Luftfahrt und globales Klima

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1 Luftfahrt und globales Klima

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3 Luftfahrt und globales Klima Inhalt Inhalt Einleitung 4 Klimawandel 5 Luftfahrt und sein Einfluss auf das Klima 7 Flughafen Zürich und Klimawandel 11 Thesen und Aussagen 13 Referenzen und Glossar 15 3

4 Luftfahrt und globales Klima Einleitung Einleitung Unsere Gesellschaft sieht sich mehr und mehr mit globa len Herausforderungen konfrontiert. Naturkatastrophen, Energieverbrauch, Klimawandel, soziale Gefälle, aber auch Mobilität und Wirtschaftsvernetzung sind alltägliche Themen. Besonders die (internationale) Mobilität ist heute ein wesentlicher Bestandteil unseres Alltags geworden. Die wissenschaftliche, 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 neusten Erkenntnisse bezüglich der Rolle der Luftfahrt und die Situation des Flughafens Zürich erläutert. Schlussendlich sollen heute gängige Thesen und Aussagen auf ihren Inhalt hin beleuchtet werden. Wichtig ist zu erkennen, dass anthropogene Emissionen 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 Vertretung 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 getroffen werden wo das grösste Einsparpotenzial bei gleichzeitig den geringsten anfallenden Kosten liegt. 4

5 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 Eigenschaften identifiziert werden kann und der über längere Zeitspanne, typischerweise Dekaden oder länger anhält. Klimawandel wird gewöhnlich mit dem Mass «Strahlungsantrieb» (oder englisch «Radiative Forcing») quantifiziert. Die dazu gebräuchliche Einheit ist der Wärmefluss in Watt pro Quadratmeter (W/m 2 ). Die Auswirkung dann wird als Veränderung der durchschnittlichen globalen Temperatur ausgedrückt. Der Strahlungsantrieb ist geeignet für rückwärts gerichtete Betrachtungen (Messung der Erwärmung durch Emissionen in der Vergangenheit). Wichtiger wird die Zukunftsbetrachtung, für die eine andere Metrik verwendet 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 meteorologischer 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 Erdhalb kugel. Darüber hinaus waren die 90er Jahre des 20. Jahrhunderts weltweit das wärmste Jahrzehnt und 1998 das wärmste Jahr seit Die seit 1861 zehn wärmsten Jahre traten alle nach 1989 auf (UBA, 2004). Der Meeresspiegel erhöhte sich im vergangenen Jahrhundert um 10 bis 20 cm. Die Schneebedeckung der Nordhemisphäre sank seit 1960 um 10%, und die Dauer der Eisbedeckung von Seen und Flüssen verringerte 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 Niederschlag dagegen ab. Dies führte besonders in den letzten Jahrzehnten dazu, dass in einigen Teilen Afrikas und Asiens häufigere und intensivere Dürren auftraten. Im pazifischen Ozean werden seit 1970 häufigere, länger andauernde und intensivere Temperaturanomalien (sog. «El Niño Ereignisse») mit oft nachteiligen Auswirkungen für die menschliche Gesundheit, für Siedlungen, für die Land- und Forstwirtschaft u. a. beobachtet. Bereits heute kann mittels einer Vielzahl wissenschaftlicher Studien nachgewiesen werden, dass sich unser Klima in den letzten zwei Jahrhunderten wesentlich verändert hat und dass der Mensch einen wesentlichen Einfluss darauf genommen hat. In diesem Zusammenhang lassen sich auch wesentliche 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 Jahre einzigartig. Zieht man in die Betrachtung weit zurück liegende Zeiträume ein, so findet man während der letzten Jahre keine vergleichbaren Konzentrationen. Die Methankonzentration (CH4) hat sich mehr als verdoppelt. Ein solches Konzentrationsniveau wurde ebenfalls in den letzten 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 verursacht werden oder deren Emissionsmengen massgeblich durch den Menschen beeinflusst werden. 5

6 Luftfahrt und globales Klima Klimawandel Was ist das Kyoto-Protokoll? Das Kyoto-Protokoll ist ein internationales Übereinkommen zur Reduktion von relevanten Treibhausgasen; es trat am in Kraft. Es gibt den Industrieländern 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 Protokoll erfasste Gase wie Wasserdampf, FCKW oder indirekt klimawirksame Spurengase (so genannte Vorläufer substanzen) wie Ozon (O3), Kohlenmonoxid (CO), die Stickstoffoxide (NOx) sowie die flüchtigen 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 lang fristige klima tische Wirkung von Kondensstreifen, welche aus Wasserdampf gebildet werden. Ebenfalls klimawirksam sind andere Partikel (Staub, Seesalz, Nitrat) Diese Teilchen und Gase absorbieren die Infrarotstrahlung selber nur in geringem Ausmass, sind aber in der Atmosphäre teilweise chemisch aktiv und fördern die Bildung und verlängern die Lebensdauer von klimawirksamen Spurengasen wie Methan (CH4). Wie können die unterschiedlichen Gase verglichen werden? Die verschiedenen Treibhausgase wirken unterschiedlich in der Atmosphäre; dies durch ihre unterschiedlich lange Verweildauer und ihren unterschiedlich hohen Strahlungsantrieb. So hat z.b. Kohlendioxid eine Verweil dauer von 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 kg CO2. Oft wird als Mass das Kohlendioxid-Äquivalent verwendet, das die unterschiedlichen Werte umrechnet 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 Treibhausgasen hat das Kohlendioxid mit rund 75% den grössten Anteil am Temperaturanstieg. Welches sind die Verursacher? Die Energieversorgung trägt mit gut 25% am meisten zu den anthropogen verursachten globalen Treibhausgasemissionen bei (Abbildung, ausgedrückt als CO2eq, IPCC, 2007). Auf Grund der globalen Aus wirkungen 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 werden müssen. Forstwirtschaft 17,4% Abfall und Abwasser 2,8% Energieversorgung 25,9% Weiterführende Informationen: Landwirtschaft 13,5% Industrie 19,4% Transport 13,1% Haushalt und Gewerbe 7,9% Anteile an den anthropogen verursachten CO2-Emissionen (IPCC). 6

7 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 Flugbenzin (für Kolbenmotoren) oder Kerosin (für Gasturbinen- oder Turboprop-Triebwerke). Kerosin (Jet A-1 oder auch Petroleum) ist ein Gemisch von Kohlenwasserstoffen (Kohlenwasserstoffzahl C9 C16) und enthält mehr als 500 Einzelsubstanzen. Die Zusammensetzung ist abhängig vom Rohöl, vom Raffinationsprozess und vom Mischungsverhältnis einzelner Raffinerieströme. Es wird hergestellt als Destillat von Mineralöl oder über einen Crack-Prozess aus schwerem Heizöl. Dem Kerosin müssen verschiedene Additive beigegeben werden (Antioxidantien und Anti- Static), weitere sind möglich (Metalldeaktivatoren, Korrosions inhibitoren, Anti-Icing und Biozide). Sie enthalten keine Halogene. Kerosin findet als Brennstoff für Petroleum lampen 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, Kohlenwasserstoffe, Schwefeldioxid und Russ (0,03%). Von diesen Emissionen wird nur das Treibhausgas Kohlendioxid im Kyoto-Protokoll berücksichtigt. Hingegen können auch die anderen Emissionen durch Beeinflussung des globalen Strahlungshaushaltes teilweise 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 relativ langen mittleren Verweilzeit verteilt sich das CO2 nahezu gleichmässig in der Atmosphäre. Emissionen von CO2 im Reiseflug haben längerfristig eine gleich starke Klimawirkung wie die gleiche Emissionsmenge am Boden. Hingegen ist der Anteil aus der Luftfahrt 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 aus gewaschen und gelangen daher nur zu einem sehr kleinen Anteil in die obere Troposphäre, während der Luftverkehr direkt in diese Schicht emittiert. Dies kann dadurch unterschiedlich 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 Durchschnitt 3,5 Liter pro 100 Passagierkilometer. Dies entspricht weniger als 100 Gramm CO2 pro Passagierkilometer. Weitere wesentliche Emissionsstoffe, die zur Veränderung der Atmosphäre beitragen, sind Stickoxide, Wasser dampf und Partikel. Einerseits absorbiert ein Teil davon Wärmestrahlung, welche von der Erdoberfläche 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

8 { Luftfahrt und globales Klima Luftfahrt und ihr Einfluss auf das Klima Strahlungsantrieb [mwm 2 ] Strahlungsantrieb Luftverkehr (IPCC, 1999) 1992 (Minnis et al., 2004) CO 2 O 3 Der Anteil des Luftverkehrs an den gesamten globalen, mensch-verursachten CO2-Emissionen beträgt 2% (mit einer Bandbreite von 1,6 2,8%). Der daraus resultierende Anteil am Strahlungsantrieb, also die Klimawirksamkeit unter Berücksichtigung der anderen Emissionsstoffe, 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 multipli zieren. Damit soll die gesamte Treibhauswirkung (inklusive NOx und Kondensstreifen) des Luftverkehrs erfasst werden. Der RFI ist als Metrik jedoch un geeignet. Eine der Schwierigkeiten liegt nämlich darin, dass ein solcher RFI nicht konstant ist, sondern sich über die Zeit hinweg verändert. Dies ergibt sich aus der unterschiedlich langen Wirkungsdauer der Emissionen. Beispielsweise können die Effekte wegen der Stickoxide 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. CH 4 H 2 O direkt Sulfat 2000 linear hochskaliert aus IPCC, (TRADEOFF, 2003, mittel) direkt Russ Kondensstreifen Zirren Summe (ohne Zirren) Im Kyoto-Protokoll hat man ein ähnliches Problem mit der Umrechnung von Nicht-CO2-Gasen in CO2- Äqui valente 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 ortabhän gigen Masszahlen für Einheitsemissionen sein (Schumann, 2008). Wie verhält sich der Luftverkehrsanteil zu anderen Quellen? Der Strassenverkehr trägt etwa 13% zu den anthropogen verursachten CO2-Emissionen bei und der Schiffsverkehr etwa 2,7%. Der Anteil des Luftverkehrs ist mit 2% also vergleichsweise gering. Die Problematik liegt darin, dass die verschiedenen Zukunftsszenarien zeigen, dass andere Quellen ihre Emissionen senken, der Luftverkehr durch das erwartete Wachstum 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 Flugzeuge die persönliche CO2-Bilanz der einzelnen Passagiere verschlechtern können. Nicht weil Flugzeuge ineffizient sind im Gegenteil sondern weil mit Flugzeugen innert kürzester Zeit grosse Distanzen zurückgelegt werden können. Hohe pro Kopf CO2-Emissionen sind damit das Resultat langer Reisedistanzen, welche typisch für den Luftverkehr sind. durch NO X wissenschaftlicher Kenntnisstand gut mässig mässig 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

9 Luftfahrt und globales Klima Luftfahrt und ihr Einfluss auf das Klima NOX (g/kn Schub) Welche Massnahmen trifft der Luftverkehr? Seit Beginn des Düsen-Zeitalters für Flugzeuge hat die Technik weltweit enorme Fortschritte erzielt. Die Triebwerke wurden deutlich sicherer, zuverlässiger, unterhaltsärmer und auch sparsamer gemacht. Derzeitige Strahlflugzeuge sind in Bezug auf den Treibstoff verbrauch 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 Verbrennungskammern und/oder variable Treibstoff-Luftmischungen, womit auch der Stickoxidausstoss (NOx) um etwa 30 40% gesenkt werden kann. Während die CO2-Emissionen des inländischen Luftverkehrs durch das Kyoto-Protokoll erfasst werden, 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 Flugzeugtriebwerke mit mehr als 26,7 kn Schub fest (ICAO Annex 16, Band II). Der Umweltausschuss der ICAO hat den NOx-Grenzwert in mehreren Stufen verschärft (siehe Abbildung). Die neuste Verschärfung wurde 2010 von CAEP/8 beschlossen und tritt ab in Kraft. Die Festlegung von Grenzwerten für Feinstaub (PM10) ist derzeit bei der ICAO in Bearbeitung; erste Resultate sind auf Grund der Komplexität der Messverfahren nicht vor 2013 zu erwarten NOX Daten von Triebwerken in Produktion NOX kürzlich zertifizierter Triebwerke Dp/F00-Triebwerk-Druckverhältnis gültig ab 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 Nachmessung der Emissionswerte wie beim Auto ist aufgrund der komplexen und aufwendigen Messverfahren nicht möglich. Detaillierte Wartungsvorschriften für Flugzeugtriebwerke lassen hingegen nur geringste Toleranzen zu, so dass ein Abweichen von den Messwerten als sehr gering angenommen werden kann. Eine Abgaswertverschlechterung auf Grund der Alterung der Triebwerke wird auf etwa 4 5% geschätzt (DfT, 2006). Neben diesen technischen Massnahmen an der Quelle gewinnen operationelle Verbesserungen und marktorientierte Instrumente an Bedeutung. Die operationellen Verbesserungen beziehen sich vorwiegend auf die Flugzeugführung (kürzere und effizientere Flugroutenwahl), während bei den marktorientierten Instrumenten die Einführung eines Emissionshandelssystems für Flugzeuge vorbereitet wird. Die ICAO hat Anleitungen für den Emissionshandel (ICAO Dokument 9885), für operationelle Möglichkeiten (z.b. Circular 303) und für freiwillige Industrievereinbarungen entwickelt. Die Verbesserung der Treibstoffeffizient wird durch die wirtschaftliche Entwicklung des Treibstoff preises weiter entscheidend vorangetrieben. So stieg der Kerosinpreis zwischen Juni 1986 und Mai 2008 von /Gallone auf /Gallone, bei noch /Gallone im April 2004 (EIA, 2008). NOx-Grenzwerte für Jet-Triebwerke. 9

10 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 negativen 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 gelten. Anzurechnen ist dann der gesamte Treibstoffverbrauch für die Haupt- und das Nebentriebwerk der Flugzeuge. Die Flughafen Zürich AG unterstützt verursacherbezogene Massnahmen zur Reduktion klimawirksamer Emissionen über ausgewogene Massnahmenpakete, die regulatorische, technische, operationelle und marktwirtschaftliche Elemente umfassen. Bei den marktwirtschaftlichen Massnahmen sind Anreizsysteme zu bevorzugen, die dem Verursacher die grösstmögliche Freiheit lassen, wie er im Gesamtsystem 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 Wett bewerbsverzerrungen entstehen können. Die Flug hafen Zürich AG kooperiert mit den Luftverkehrsgesellschaften für die Umsetzung von emissionsmindernden Massnahmen am Flughafen, die wirtschaftlich, 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 Faktoren beachtet werden: Kerosin wird in der Schweiz und verschiedenen anderen Ländern bereits für alle Inlandflüge besteuert. Eine Kerosinsteuer bewirkt lediglich eine Verteuerung des Luftverkehrs, aber keine emissionsrelevanten Verbesserungen, da die Einnahmen aus dem System 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 Gesellschaft hat. So stiegen in Europa die Passagier zahlen 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 genügend gegeben, möglichst treibstoffeffiziente Triebwerke einzusetzen. Die internationalen Abkommen im Luftverkehr schliessen eine Besteuerung des Kerosins im internationalen Flugverkehr aus. Weiterführende Informationen:

11 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 Infrastrukturanlagen zur Abwicklung des internationalen Luftverkehrs am Flughafen Zürich. Dabei werden viele Aktivitäten, die auch mit Umweltauswirkungen verbunden sind, von vielen verschiedenen Firmen am Flughafen wahrgenommen. Auf einem Betriebsgelände von knapp 9 km 2 werden jährlich etwa Flugbewegungen durchgeführt und verkehren täglich etwa Personen, die zu 43% öffentliche Verkehrsmittel benützen. Die Kohlendioxid-Emissionen des Flughafens Zürich werden gemäss dem anerkannten Greenhouse- Gas-Protocol berechnet. Dabei wird unterschieden zwischen den selber verursachten Emissionen (Scope 1), den Emissionen von eingekaufter Elektrizität (Scope 2) und Emissionen, die im Zusammenhang mit der Geschäftstätigkeit des Flughafens entstehen (Scope 3). Diese werden zusätzlich unterschieden zwischen den Emissionen, die die Flughafen Zürich AG beeinflussen kann und denen, die sie nicht beeinflussen kann. CO2-Emissionen Flughafen Zürich nach Scopes Scope 1: Flughafen Zürich Scope 2: Flughafen Zürich Elektrizität Scope 3A: Fremde Quellen, beeinflussbar Die Flughafen Zürich AG verursachte mit ihren direkten Emissionsquellen (Fahrzeug- und Maschinenpark, Wärme-/Kälteversorgungen und Notstrom anlagen) und dem Elektrizitätsbezug im Jahr 1991 knapp t CO2 (Scopes 1 und 2 gemäss GHG-Protokoll). Trotz Ausbauten und Verkehrszunahme wurden die CO2-Emissionen seit 1991 stetig gesenkt; derzeit emittiert die Flughafen Zürich rund t CO2 (2009). Über 80% der CO2-Emissionen der Flug hafen Zürich AG stammen aus der Heizzentrale der Flughafen Zürich AG. Die Emissionen nach Scopes 1 und 2 entsprechen 0.065% der gesamtschweizerischen CO2-Emissionen im Jahr Die Flughafen Zürich AG hat folgende Klimaschutzposition verabschiedet: «Der Beitrag des Luftverkehrs zum Klimawandel ist mit derzeit rund 2% aller anthropogenen CO2-Emissionen vergleichsweise gering. Es wird jedoch erwartet, dass die Luftfahrt durch die zunehmende Mobilitätsnachfrage weiter wachsen wird. Die Flughafen Zürich AG als Flughafenbetreiberin ist Teil des Systems 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 setzen uns für eine klimaschonende Entwicklung des Luftverkehrs ein. Unser Ziel ist es, unter Berücksichtigung von rechtlichen und ökonomischen Rahmenbedingungen, die von uns selbst verursachten CO2-Emissionen weiter zu senken.» Klimaschutzziele Daraus abgeleitet hat die Flughafen Zürich AG die folgenden anspruchsvollen Klimaschutzziele festgelegt: Scope 3B: Fremde Quellen, nicht beeinflussbar Die Flughafen Zürich AG senkt ihre selbst verursachten CO2-Emissionen nach Scopes 1 und 2 auf total Tonnen im Jahr 2020 (gemessen am Mittelwert der Jahre ) und weitergehend auf total Tonnen im Jahr 2030 (gemessen am Mittelwert der Jahre ). CO2-Emissionsanteile nach Scopes Dies entspricht einer absoluten Reduktion gegenüber 1991 von 40% für 2020 und von 60% für

12 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. CO2-Emissionen Flughafen Zürich AG Massnahmen, die im internationalen Zusammenhang und über Behörden entwickelt werden müssen, liegen ausserhalb der Handlungsmöglichkeiten des Flughafens. 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 Programme und Entwicklungen mit dem vorhandenen Fachwissen. Tonnen CO2/a Flughafen Zürich AG (Scope 1) Flughafen Zürich AG Elektrizität (Scope 2) CO2-Emissionen (Scopes 1 und 2, bis 1993 zusammengerechnet) der Flughafen Zürich AG 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 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 Emissionen und das Engagement bei Flugafenpartnern. Damit zählt Zürich zu den fortschrittlichsten Flug häfen Europas. Weiterführende Informationen: 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. Olivier Jankovec Director General ACI EUROPE Peter Sharratt Global Director WSP Environment & Energy 12

13 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 Bewölkung durch Kondensstreifen und Partikel auf Reiseflughöhe. Die Stickoxidemissionen tragen teilweise auch zum Abbau von Kohlenwasserstoffen, Kohlenmonoxid und dem Treibhausgas Methan bei. Der Luftverkehr emittiert global derzeit etwa 2% aller anthropogenen CO2-Emissionen; 98% stammen aus anderen Quellen, darunter Strassenverkehr, Energieerzeugung oder Industrie. Die gesamte globale Klimawirkung durch den Luftverkehr wird heute auf einen Anteil von 3% geschätzt. «Die Klimaauswirkungen der Luftverkehrsemissionen 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 positiver 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 Einfluss auf Ozon, Methan, Kondensstreifen und Cirruswolken müssen in Beziehung gesetzt werden zu einer Atmosphäre ohne Luftverkehr. Die robuste Bewertung von erwärmenden und kühlenden Auswirkungen 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 Auto- Passagier. Der Kerosinverbrauch beträgt pro Pas sagier 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 Treibstoffverbrauch 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 Kilometern Abmessung an die ganze Welt angeschlossen werden. Erdgebundene Transportmittel brauchen Bauten (Strassen, Schienen, Brücken, Tunnel), welche sich quer durch die Länder bis ans Ziel erstrecken müssen. Der Energieaufwand für Bau und Unterhalt von Tausen den von Strassen- und Schienenkilometern, sowie der Landbedarf fallen bei der Luftfahrt weitgehend weg. Bei kurzfristigem Bedarf für eine neue Flugverbindung wird diese meist ohne zusätzliche Bauten eingerichtet, 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

14 Luftfahrt und globales Klima Thesen und Aussagen Bisherige Betrachtungen auf der Grundlage des Strahlungsantriebs-Index (RFI) haben zu der Annahme geführt, dass die Klimawirkung des bisherigen Luftverkehrs etwa 2- bis 5-mal grösser war, als auf Grund des Kohlendioxids alleine. Schon 1999 wurde im IPCC darauf hingewiesen, dass der RHI keine Kons tante 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 Luftverkehr übertragen werden Der Grund liegt z.b. in der unterschiedlichen Verweildauer der Emissionsstoffe in der Atmosphäre. Der Faktor hängt daher vom willkürlich gewählten Zeitraum und von der Wachstumsrate der Emissionen ab und kann Werte zwischen 1 und einer grossen Zahl annehmen; für sehr lange Zeiträume geht der Faktor gegen 1. Eine zusätzliche Schwierigkeit entsteht durch den Umstand, dass einige nicht-co2-effekte zunehmen können, wenn CO2 abnimmt. Beispiele: Zunahme von NOx-Emis sionen durch Abnahme der CO2-Emissionen. Zunahme von Kondensstreifen durch Abnahme der CO2-Emissionen (effizientere Triebwerke). Ein kons tanter Multiplikationsfaktor sei er nun 2 oder 3 oder 5 ist daher wissen schaftlich 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 unbedingt höher werden. Flugzeuge fliegen heute auf Treibstoff- und damit CO2-optimierten Flughöhen. Eine Reduktion der Flughöhe um 300m würde durch den höheren Luftwiderstand eine Zunahme des Treibstoffverbrauchs und des CO2 um etwa 2% verursachen. Bezüglich des Ozons wurde festgestellt, dass Flüge im Unterschallbereich in grossen Höhen nicht einen Ozon abbau zur Folge haben (kein Beitrag zum «Ozonloch»). Eine Änderung der jetzigen Flughöhen kann ein wenig zur Reduktion des Klimaeffekt beitragen. Betreffend der Bildung von Kondensstreifen und den damit verbundenen Strahlungsantrieb wäre ein grundsätzliches Vermeiden des Fliegens in feuchten Luftschichten vorteilhaft; ob dies operationell handhabbar ist, wird derzeit untersucht. Zudem kann das in einzelnen Fällen deutlich höhere, in anderen Fällen deutlich tiefere 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 Perso nenwagen 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 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 CO2- Ausstoss von Autos in der Schweiz liegt bei rund 140 Gramm CO2 pro km und Passagier. Bei heutigen Flugzeugen 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 ausgestossen wurde (ohne Berücksichtigung der Infrastruktur). 14

15 Luftfahrt und globales Klima Referenzen und Glossar Referenzen und Glossar Referenzen BAFU, 2004 Bundesamt für Umwelt: Luftschadstoffemissionen des Strassenverkehrs Schriftenreihe SR355, 2004 DfT, 2006 Department 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, IPCC 2007 Intergovernmental Panel on Climate Change, Fourth Assessment Report, Synthesis Report. Geneva, 2007 Schumann, 2008 Prof. Dr.-Ing. Ulrich Schumann, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt: Persönliche Mitteilungen, 2008 UBA 2004 Umweltbundesamt Deutschland: Globaler Klimawandel, Klimaschutz Berlin, Mai 2004 Glossar ACI EUROPE Airport Council International EUROPE, Brüssel APU Auxiliary 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 CO2eq Kohlendioxidäquivalent: 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 GWP Global Warming Potential: Potenzial für die globale Erwärmung durch einen bestimmten Stoff ICAO International 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 IPCC Intergovernmental Panel on Climate Change: Zwischenstaatlicher Ausschuss für Klimawandel mit Sitz in Genf. Ein Ausschuss des Umweltprogramms der Vereinten Nationen (UNEP) und der meteorologischen Weltorganisation (WMO) NOx Stickoxide LTO Lande- 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

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