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Das sind die Nicht-CO2-Effekte des Luftverkehrs auf das Klima, © Adobe Stock/momokiti
Wolken und Kondensstreifen. © Adobe Stock / momokiti
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Die Luftverkehrsbranche will CO2-neutral fliegen. Das ist gut, doch das Kohlenstoffdioxid ist nur für rund ein Drittel des Effekts, den der Flugverkehr auf das Klima hat, verantwortlich. Schlimmer sind die sogenannten Nicht-CO2-Effekte. Diese können unter bestimmten Umständen allerdings sogar eine kühlende Wirkung haben. Im ersten Teil der Serie "Basiswissen Nicht-CO2-Effekte" gibt airliners.de einen Überblick dieser Stoffe und Prozesse.

Ein Drittel CO2-Effekte – zwei Drittel Nicht-CO2-Effekte

CO2-Neutralität ist das erklärte Ziel der Luftverkehrsbranche, um das Klima zu schützen. Doch das viel diskutierte Kohlenstoffdioxid (CO2) ist nur ein Puzzleteil von vielen in der komplexen Wirkung des Flugverkehrs auf das Klima.

CO2 ist einer der wenigen Stoffe, dessen Auswirkungen auf das Klima wissenschaftlich intensiv erforscht und nahezu vollkommen verstanden ist. Entsprechend weit sind Branche und internationale Regulatoren, wenn es um die Reduzierung des CO2-Ausstoßes im Luftverkehr geht.

Langsam aber sicher rücken nun auch die Klimawirkungen der sogenannten Nicht-CO2-Effekte in den Fokus von Politik und Öffentlichkeit. So arbeitet die EU aktuell im Rahmen der "Fit-for-55"-Klimagesetzgebung daran, diese Faktoren in den EU-Emissionshandel einzubeziehen.

Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) geht davon aus, dass der Luftverkehr bislang für rund 3,5 Prozent der bisherigen menschengemachten Klimaerwärmung verantwortlich war. Dabei entfällt aber nur rund ein Drittel auf die viel beachteten CO2-Emissionen. Der Rest der Klimawirkung ergibt sich aus den Nicht-CO2-Effekten.

Die meisten davon haben jedoch keine pauschal wärmende Wirkung. Im Gegenteil: Unter bestimmten Bedingungen können sie sogar kühlen. Anders als beim CO2 sind die Klimaauswirkungen der Nicht-CO2-Effekte wissenschaftlich noch nicht komplett durchdrungen. Das liegt vor allem an den zahlreichen Wechselwirkungen, die sich aus den vielen weiteren Stoffen ergeben, die ein Flugzeug bei der Verbrennung von Kraftstoff in die Atmosphäre emittiert.

Aufheizen und abkühlen gleichzeitig

Was die Vorhersage der Klimawirkung eines bestimmten Fluges wissenschaftlich so schwierig gestaltet, ist, dass sich die Nicht-CO2-Effekte gegenseitig beeinflussen und es keine simplen Faustregeln dafür gibt, wann sich einer diese Stoffe kühlend oder wärmend auswirkt. Denn das hängt von vielen unterschiedlichen Faktoren ab.

Schematischer Überblick über Prozesse, durch die Luftverkehrsemissionen und Kondensstreifen das Klima beeinflussen., © Lee et al. 2020
Schematischer Überblick über Prozesse, durch die Luftverkehrsemissionen und Kondensstreifen das Klima beeinflussen. © Lee et al. 2020
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Die Nicht-CO2-Effekte können dabei in direkte und indirekte Effekte aufgeteilt werden. Effekte mit direktem Einfluss auf das Klima ergeben sich beispielsweise aus Ruß und Kondensstreifen. Ohne sich mit anderen Bestandteilen der Atmosphäre zu verbinden, wirken sie sich auf das Klima aus.

Einen indirekten Einfluss haben etwa Stickoxide, Sulfate und Aerosole, indem sie das Klima im Zusammenspiel mit anderen Effekten beeinflussen. Einige Stoffe, so zum Beispiel Ruß, wirken sowohl direkt als auch indirekt.

CO2-Äquivalente

Um die Nicht-CO2-Effekte mit dem Einfluss des Kohlenstoffdioxids vergleichen zu können, werden sie in CO2-Äquivalente umgerechnet. CO2 hat dabei ein Treibhauspotential GWP (Global Warming Potential) von 1 und setzt damit den Maßstab. Da sich die Effekte über verschiedene Zeiträume unterschiedlich stark auswirken, werden auch ihre Treibhauspotentiale für verschiedene Zeiträume berechnet.

Die folgende Tabelle zeigt das GWP des direkten Einflusses von CO2 und Nicht-CO2-Effekten aus Kondensstreifen, Stickoxiden (NOx), Wasser (H2O), Ruß und Schwefeldioxid (SO2), das zu den Sulfaten gehört, für einen Zeitraum von 100, 50 und 20 Jahren, sowie die Summe aller Treibhauspotentiale.

Das Treibhauspotential (GWP) verschiedener Klimaeffekte des Luftverkehrs über drei Zeiträume
CO2Kondens-
streifen
NOxH2ORußSO2Summe
GWP 10011,770,330,040,02-0,153
GWP 5011,090,280,040,02-0,142,3
GWP 2012,320,860,080,04-0,34
Diese Tabelle zeigt das Treibhauspotential (GWP) verschiedener Nicht-CO2-Effekte, verglichen mit dem GWP von CO2, über drei verschiedene Zeiträume. Quelle: Lee et al.

Kondensstreifen sind schädlicher als CO2

Auffällig ist, dass Kondensstreifen eine in jedem Fall deutlich stärkere wärmende Wirkung haben als CO2. Verglichen mit der Wirkung der Kondensstreifen scheinen Stickoxide, Wasser, Ruß und Schwefeldioxid kaum eine Rolle zu spielen. Doch das ist ein Irrtum, denn was diese Stoffe durch ihren indirekten Einfluss besonders gut können, ist: Kondensstreifen zu bilden.

Rußpartikel können als Kondensationskeime für Wassertropfen wirken, die dann zu Kondensstreifen werden. Ist es kalt genug, dass die Tropfen gefrieren, können sich Eiswolken, sogenannte Zirren bilden. Je nach Umgebung ergibt sich daraus lokal eine wärmende oder kühlende Wirkung.

Die Stickoxidemissionen erhöhen gleichzeitig die Ozonbelastung und führen zu einer Reihe weiterer indirekter Effekte auf Treibhausgase. Zusätzlich tragen Emissionen wie Wasserdampf, Ruß, Sulfate und Aerosole zur Klimawirkung bei.

Lesen Sie in den folgenden Teilen der Serie "Basiswissen Nicht-CO2-Effekte" im Detail, wie Kondensstreifen entstehen und wie sie sich auf das Klima auswirken. Zudem betrachten wir, welche Effekte Ruß sowie weitere Stoffen auslösen, und werfen einen Blick auf die Möglichkeiten, die sich durch eine klimaoptimierte Flugplanung ergeben.

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