Konzepte der Zuordnung von Flugzeugemissionen entsprechend dem Kyoto-Protokoll
Erstellt am: 25.04.2003
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| Autoren: | Hotes, Andreas, Dipl.-Ing.; Schmidt, Sylvia, Dipl.-Ing. Hüttig, Gerhard, Prof. Dr-Ing. |
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| Erscheinungsjahr / -datum: | 2001/09 | |
| Herausgeber: | Institut für Luft und Raumfahrt - TU Berlin | |
| Verlag / Ort: | ILR TU Berlin / Berlin | |
| Zitiert als: | [ILR01t] | |
| Art der Veröffentlichung: | Projektbericht | |
| Sprache: | deutsch | |
| Sonstige Informationen: | 75 Seiten; 48 Literaturangaben; 16 Tabellen; 13 Abb. | |
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Review
Erstellt am: 01.07.2003 | Stand des Wissens: 15.06.2006
Ziel / Zweck
Ziel dieser Untersuchung ist die Diskussion von Modellen zur verursachergerechten Zuordnung der Emissionen des zivilen Luftverkehrs auf einzelne Staaten unter der Prämisse der im Kyoto-Protokoll verabschiedeten Emissionsziele sowie der von der CAEP verfolgten Handlungsstrategien zur Verringerung der durch den zivilen Luftverkehr verursachten Schadstoffemissionen. Hierbei ist darauf hinzuweisen, dass die Untersuchung jedoch nicht dazu dient, die exakte Menge der weltweiten Luftverkehrsemissionen zu ermitteln, sondern erste Hinweise auf eine möglichst praktikable Vorgehensweise zur Abschätzung dieser Emissionen und insbesondere ihrer Verteilung auf die Verursacherstaaten geben soll.
Methodik und Durchführung
Die Entwicklung eines Modells zur Zuordnung der weltweit durch den Luftverkehr verursachten klimarelevanten Emissionen auf einzelne Staaten erfolgte in drei Schritten: Neben der Festlegung grundlegender Prämissen, denen das zu entwickelnde Zuordnungsmodell genügen sollte, wurden bereits existierende Ansätze für die Zuordnung der Luftverkehrsemissionen als Entwicklungsgrundlage betrachtet und verglichen. Aufbauend auf den Ergebnissen der Analyse und Bewertung dieser Zuordnungsansätze erfolgte dann die Entwicklung eines Zuordnungsmodells unter Berücksichtigung einer vereinfachten Nutzenanalyse an den Luftverkehrsleistungen. Anhand der beispielhaft für das Jahr 2000 ermittelten weltweiten Luftverkehrsemissionen wurden die unter der Prämisse einer korrekten Verursachergerechtigkeit sowie unter Berücksichtigung einer für alle betroffenen Staaten praktikablen Datenerhebung ausgewählten Zuordnungsmodelle verglichen:
1. Zuordnung der Emissionen auf den/die Heimatstaat(en) der ausführenden Luftverkehrsgesellschaft(en),
2. Zuordnung der Emissionen auf den Abflugstaat,
3. Zuordnung der Emissionen auf den Zielstaat und
4. Prozentuale Wichtung zwischen den ersten drei Ansätzen unter Berücksichtigung des Nutzens eines jeweiligen Staates (eigener Ansatz).
Die Auswertung der Emissionsberechnung und Zuordnung zeigte, dass zwischen einer Zuordnung der Emissionen auf den Abflugstaat (Ansatz 2) und den Zielstaat (Ansatz 3) nahezu keine Unterschiede zu erkennen sind, was eine Bestätigung dafür ist, dass der überwiegende Anteil aller Flüge weltweit bidirektional erfolgt. In Abhängigkeit der unterschiedlich ausgeprägten Dominanz eines Luftverkehrsmarktes durch eine oder mehrere Luftverkehrsgesellschaften, der Anteilsverteilung in- und ausländischer Luftverkehrsgesellschaften am Luftverkehrsaufkommen eines Staates sowie der Struktur des Streckennetzes (z.B. Verhältnis Kurzstrecken zu Langstrecken) konnten zum Teil deutliche Unterschiede in der Zuteilung der Emissionen anhand der ersten drei Zuordnungsansätze festgestellt werden. Insbesondere Staaten mit einem geringen und einseitig geprägten Luftverkehrsaufkommen (z.B. dominiert durch einen Homecarrier oder aber einen sehr hohen Anteil an Flugbewegungen durch ausländische Fluggesellschaften) unterliegen diesen Schwankungen. Um trotz dieser Schwankungen eine allgemeine und mehrheitliche Akzeptanz bei allen betroffenen Staaten für eine Zuordnungsmethode zu erreichen, erscheint ein "Gerechtigkeitsansatz" mit einer Emissionszuweisung entsprechend dem wirtschaftlichen Nutzen eines Staates am Luftverkehr und dem damit verknüpften Verursacherprinzip als der geeignetste Weg. Im Rahmen einer Untersuchung zur Akzeptanz der verschiedenen Zuordnungsmodelle wurde ein Fragebogen an die Annex I Staaten verschickt, wobei von mehr als der Hälfte der Staaten die Modelle präferiert wurden, die den Grundsatz "der Verursacher zahlt" widerspiegeln. Dieser Ansatz nach dem Verursacherprinzip wird aus jetziger Sicht beispielsweise von einem gemischten Ansatz, wie dem Zuordnungsansatz 4 (24 % der Emissionen eines Fluges an den Staat in dem die Fluggesellschaft registriert ist, 38 % der Emissionen an den Abflugstaat und 38 % der Emissionen an den Zielstaat), erfüllt. Als Datengrundlage sollte dabei eine möglichst vollständige statistische Luftverkehrsdatenbank verwendet werden, welche ständig verfügbar und von jedermann "einsehbar" (und damit nachprüfbar) ist.
Ergebnisse und Schlussfolgerungen
Mit der Zuordnung der luftverkehrsbedingten Emissionen auf die entsprechenden verursachenden Staaten wäre somit ein wichtiger Schritt zur vollständigen Erfassung der weltweit durch den Menschen erzeugten klimawirksamen Emissionen getan. Gleichzeitig ergäbe sich somit auch die Möglichkeit, die Emissionen aus dem Luftverkehr im Rahmen des Kyoto-Protokolls in den Emissionshandel zu integrieren und so zu einer Reduzierung der weltweiten klimawirksamen Emissionen beizutragen.
Im fünften Meeting des CAEP der ICAO im Januar 2001 in Montreal wurden diesbezüglich mögliche marktorientierte Maßnahmen, wie der Emissionshandel, freiwillig Vereinbarungen der Industrie oder Abgaben zur Begrenzung und Reduktion der klimawirksamen Emissionen durch den Luftverkehr diskutiert. Als langfristiges Ziel im Rahmen des Kyoto Prozesses wird seitens CAEP dabei der Emissionshandel in einem offenen System, das den Luftverkehr in die anderen Bereiche der Emissionsentstehung, wie Oberflächenverkehr, Industrie oder Hausbrand, mit einschließt, verfolgt. Hierbei richtet sich das Hauptaugenmerk auf das klimawirksame CO2, wobei jedoch auch andere klimarelevante Gase entsprechend ihrer im Bericht "Aviation and the Global Atmosphere" des IPCC beschriebenen Wirksamkeit berücksichtigt werden sollen, sofern sie aus wissenschaftlicher und technischer Erkenntnis zu erfassen sind.
Neue Möglichkeiten zur Reduzierung der luftverkehrsbedingten Emissionen ergeben sich dabei u. a. durch die Einführung moderner CNS/ATM Technologien, die neben einer Verbesserung der Luftraumkapazität und damit verbundenen wirtschaftlichen Bedeutung für den Luftverkehr auch ein Potential zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs aufweisen. Jüngste Studien von Eurocontrol und der FAA, die in dem Bericht analysiert wurden, deuten darauf hin, dass aufgrund der CNS/ATM Maßnahmen im Jahr 2015 der Kraftstoffverbrauch durch den Luftverkehr und somit die damit verbundenen CO2-Emissionen um rund 5 % gesenkt werden können. Das Reduktionspotential der Stickoxidemissionen beträgt dabei rund 8% der im Jahr 2015 ohne den Einsatz von CNS/ATM Technologien durch den Luftverkehr entstehenden NOx-Emissionen. Hierbei ist jedoch auch zu beachten, dass der Anteil des Luftverkehrs an den weltweiten anthropogenen Emissionen derzeit nur rund 3 % beträgt und selbst infolge des wachsenden Verkehrsaufkommens auf zukünftig nur rund 5 % steigen würde. Ein Rückgang der CO2-Emissionen des Luftverkehrs um die in den zuvor erwähnten Studien veröffentlichten rund 5 % wäre daher unter Berücksichtigung des geringen Anteils der Flugzeugemissionen von rund 3-5 % bezogen auf die gesamten CO2-Emissionen aller anthropogenen Emittenten nur von begrenzter Wirkung.
Einordnung in die Forschung / Relevanz für die Politikberatung
Um Maßnahmen zur Erfüllung der im Rahmen des Kyoto-Protokolls eingegangen Verpflichtungen einleiten zu können, liefert das Projektergebnis wichtige Grundlagen. Hier besteht nun Handlungsbedarf in der Entwicklung einer transparenten und akzeptierten Emissionsdatenbank für den Luftverkehr.
Der Ansatz moderne Flugsicherungsverfahren und CNS-Systeme zur Emissionsverminderung zu nutzen ist neu und - wie die Arbeit zeigt - sowohl im Hinblick auf die Realisierung von Treibstoffersparnissen als auch die Senkung der Emissionen des Luftverkehrs vielversprechend. Hier besteht jedoch im Detail noch weiterer Forschungsbedarf.
Ziel dieser Untersuchung ist die Diskussion von Modellen zur verursachergerechten Zuordnung der Emissionen des zivilen Luftverkehrs auf einzelne Staaten unter der Prämisse der im Kyoto-Protokoll verabschiedeten Emissionsziele sowie der von der CAEP verfolgten Handlungsstrategien zur Verringerung der durch den zivilen Luftverkehr verursachten Schadstoffemissionen. Hierbei ist darauf hinzuweisen, dass die Untersuchung jedoch nicht dazu dient, die exakte Menge der weltweiten Luftverkehrsemissionen zu ermitteln, sondern erste Hinweise auf eine möglichst praktikable Vorgehensweise zur Abschätzung dieser Emissionen und insbesondere ihrer Verteilung auf die Verursacherstaaten geben soll.
Methodik und Durchführung
- Literaturauswertung
- Modellentwicklung
- Datenanalyse
- Befragung
Die Entwicklung eines Modells zur Zuordnung der weltweit durch den Luftverkehr verursachten klimarelevanten Emissionen auf einzelne Staaten erfolgte in drei Schritten: Neben der Festlegung grundlegender Prämissen, denen das zu entwickelnde Zuordnungsmodell genügen sollte, wurden bereits existierende Ansätze für die Zuordnung der Luftverkehrsemissionen als Entwicklungsgrundlage betrachtet und verglichen. Aufbauend auf den Ergebnissen der Analyse und Bewertung dieser Zuordnungsansätze erfolgte dann die Entwicklung eines Zuordnungsmodells unter Berücksichtigung einer vereinfachten Nutzenanalyse an den Luftverkehrsleistungen. Anhand der beispielhaft für das Jahr 2000 ermittelten weltweiten Luftverkehrsemissionen wurden die unter der Prämisse einer korrekten Verursachergerechtigkeit sowie unter Berücksichtigung einer für alle betroffenen Staaten praktikablen Datenerhebung ausgewählten Zuordnungsmodelle verglichen:
1. Zuordnung der Emissionen auf den/die Heimatstaat(en) der ausführenden Luftverkehrsgesellschaft(en),
2. Zuordnung der Emissionen auf den Abflugstaat,
3. Zuordnung der Emissionen auf den Zielstaat und
4. Prozentuale Wichtung zwischen den ersten drei Ansätzen unter Berücksichtigung des Nutzens eines jeweiligen Staates (eigener Ansatz).
Die Auswertung der Emissionsberechnung und Zuordnung zeigte, dass zwischen einer Zuordnung der Emissionen auf den Abflugstaat (Ansatz 2) und den Zielstaat (Ansatz 3) nahezu keine Unterschiede zu erkennen sind, was eine Bestätigung dafür ist, dass der überwiegende Anteil aller Flüge weltweit bidirektional erfolgt. In Abhängigkeit der unterschiedlich ausgeprägten Dominanz eines Luftverkehrsmarktes durch eine oder mehrere Luftverkehrsgesellschaften, der Anteilsverteilung in- und ausländischer Luftverkehrsgesellschaften am Luftverkehrsaufkommen eines Staates sowie der Struktur des Streckennetzes (z.B. Verhältnis Kurzstrecken zu Langstrecken) konnten zum Teil deutliche Unterschiede in der Zuteilung der Emissionen anhand der ersten drei Zuordnungsansätze festgestellt werden. Insbesondere Staaten mit einem geringen und einseitig geprägten Luftverkehrsaufkommen (z.B. dominiert durch einen Homecarrier oder aber einen sehr hohen Anteil an Flugbewegungen durch ausländische Fluggesellschaften) unterliegen diesen Schwankungen. Um trotz dieser Schwankungen eine allgemeine und mehrheitliche Akzeptanz bei allen betroffenen Staaten für eine Zuordnungsmethode zu erreichen, erscheint ein "Gerechtigkeitsansatz" mit einer Emissionszuweisung entsprechend dem wirtschaftlichen Nutzen eines Staates am Luftverkehr und dem damit verknüpften Verursacherprinzip als der geeignetste Weg. Im Rahmen einer Untersuchung zur Akzeptanz der verschiedenen Zuordnungsmodelle wurde ein Fragebogen an die Annex I Staaten verschickt, wobei von mehr als der Hälfte der Staaten die Modelle präferiert wurden, die den Grundsatz "der Verursacher zahlt" widerspiegeln. Dieser Ansatz nach dem Verursacherprinzip wird aus jetziger Sicht beispielsweise von einem gemischten Ansatz, wie dem Zuordnungsansatz 4 (24 % der Emissionen eines Fluges an den Staat in dem die Fluggesellschaft registriert ist, 38 % der Emissionen an den Abflugstaat und 38 % der Emissionen an den Zielstaat), erfüllt. Als Datengrundlage sollte dabei eine möglichst vollständige statistische Luftverkehrsdatenbank verwendet werden, welche ständig verfügbar und von jedermann "einsehbar" (und damit nachprüfbar) ist.
Ergebnisse und Schlussfolgerungen
Mit der Zuordnung der luftverkehrsbedingten Emissionen auf die entsprechenden verursachenden Staaten wäre somit ein wichtiger Schritt zur vollständigen Erfassung der weltweit durch den Menschen erzeugten klimawirksamen Emissionen getan. Gleichzeitig ergäbe sich somit auch die Möglichkeit, die Emissionen aus dem Luftverkehr im Rahmen des Kyoto-Protokolls in den Emissionshandel zu integrieren und so zu einer Reduzierung der weltweiten klimawirksamen Emissionen beizutragen.
Im fünften Meeting des CAEP der ICAO im Januar 2001 in Montreal wurden diesbezüglich mögliche marktorientierte Maßnahmen, wie der Emissionshandel, freiwillig Vereinbarungen der Industrie oder Abgaben zur Begrenzung und Reduktion der klimawirksamen Emissionen durch den Luftverkehr diskutiert. Als langfristiges Ziel im Rahmen des Kyoto Prozesses wird seitens CAEP dabei der Emissionshandel in einem offenen System, das den Luftverkehr in die anderen Bereiche der Emissionsentstehung, wie Oberflächenverkehr, Industrie oder Hausbrand, mit einschließt, verfolgt. Hierbei richtet sich das Hauptaugenmerk auf das klimawirksame CO2, wobei jedoch auch andere klimarelevante Gase entsprechend ihrer im Bericht "Aviation and the Global Atmosphere" des IPCC beschriebenen Wirksamkeit berücksichtigt werden sollen, sofern sie aus wissenschaftlicher und technischer Erkenntnis zu erfassen sind.
Neue Möglichkeiten zur Reduzierung der luftverkehrsbedingten Emissionen ergeben sich dabei u. a. durch die Einführung moderner CNS/ATM Technologien, die neben einer Verbesserung der Luftraumkapazität und damit verbundenen wirtschaftlichen Bedeutung für den Luftverkehr auch ein Potential zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs aufweisen. Jüngste Studien von Eurocontrol und der FAA, die in dem Bericht analysiert wurden, deuten darauf hin, dass aufgrund der CNS/ATM Maßnahmen im Jahr 2015 der Kraftstoffverbrauch durch den Luftverkehr und somit die damit verbundenen CO2-Emissionen um rund 5 % gesenkt werden können. Das Reduktionspotential der Stickoxidemissionen beträgt dabei rund 8% der im Jahr 2015 ohne den Einsatz von CNS/ATM Technologien durch den Luftverkehr entstehenden NOx-Emissionen. Hierbei ist jedoch auch zu beachten, dass der Anteil des Luftverkehrs an den weltweiten anthropogenen Emissionen derzeit nur rund 3 % beträgt und selbst infolge des wachsenden Verkehrsaufkommens auf zukünftig nur rund 5 % steigen würde. Ein Rückgang der CO2-Emissionen des Luftverkehrs um die in den zuvor erwähnten Studien veröffentlichten rund 5 % wäre daher unter Berücksichtigung des geringen Anteils der Flugzeugemissionen von rund 3-5 % bezogen auf die gesamten CO2-Emissionen aller anthropogenen Emittenten nur von begrenzter Wirkung.
Einordnung in die Forschung / Relevanz für die Politikberatung
Um Maßnahmen zur Erfüllung der im Rahmen des Kyoto-Protokolls eingegangen Verpflichtungen einleiten zu können, liefert das Projektergebnis wichtige Grundlagen. Hier besteht nun Handlungsbedarf in der Entwicklung einer transparenten und akzeptierten Emissionsdatenbank für den Luftverkehr.
Der Ansatz moderne Flugsicherungsverfahren und CNS-Systeme zur Emissionsverminderung zu nutzen ist neu und - wie die Arbeit zeigt - sowohl im Hinblick auf die Realisierung von Treibstoffersparnissen als auch die Senkung der Emissionen des Luftverkehrs vielversprechend. Hier besteht jedoch im Detail noch weiterer Forschungsbedarf.
