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Energieeffizienzreport 2012

Der Luftverkehr hat nicht nur eine herausragende wirtschaftliche Bedeutung, sondern auch eine hohe klimapolitische Verantwortung. Diesem Anspruch wird die Branche gerecht, indem sie ihren Energieverbrauch kontinuierlich senkt. Mit dem vorliegenden Report Energieeffizienz und Klimaschutz legt der BDL die wesentlichen Kennzahlen rund um das Thema vor. Der Bericht wird jährlich aktualisiert.

Report zur Energieeffizienz in aktuellen Kennzahlen

Fluggesellschaften und Flugzeughersteller setzen auf einen möglichst sparsamen Kraftstoffeinsatz. Dadurch wurde ein Verkehrswachstum mit immer weniger Treibstoffverbrauch pro Flug erreicht. Der Kerosinverbrauch konnte vom Verkehrswachstum entkoppelt werden.

Seit 1990 haben die deutschen Fluggesellschaften ihren Treibstoffverbrauch pro Passagier und 100 Kilometer um 37 Prozent verringern können. Benötigte ein Flugzeug 1990 noch etwa sechs Liter pro Passagier und 100 Kilometer, liegt dieser Wert heute bei unter vier Litern. Dadurch konnte ein sparsamer Luftverkehr erreicht werden: Der Verkehr an deutschen Flughäfen hat sich seit 1990 verdreifacht; der Kerosinverbrauch ist im gleichen Zeitraum jedoch nur um knapp das Doppelte gestiegen.

Vier-Liter-Flotte

2011 erzielte die Flotte der deutschen Fluggesellschaften einen neuen Effizienzrekord: Im Durchschnitt wurden nur 3,92 Liter Kerosin pro Passagier und 100 Kilometer benötigt.

CO2-Emissionen im innerdeutschen Luftverkehr gesunken

Die steigende Energieeffizienz des Luftverkehrs wirkt sich positiv auf die CO2-Emissionen aus: Die absoluten CO2-Emissionen der deutschen Inlandsflüge konnten sogar um 14 Prozent auf 1,99 Millionen Tonnen gesenkt werden – und das trotz eines gleichzeitigen innerdeutschen Verkehrswachstums von 80 Prozent.

Im stark wachsenden internationalen Flugverkehr (+310 Prozent) nahmen die absoluten CO2-Emissionen nur um etwa 100 Prozent auf 24,55 Millionen Tonnen zu.

Anteil des Luftverkehrs an den weltweiten Treibhausgasemissionen

Der Klimawandel wird durch die Emissionen von Treibhausgasen verursacht. Dazu gehören insbesondere die CO2-Emissionen, die durch die Verbrennung von fossilen Kraftstoffen entstehen. Der Luftverkehr ist weltweit für 2,46 Prozent dieser CO2-Emissionen verantwortlich.

Der Anteil des Luftverkehrs an allen Treibhausgasemissionen – darunter auch Stickoxide (NOX) und Wasserdampf (H2O) – liegt weltweit bei weniger als zwei Prozent.

Kerosinverbrauch wurde aus Eigeninitiative gesenkt

Der Luftverkehr erreicht seine Treibstoffreduktion ohne staatliche Grenzwerte oder andere regulative Eingriffe. Die Fluggesellschaften streben schon aus eigenem Antrieb einen möglichst geringen Kerosinverbrauch für ihre Flotten an. Denn die Kosten für Öl und damit für Kerosin bilden seit Jahrzehnten einen der größten Kostenfaktoren der Fluggesellschaften. Hierauf entfällt heute bereits etwa ein Drittel der gesamten Kosten im Betrieb einer Fluggesellschaft.

Verhältnis von Kosten und Klimanutzen

Die Luftfahrt setzt ein ganzes Bündel an Maßnahmen ein, um ihre Energieeffizienz ständig zu verbessern. Dazu gehören nicht nur technische Fortschritte zum Beispiel in der Aerodynamik, sondern auch ein optimales Flugbetriebs- und Treibstoffmanagement. Ziel ist es, mit den eingesetzten Mitteln möglichst hohe Energieeffizienz und Treibstoffreduktion zu verwirklichen. Erreicht wird dieses Ziel, wenn mit der Umsetzung einer Maßnahme über die Nutzungsdauer gleichzeitig CO2-Emissionen vermieden und Kosteneinsparungen erzielt werden.

Beispiel Flügelspitzen: Die Nachrüstung einer Boeing 737-700 mit aerodynamischen Flügelspitzen kostet einmalig 678.000 Euro. Die Einsparungen belaufen sich auf 270 Tonnen Kerosin bzw. 850 Tonnen CO2 pro Jahr. Bei einem momentanen Kerosinpreis von 600 Euro pro Tonne beläuft sich die Kosteneinsparung auf 162.000 Euro pro Jahr – damit haben sich die Investitionen im vierten Jahr amortisiert.

Unsere Ziele zur CO2-Reduktion: Internationale Selbstverpflichtung seit 2008

Vor jedem anderen Wirtschaftssektor haben sich Fluggesellschaften, Flugzeughersteller und Flughäfen international auf ehrgeizige Umwelt- und Klimaziele verständigt. Sie beschlossen bereits 2008, den weltweiten CO2-Ausstoß des Luftverkehrs bis 2050 um 50 Prozent zu senken.

Weltweite Ziele auf dem Weg zum CO2-neutralen Luftverkehr

  • Bis 2020: Die Luftfahrt steigert ihre Energieeffizienz pro Jahr um 1,5 Prozent. Deutschlands Fluggesellschaften leisten schon jetzt mehr: Seit 2009 verbesserten sie ihre Energieeffizienz jährlich um durchschnittlich 1,6 Prozent.
  • Ab 2020: Der Luftverkehr wächst CO2-neutral. In Europa wird dieses Ziel mit Einbeziehung des Luftverkehrs in den EU-Emissionshandel bereits heute erreicht.
  • 2050: Trotz weiterhin steigendem Verkehrsaufkommen sinken die Netto-CO2-Emissionen bis 2050 um die Hälfte auf Basis von 2005.

Vier-Säulen-Strategie gibt die Richtung vor

Um ihre anspruchsvollen Klimaschutzziele zu erreichen, verfolgt die Luftverkehrswirtschaft eine Vier-Säulen-Strategie:

Exkurs: Europäischer Emissionshandel

Seit 2012 nimmt der Luftverkehr in der EU am Emissionshandelssystem teil. Ziel ist es, die Gesamt-CO2-Emissionen des Verkehrsträgers auf den Ausstoß des Jahres 2005 zu begrenzen. Da die Transportleistungen steigen, müssen die Fluggesellschaften für die wachstumsbedingten CO2-Emissionen zusätzliche Zertifikate kaufen.

Diese Verschmutzungsrechte müssen sie überwiegend von Industrieunternehmen aus anderen Branchen erwerben, die ebenfalls dem EU-Emissionshandel unterworfen sind. Allen voran den großen Energieversorgern. Da auch deren Emissionen begrenzt sind und die Zertifikate-Verkäufer zuvor die entsprechende CO2-Menge eingespart haben müssen, erfolgt das Wachstum des Luftverkehrs in Europa damit schon jetzt CO2-neutral.

Maßnahmen im Bereich Technik: Investitionen für verbrauchsarme Flugzeuge

Mit jeder neuen technischen Entwicklung verbrauchen Flugzeuge wesentlich weniger Kerosin. Daher erneuern die deutschen Fluggesellschaften stetig ihre Flotten. Derzeit haben sie insgesamt 200 verbrauchsärmere Flugzeuge bestellt. Die Investitionen summieren sich laut Listenpreisen auf über 20 Milliarden Euro.

Innovative Langstreckenflugzeuge verbrauchen heute im Durchschnitt drei Liter pro Passagier und 100 km und damit rund 20 Prozent weniger Kerosin als ältere Flugzeuge.

Schlüsselfaktor Gewicht

Die Höhe des Kerosinverbrauchs hängt wesentlich vom Gewicht eines Flugzeugs ab. In den vergangenen Jahren ist es den Flugzeugherstellern gelungen, wesentlich leichtere Flugzeuge zu bauen. Eine zentrale Rolle spielt dabei kohlefaserverstärkter Kunststoff (CFK), der weniger wiegt als Aluminium, aber härter als Stahl ist. Noch in den 1990er Jahren lag der CFK-Anteil bei Passagiermaschinen bei nur zehn Prozent. Die Boeing 787, der Airbus A350 oder die CSeries von Bombardier bestehen zu rund 50 Prozent aus diesen leichten Materialien.

Auch die Fluggesellschaften senken permanent das Gewicht ihrer Maschinen. Beispiele:

  • Innenausstattung: Neue Materialien und Konstruktionen verringern das Gewicht der Sitzreihen in einer Boeing 737 um über 330 Kilogramm.
  • Entertainment: Funknetze an Bord ersetzen die schwere Verkabelung der Passagiersitze. Das macht einen Airbus A340-600 um rund 900 Kilogramm leichter.
  • Cockpit: Dank moderner Computertechnik können die Piloten auf umfangreiche Papierdokumentationen verzichten. Auch das spart 50 Kilogramm Gewicht.
  • Trolleys: Neue Service-Wagen aus Aluminium wiegen bis zu acht Kilogramm weniger als herkömmliche Trolleys. Ein Airbus A330 führt 38 Wagen mit.

Bestandsflotten mit besserer Aerodynamik

Während in den jeweils neuesten Flugzeuggenerationen eine verbesserte Aerodynamik selbstverständlich ist, wurde in den vergangenen Jahren auch der Luftwiderstand der Bestandsflotte verringert. Beispiel: Dank nachträglich angebrachter gebogener Flügelspitzen, den sogenannten Winglets, lässt sich der Treibstoffverbrauch pro Flugzeug um rund drei Prozent reduzieren. Modell gestanden hat dabei die Natur: Die Winglets sind der Flügelform des Kondors nachempfunden.

Maßnahmen im Bereich Betrieb: Energiemanagement vom Start bis zur Landung

Im Flugbetrieb setzt die Luftverkehrswirtschaft in vielen Teilbereichen an, um das Fliegen möglichst energieeffizient und damit klimaschonender zu machen.

Hohe Auslastung verbessert die Energieeffizienz

Jede Fluggesellschaft versucht, ihre Flugzeuge bestmöglich auszulasten. Auch hier gehen Umweltschutz und Wirtschaftlichkeit Hand in Hand: Je höher die Auslastung, desto niedriger der durchschnittliche Verbrauch pro Passagier. Weltweit lag die Auslastung der Flugzeuge 2011 bei durchschnittlich 78 Prozent. Mit 80 Prozent haben die deutschen Fluggesellschaften diesen Wert sogar übertroffen. Zum Vergleich: Im Durchschnitt sind Züge in Deutschland zu 49 Prozent und Pkws mit 30 Prozent (1,5 Personen) ausgelastet.

Bestmöglicher Flugbetrieb für höchste Effizienz

Piloten werden heute besonders geschult und Flüge mit Blick auf viele Details geplant, um eine größtmögliche Energieeffizienz zu erreichen. Beispiele:

  • Bessere Gewichtsverteilung bei der Beladung: Durch die optimale Platzierung der Passagiere und der Fracht werden die CO2-Emissionen um zwei bis drei Prozent verringert.
  • Flügelklappen: Etwa 30 bis 50 Kilogramm CO2 werden eingespart, indem die Flügelklappen frühzeitig in eine aerodynamische Position gebracht werden.
  • Tempo: Mit optimalen Reisegeschwindigkeiten lässt sich der Treibstoffbedarf um bis zu drei Prozent senken.
  • Wartung: Die gründliche Wäsche der Flugzeug-Außenhaut reduziert den Luftwiderstand und damit den Treibstoffbedarf eines Flugzeugs um zwei Prozent. Der Einsatz moderner Triebwerkswäschen führt zu Kerosineinsparungen von bis zu einem Prozent.

Energieeffizienz im Landeanflug

Die Deutsche Flugsicherung (DFS) verfolgt das erklärte Ziel, den Luftverkehr sicher und möglichst umweltschonend zu steuern und kann damit neben einer Lärmreduktion auch unnötige CO2-Emissionen vermeiden. So können einige Flughäfen seit wenigen Jahren mit dem sogenannten Continuous Descent Approach (CDA) angeflogen werden. Bei diesem Verfahren verlassen die Flugzeuge ihre Reisehöhe in einem kontinuierlichen Sinkflug und der Pilot kann im Anflug die Leistung der Triebwerke erheblich reduzieren. Pro Flug können so zwischen 60 und 180 Liter Kerosin eingespart werden.

Maßnahmen im Bereich Infrastruktur: Energiesparende Betriebsabläufe am Boden und im Luftraum

Flughafenbetreiber, Fluggesellschaften und die Flugsicherung arbeiten eng zusammen, um die Betriebsabläufe am Boden und am Himmel reibungslos und möglichst energieeffizient zu gestalten.

Parkende Flugzeuge verbrauchen Strom und benötigen klimatisierte Luft für den Kabinenraum. Beides beziehen sie üblicherweise über ihre bordeigenen Hilfstriebwerke. Allein der Einsatz dieser Hilfsturbinen verursachte in der Vergangenheit etwa zehn Prozent der CO2-Emissionen beim Start- und Landevorgang. Heute versorgen die Flughäfen parkende Maschinen immer häufiger mit externen Stromquellen und bereits klimatisierter Luft. Das reduziert den Kerosinverbrauch und vermeidet am Flughafen zusätzlich Lärm und Luftschadstoffe.

Verlassen die Flugzeuge ihre Parkposition, rollen sie mit Hilfe der Haupttriebwerke zur Startposition. Sparsamere Flugzeugschlepper kamen für diese Aufgabe bislang nicht in Frage, da Piloten aus Gründen der Sicherheit die Entscheidungsgewalt über die Geschwindigkeit und Rollrichtung des Flugzeugs behalten müssen.

Hier ist eine Lösung in Sicht: Die ersten Versuche mit sogenannten TaxiBot-Schleppern, die der Pilot über die Cockpit-Lenkung steuern kann, wurden bereits 2011 abgeschlossen. Ab 2013 werden am Frankfurter Flughafen drei dieser Fahrzeuge im Normalbetrieb intensiv getestet.

Eine weitere Neuentwicklung sind brennstoffzellenbetriebene Bugräder, mit denen der Energieverbrauch bei den Rollvorgängen auf dem Boden gesenkt wird.

Auch hier gab es 2011 die ersten Tests. Diese neue Technologie soll in Zukunft die durch den Bodenverkehr am Flughafen verursachten CO2-Emissionen um weitere 17 bis 19 Prozent senken.

Staatliche Verantwortung für eine energieeffizientere Flugsicherung im EU-Luftraum

Kerosin lässt sich sparen, indem man Umwege bei den Flugrouten vermeidet. Denn nach wie vor ist der europäische Luftraum stark zersplittert. Die Folge sind erhebliche Umwege, Emissionen und Kosten in Milliardenhöhe. Erste wichtige Schritte zur Schaffung des sogenannten Einheitlichen Europäischen Luftraums wurden bereits gegangen. Die Deutsche Flugsicherung (DFS) spielt bei der Verbesserung und Energieeffizienzsteigerung der Flugsicherung in Europa eine engagierte Rolle.

  • Flugstrecken verkürzen: Durch einen vereinheitlichten Luftraum können die ansonsten erzwungenen Umwege von durchschnittlich 50 Kilometern pro Flug reduziert werden.
  • Klima schützen: Laut EU-Kommission könnten die CO2-Emissionen mit dem Einheitlichen Europäischen Luftraum um bis zu zwölf Prozent verringert werden.
  • Kosten senken: Mit dem Einheitlichen Europäischen Luftraum könnten die Fluggesellschaften jährlich um vier Milliarden Euro weniger belastet werden. Das ist Geld, das die Fluggesellschaften in neue und treibstoffärmere Flugzeuge investieren könnten.

Maßnahmen im Bereich Alternative Kraftstoffe und Antriebe: Innovative Zukunftskonzepte

Seit 2011 arbeiten Unternehmen der Kraftstoff- und Luftfahrtindustrie mit Vertretern der Wissenschaft unter dem Dach der deutschen Biokerosininitiative aireg – Aviation Initiative for Renewable Energy in Germany e.V. – zusammen, um die Entwicklung und Einführung alternativer Flugkraftstoffe in Deutschland zu unterstützen.

aireg hat sich zum Ziel gesetzt, bis 2025 zehn Prozent ihres Kraftstoffbedarfs aus alternativen Quellen zu decken. Das klimaschutzpolitische Argument lautet: Biokraftstoffe stoßen bei der Verbrennung zwar die gleiche Menge CO2 aus wie fossile Kraftstoffe; allerdings wurde dieses CO2 zuvor der Erdatmosphäre durch die Energiepflanze entzogen.

Biokraftstoffe im regulären Flugbetrieb

Als erste Fluggesellschaft weltweit erprobte die deutsche Lufthansa 2011 Biokraftstoffe im regulären Flugbetrieb auf einer Verbindung zwischen Frankfurt und Hamburg. Die Tests bewiesen, dass der Einsatz von Biokraftstoffen technisch möglich ist. Allerdings sind Biokraftstoffe derzeit nur begrenzt marktfähig, da sie etwa doppelt so teuer sind wie fossiles Kerosin.

Fakten zur Erprobung auf einen Blick

  • Zeitraum: 15. Juli bis 27. Dezember 2011
  • Flugzeugtyp: Airbus A321
  • Frequenz: täglich acht Flüge
  • Biokraftstoffanteil: 50 Prozent auf einem Triebwerk
  • Einsparung: insgesamt rund 1.500 Tonnen CO2

Nachhaltigkeit sichern

Der Einsatz von alternativen Kraftstoffen ist mit neuen Anforderungen verbunden, die auch die deutsche Luftverkehrswirtschaft sehr ernst nimmt. Für den künftigen Einsatz alternativer Flugkraftstoffe bekennt sie sich zu den Zielen von aireg:

  • Keine Konkurrenz zwischen Tank und Teller: Die Produktion von alternativen Kraftstoffen darf die Produktion von Lebens- und Futtermitteln nicht gefährden. Es darf ausschließlich auf solche Rohstoffe zurückgegriffen werden, deren Bereitstellung möglichst wenig Fläche beansprucht und nicht in Konkurrenz zu einer anderweitigen Flächennutzung steht. Die Landnutzung darf nicht verändert werden.
  • Marktfähige Preise: Treibstoffpreise müssen für die Nutzer wettbewerbsneutral sein. Ansonsten würden sie die Wettbewerbsbedingungen zwischen den Luftverkehrsgesellschaften massiv verzerren. Alternative Kraftstoffe können heute noch nicht zu wettbewerbsfähigen Kosten hergestellt werden. Wesentliche Faktoren sind dabei die noch sehr hohen Rohstoff- und Produktionskosten. Um alternative Kraftstoffe marktfähig zu machen, sind langfristig stabile Rahmenbedingungen entlang der gesamten Wertschöpfungskette notwendig. Die staatliche Förderpolitik muss sicherstellen, dass alternative Kraftstoffe wettbewerbsneutral produziert werden können.

Entwicklungspotenziale

Neben Biomasse als alternativem Energieträger erforschen die Europäische Union und die Luftverkehrsindustrie derzeit Möglichkeiten, Sonnenenergie direkt für die Kraftstoffgewinnung zu nutzen. Zudem bringen uns technologische Fortschritte bei Batterien, elektrischen Generatoren und Motoren der Vision vom elektrischen Fliegen einen Schritt näher. Zusätzliche Verbesserungen bei der Aerodynamik, innovative Antriebe und vollkommen neue Flugzeugkonfigurationen werden zu weiteren Effizienzsteigerungen in der Luftfahrt führen.

Umrechnungsfaktoren

Massendichte

1 Liter Kerosin = 0,8 kg Kerosin
1 kg Kerosin = 1,25 Liter Kerosin

Energiedichte

1 kg Kerosin = 42,8 MJ (Megajoule)
1 Liter Kerosin = 34,24 MJ (Megajoule)

Emission

1 kg Kerosin emittiert 3,15 kg CO2
4 Liter pro Passagier und 100 km entsprechen ca. 100 Gramm CO2 pro Passagier und Kilometer

Sonstige

1 US-Gallone = 3,785 Liter
1 Barrel = 159 Liter
Megajoule: 1 MJ = 1.000.000 J = 106 J
Petajoule: 1 PJ = 1.000.000.000.000.000 J = 1015 J

PDF des Energieeffizienzreports (2,2 MB)

Hinweis: Der Energieeffizienzreport (inklusive der Grafiken) kann unter Angabe der Quelle frei verwendet werden.