Ökobilanzwerkstatt Luftfahrtsektor. Ganzheitliche Bilanzierung

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1 Ökobilanzwerkstatt 2010 Ökobilanzielle Betrachtung der Nutzungsphase im Luftfahrtsektor Ganzheitliche Bilanzierung

2 Ökobilanzielle Betrachtung der Nutzungsphase im Luftfahrtsektor Abteilung Ganzheitliche Bilanzierung (GaBi) Lehrstuhl für Bauphysik (LBP) Universität Stuttgart Hannes Krieg, Robert Ilg 30. September 2010 Seite 2

3 Agenda Hintergrund Systemgrenze und Untersuchungsrahmenn Modellierung Auswertung Zusammenfassung und Ausblick Seite 3

4 Hintergrund Seite 4

5 Hintergrund EU-Emissionshandel Luftfahrtsektor ab 2012 Zunächst nur CO 2 -Emissionen, ab 2013 auch andere Treibhausgase Derzeit rund 15 je t CO 2 Steigendes Umweltbewusstsein der Kunden Freiwillige Abgaben (Emissionsrechner) Endliche Ressourcen Kontinuierlich steigende Ölpreise Biokraftstoffe als Alternative Umweltauswirkungen als Kostenfaktor und Kommunikationsgrundlage Seite 5

6 Hintergrund EU-Emissionshandel Luftfahrtsektor ab 2012 Zunächst nur CO 2 -Emissionen, ab 2013 auch andere Treibhausgase Derzeit rund 15 je t CO 2 Steigendes Umweltbewusstsein der Kunden Freiwillige Abgaben (Emissionsrechner) Endliche Ressourcen Kontinuierlich steigende Ölpreise Biokraftstoffe als Alternative Umweltauswirkungen als Kostenfaktor und Kommunikationsgrundlage Kenntnis der Umweltauswirkungen von überragender strategischer Bedeutung Seite 6

7 Systemgrenzen und Untersuchungsrahmen Seite 7

8 Ziel und Untersuchungrahmen Ziel: Bestimmung der Umweltauswirkungenn während der Nutzungsphase für die Passagierluftfahrt. Untersuchungsrahmen: Durchführung einer LCA am Beispiel eines Mittelstreckenfluges. Hierbei werden Betrieb des Flugzeugs, Wartung des Flugzeugs und Nutzung der Infrastruktur betrachtet. Seite 8

9 Umweltliche Indikatoren und Wirkkategorien Ausgewählte Indikatoren und Wirkkategorien PED nicht erneuerbar: Primärenergiebedarf aus nicht-erneueraren Quellen PED erneuerbar: Primärenergiebedarf aus erneuerbaren Quellen [MJ] [MJ] GWP: POCP: AP: EP: Treibhauspotential Photochemisches Ozonbildungspotential Versauerungspotential Überdüngungspotential [kg CO 2 -eq.] [kg C 2 H 4 -eq.] [kg SO 2 -eq.] [kg PO 4 -eq.] Seite 9

10 Systemgrenzen und Untersuchungsrahmen Energie Roh-/Betriebsstoffe Nutzung Herstellung Betrieb Flugzeug Instandhaltung Infrastruktur End of life Emissionen Abfälle Abwasser Systemgrenze Funktionelle Einheit: Transport eines Passagiers über die gesamte Flugstrecke Seite 10

11 Systemgrenzen und Untersuchungsrahmen Prozessbasierte LCA: Erfassung von Stoff- und Energieströmen Modellierung von einzelnen Prozessen Bottom-up Verfahren Betrieb Flugzeug und Infrastruktur Economic Input-Output LCA: Sektorenweise Betrachtung Umweltauswirkungen eines Teils entsprechen seinem Kostenanteil am Gesamtvolumen des Sektors Top-down Verfahren Instandhaltung Seite 11

12 Systemgrenzen und Untersuchungsrahmen Rohstoffgewinnung Herstellung Nutzung Entsorgung Airliner (AL) Business Jet (BJ) Helikopter (RC) Schwenkrotor Passagiere Keine (TR) Transportflugzeug (TP) Reichweite Bis km Bis km 600 km km Bis km Weitere Merkmale Von einer Fluggesellschaft betrieben In Privatbesitz Vertikale Start und Landungsphase Kurze & Vertikale Start- und Landungsphase Nur für Fracht, sonst wie Airliner Kurzstrecke: bis zu km Mittelstrecke: bis zu km Langstrecke: über km Seite 12

13 Systemgrenzen und Untersuchungsrahmen Referenz: Betrieb Flugzeug Repräsentatives Mittelstreckenflugzeug km Flugstrecke 68,1 % Auslastung Instandhaltung Flugzeug Wartung und Überholung Infrastruktur Flughafen Hamburg 12,7 Mio. Passagiere 2 Flughafennutzungen je Passagier (Start und Landung) Seite 13

14 Systemgrenzen Betrieb Flugzeug Flugprofile und -Strecken Mittelstreckenflug: km Auslastung 68,1 % Unter 1.000m Höhe: LTO-Zyklus, über m Reiseflug Kurzstrecke Mittelstrecke Langstrecke Reiseflug Zwischenanstieg m m Steigflug Sinkflug Sinkflug Sinkflug Rollen Start Landung Rollen Landung Rollen Landung Rollen m Bodenhöhe Seite 14

15 Systemgrenzen Betrieb Flugzeug Treibstoffverbrauch Informationen aus Emission Inventory Guidebook Annahme: Kerosin wird als Treibstoff verwendet Fu uel consumption [kg] Total Cruise LTO Flight distance [km] Seite 15

16 Systemgrenzen Instandhaltung Wartungsprozesse Kurzfristig, am nächsten Tag wieder einsatzbereit Überholung Langfristig geplant Zeitbedarf & Häufigkeit A-check: einige Stunden / nach Flugstunden B-check: 150 Arbeitsstunden / nach Flugstunden C-check: Arbeitsstunden, 1-2 Wochen am Boden / alle Monate D-check: Arbeitsstunden, 4-6 Wochen am Boden / nach 6-10 Jahren Ersatzteile Lebensdauer der Teile Herstellung Entsorgung / Wiederverwendung Keine Daten verfügbar! Verwendung von Daten einer EIO-LCA. Seite 16

17 Systemgrenzen Infrastruktur Energieverbrauch (Strom, Wärme, Kälte) Kraftstoffverbrauch Wartung von Gebäuden, Start- und Landebahnen sowie Rollbahn und Vorfeld Wasser Abfälle Seite 17

18 Modellierung Seite 18

19 Modellierung Use phase medium haul aircraft GaBi 4 Prozeßplan:Referenzgrössen Es werden die Namen der Basisprozesse angezeigt. Flight phase medium haul DE: Aircraft use phase, medium haul px Infrastructure Operation Maintenance, medium haul aircraft Seite 19

20 Modellierung Seite 20

21 Ergebnisse Seite 21

22 Ergebnisse Mittelstreckenflug (2.500 km), je Passagier Gesamte Nutzungsphase 100% MJ 7 MJ 274,3 kg 0,1 kg 1,15 kg 0,2 kg 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% Maintenance Inf rastructure Operation Aircraft Operation 20% 10% 0% PED resources [MJ] PED renewable [MJ] GWP [kg CO2-eq] POCP [kg C2H4-eq] AP [kg SO2-eq] EP [kg PO4-eq] Seite 22

23 Ergebnisse Mittelstreckenflug (2.500 km), je Passagier Betrieb Flugzeug 100% MJ 4 MJ 257,6 kg 0,1 kg 1,15 kg 0,15 kg 90% 80% 70% 60% 50% 40% Kerosene Production Flight 30% 20% 10% 0% PED resources [MJ] PED renewable [MJ] GWP [kg CO2-eq] POCP [kg C2H4-eq] AP [kg SO2-eq] EP [kg PO4-eq] Seite 23

24 Zusammenfassung und Ausblick Seite 24

25 Zusammenfassung und Ausblick Zusammenfassung Abbildung der Nutzungsphase für zivile Passagierflugzeuge Berücksichtigung von Infrastruktur, Instandhaltung und Betrieb Parametrisiertes Modell: Flugstrecke, Auslastung, Kapazität können angepasst werden Quantifizierung der Umwelteinflüsse in der Nutzungsphase eines Passagierflugzeugs Nutzung eines hybriden Ansatzes für die LCA Betrieb des Flugzeugs dominiert die Umwelteinflüsse, währen Infrastrukturnutzung und Instandhaltung geringere Auswirkungen haben. Ausblick Verwendung des hybriden Ansatzes in diesem Fall sinnvoll? Weitere Aspekte, die noch nicht betrachtet werden? Seite 25

26 Kontakt Dipl. oec. Hannes Krieg Universität Stuttgart Lehrstuhl für Bauphysik (LBP) Abteilung Ganzheitliche Bilanzierung (GaBi) Hauptstrasse Echterdingen Dipl.-Ing. Robert Ilg Universität Stuttgart Lehrstuhl für Bauphysik (LBP) Abteilung Ganzheitliche Bilanzierung (GaBi) Hauptstrasse Echterdingen Tel. +49(0) Fax +49(0) Tel. +49(0) Fax +49(0) Seite 26

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