschrift Nature.

Fossiles Kerosin könnte bis Mitte des Jahrhunderts  komplett durch grünen Wasserstoff und E-Kerosin ersetzt werden und Flugrouten ohne klimaschädliche Kondensstreifen wären möglich. Ein Rest an Klimaeffekten bleibt jedoch auch beim Fliegen mit E-Kerosin bestehen, betonen die Wissenschaftler.

Als zentrales Element für den Klimaschutz gilt deshalb, Flüge möglichst zu vermeiden und klimafreundliche Verkehrsmittel vorzuziehen, betont auch das deutsche Umweltbundesamt.

Luftfahrtexperten wie Markus Fischer vom DLR sehen zudem noch Einspareffekte durch neue, leichte Flugzeugmodelle mit optimierten Tragflächen, Propellern statt Düsenantrieb sowie einer Reduzierung der Fluggeschwindigkeit. Damit könnten insgesamt etwa 50 Prozent des Treibstoffs im Vergleich zu heute eingespart werden.

Hilfreich bei der Umsetzung all dieser Maßnahmen ist die Integration der Umweltkosten in die Preise der Flugtickets, betont der europäische Umweltdachverband Transport and Environment in seiner Roadmap zur klimafreundlicheren Luftfahrt. Bislang bezahlen die Fluggesellschaften nichts für ihre Klimaschäden. Eine entsprechende Integration der Kosten wäre gerecht, könnte den Umbau der Luftfahrt fördern und würde den Umstieg auf klimaschonende Verkehrsmittel erleichtern.