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Betriebliche Maßnahmen zur Reduktion von Luftverkehrsschadstoffen

Erstellt am: 07.02.2004 | Stand des Wissens: 27.02.2024
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IKEM - Institut für Klimaschutz, Energie und Mobilität e.V.

Betriebliche Maßnahmen, welche die Schadstoffemission für den Luftverkehrsbetrieb minimieren, sind vielfältig und betreffen sowohl luft- als auch bodenseitige Verfahrensoptimierungen.

Luftseitige Maßnahmen zur Reduktion der Schadstoffemission
Um die Schadstoffemissionen in der Luft zu verringern, müssen spezielle flugbetriebliche Verfahren befolgt werden. Das beinhaltet die Einhaltung optimaler Steig- und Fluggeschwindigkeiten sowie ein Flughöhenprofil, das den optimalen Brennstoffverbrauch berücksichtigt. Die Nutzung der Flächennavigation anstelle der klassischen Funknavigationshilfen trägt zur Emissionsreduktion bei, indem sie die Flugdistanz verkürzt und direkte Verbindungen ermöglicht. Dies vermeidet Umwege über bodengestützte Navigationshilfen. [ILR01t, EEC02d]

Bodenseitige Maßnahmen zur Reduktion der Schadstoffemission
Die sogenannte Hilfsgasturbine (APU  Auxiliary Power Unit) versorgt ein Luftfahrzeug am Boden bei abgeschalteten Triebwerken mit elektrischer und pneumatischer Energie. Zum Betrieb wird die APU mit Kerosin versorgt, erreicht dabei jedoch nur einen sehr niedrigen Wirkungsgrad von etwa 8-20 Prozent. Nebenprodukte der Energieerzeugung mit der APU sind die gleichen Luftschadstoffe, die beim Verbrennungsprozess der Triebwerke erzeugt werden. Das Minimieren der Einsatzzeit der APU ist somit eine entscheidende Maßnahme für die Reduktion der Schadstoffemission. Realisiert wird der APU-Verzicht durch externe Energieversorgungssysteme, welche am Flugplatz installiert sind. Die Energieversorgung der Luftfahrzeuge erfolgt dann entweder durch mobile Dieselmotorenaggregate oder durch stationäre Systeme welche an das Energienetz des Flugplatzes angeschlossen sind und somit entweder durch flughafeneigene Kraftwerke oder das öffentliche Stromnetz gespeist werden. Nur die stationären Systeme am Boden führen zu einer tatsächlichen Verringerung des Schadstoffemission. Dies ist auf die hohe Effizienz der Energieerzeugung sowie den Einsatz von Rauchgasentschwefelungsanlagen in den Großkraftwerken zurückzuführen. [ILR97e, ILR96a]
Auch das Schleppen der Luftfahrzeuge zum Startbahnkopf, durch ein sogenanntes Schleppfahrzeugkann umweltfreundlich und schadstoffeinsparend gestaltete werden. Dabei gelangen die Luftfahrzeuge nicht aus eigener Kraft zum Startbahnkopf, sondern sparen das Kerosin für den Taxivorgang ein. Durch den entfallenden Verbrennungsprozess entstehen weniger Schadstoffe im Flughafennahbereich. Das Schleppen erweist sich jedoch in organisatorischer (Ressourcenplanug) und juristischer (Verantwortung über das Luftfahrzeug zwischen Luftfahrzeugführer und Schleppfahrzeugführer) Hinsicht oft als schwierig [KüNi00].
Das Bereithalten ausreichender freier Kapazitäten auf der Start- und Landebahn und auf dem Vorfeld der Flugplätze kann die Schadstoffemissionen am Flugplatz minimieren. Stehen Ausreichend Kapazitäten auf dem Vorfeld und den Rollwegen zur Verfügung, können Stausituationen bei laufenden Triebwerken vermieden werden. Bietet die Start- und Landebahn in Kombination mit dem Rollsystem ausreichend Luftfahrzeugen freien Zugang, so kann das Fliegen von Warteschleifen im Luftraum des Flughafennahbereichs vermieden werden. Sofern die Länge der Landebahn ausreichend ist und Schnellabrollwege vorhanden sind, können Piloten auf die Nutzung der Schubumkehr verzichten [ILR01t]. Da seit dem 01.01.2019 Luftfahrzeugbetreiber aus allen Mitgliedstaaten der ICAO (Internationale Zivilluftfahrtorganisation) unter CORSIA (Carbon Offsetting and Reduction Scheme for International Aviationl) zum Monitoring ihrer Kohlenstoffdioxid (CO2)-Emmissionen aus dem internationalen Luftverkehr verpflichtet sind, kommt den oben genannten Maßnahmen eine wesentliche Bedeutung zu. Zurzeit befindet sich zudem ein System zur Kompensation und Minderung von Treibhausgasemissionen außerhalb von CORSIA in der Pilotphase, welches auf der 38. Versammlung der ICAO vereinbart wurde [Jens22].
Abb.1: Überblick Vermeidungspotenziale [CaDe04, S.150]

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Zugehörige Wissenslandkarte(n)
Maßnahmen zur Minderung von Luftverkehrsschadstoffen (Stand des Wissens: 28.02.2024)
https://www.forschungsinformationssystem.de/?34402
Literatur
[CaDe04] Cames, Martin, Deuber, Odette Emissionshandel im internationalen zivilen Luftverkehr, Berlin, 2004/01, ISBN/ISSN 3-934490-18-2
[EEC02d] Quesne, Agnès; , Carlier, Sandrine, Jelinek, Frank The Free Route Airspace Project (FRAP) - Environmental Benefit Analysis, EEC / Bretigny-sur-Orge, 2002/01
[ILR01t] Hotes, Andreas, Dipl.-Ing.; , Schmidt, Sylvia, Dipl.-Ing. , Hüttig, Gerhard, Prof. Dr-Ing. Konzepte der Zuordnung von Flugzeugemissionen entsprechend dem Kyoto-Protokoll, ILR TU Berlin / Berlin, 2001/09
[ILR96a] Hotes, Andreas;, Blechschmidt, Frank, Hüttig, Gerhard, Prof. Dr-Ing. Schadstoffreduktionspotentiale durch den Einsatz von Hilfsgasturbinen (APU) durch bodenseitige Energieversorgungssysteme, ILR / Berlin, 1996/03
[ILR97e] Hotes, Andreas, Dipl.-Ing.; , Lorkowski, Stefan, Dipl.-Ing., Hüttig, Gerhard, Prof. Dr-Ing. Untersuchung über den Einsatz bodenseitiger Energieversorgungssysteme auf deutschen Verkehrsflughäfen, TU Berlin / Berlin, 1997/12
[Jens22] Liselotte Jensen Überarbeitung des Emissionshandelssystems der EU: Luftverkehr, 2022/06
[KüNi00] Kühl, W., Dr.-Ing., Niehuis, Reinhard, Prof. Dr.-Ing. Schadstoffeinsparpotentiale Flugzeugschlepp, RWTH Aachen / Aachen, 2000/12
Glossar
O2
= Sauerstoff. Im Normzustand ist Sauerstoff ein farbloses, geruchloses und geschmackloses Gas. Es ist sehr reaktiv, fast jedes chemische Element, abgesehen von Edelgasen, reagiert mit Sauerstoff, um Verbindungen zu bilden.
Sauerstoff ist von großer Bedeutung, weil er wesentlich an den Atmungsprozessen der meisten lebenden Zellen und an Verbrennungsprozessen beteiligt ist. Es ist das am häufigsten vorkommende Element der Erdkruste. Die Luft besteht zu fast einem Fünftel (Volumen) aus Sauerstoff. Ungebundener gasförmiger Sauerstoff besteht normalerweise aus einem zweiatomigen Molekül (O2), es gibt ihn aber auch in dreiatomiger Form (O3,) besser bekannt unter dem Begriff Ozon.
Wirkungsgrad
Der Wirkungsgrad gibt an, welcher Anteil der zugeführten Energie bei einer Umwandlung in die gewünschte Energieform umgewandelt wird, und beschreibt damit die Effizienz beispielsweise einer technischen Anlage.
ICAO
Die International Civil Aviation Organization (ICAO) ist die Internationale Zivilluftfahrtorganisation zur Vereinheitlichung und Regelung der Zivilluftfahrt durch Veröffentlichungen von Richtlinien und Empfehlungen.

Auszug aus dem Forschungs-Informations-System (FIS) des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur

https://www.forschungsinformationssystem.de/?74067

Gedruckt am Montag, 20. Mai 2024 01:52:55