Dekarbonisierung der Luftfahrt: Der Weg zu einem saubereren Himmel

Veröffentlichungsdatum : 18 September 2025

Verfasst von : Sanya Mehra

Während die Welt ihre Bemühungen um Klimaneutralität verstärkt, erweist sich die Luftfahrt als eine der am schwierigsten zu dekarbonisierenden Branchen. Mit einem Anteil von etwa 2–3 % an den globalen Kohlendioxidemissionen spielt die Luftfahrt eine entscheidende Rolle im globalen Transportwesen, Handel und Tourismus; gleichzeitig hinterlässt sie aber auch einen erheblichen ökologischen Fußabdruck. Da der Flugverkehr voraussichtlich weiter wachsen wird, steigt der Druck, die Luftfahrt sauberer zu gestalten, ohne die globale Mobilität einzuschränken. Dieser Artikel beleuchtet die praktischen Schritte, neuen Technologien und Kooperationsprojekte, die den Übergang der Luftfahrtindustrie in eine nachhaltigere Zukunft prägen.

Die Herausforderung des Kohlenstoffabbaus in der Luftfahrt: Ein genauerer Blick

Die Reduzierung der Kohlenstoffemissionen in der Luftfahrt ist nicht so einfach wie in anderen Sektoren. Die Hauptgründe dafür sind folgende:

• Flugzeuge benötigen energiereiche Treibstoffe, um längere Strecken effizient zurücklegen zu können; etwas, das Batterien und Alternativen mit geringer Energiedichte derzeit nicht leisten können.
• Flugzeuge sind auf eine Lebensdauer von Jahrzehnten ausgelegt, daher dauert die Modernisierung ganzer Flotten sehr lange.
• Nicht-Kohlenstoff-Emissionen wie Stickoxide (NOx) und Kondensstreifen haben ebenfalls einen Erwärmungseffekt auf die Umwelt.

Während Sektoren wie der Landverkehr relativ schnell auf Elektrifizierung umsteigen können, hat die Luftfahrt nicht den Luxus einfacher Lösungen. Sie benötigt einen vielschichtigen Ansatz, der Kraftstoffinnovationen, Triebwerkseffizienz, Infrastrukturwandel und politische Reformen umfasst.

Nachfolgend eine Grafik der wichtigsten Innovationen und Strategien, die zur Dekarbonisierung der Luftfahrt erforscht werden:

Quelle: US-Energieministerium, NREL, FAA

Der Weg zur Klimaneutralität: Sechs Schlüsselansätze

1. Nachhaltiger Flugkraftstoff (SAF)

Eine der vielversprechendsten Lösungen zur Emissionsreduzierung in den kommenden Jahren ist nachhaltiger Flugkraftstoff (SAF). SAF wird aus nachwachsenden Rohstoffen wie Altölen, landwirtschaftlichen Nebenprodukten, Algen und Haushaltsabfällen hergestellt. Diese Kraftstoffe können die Gesamtemissionen über den gesamten Lebenszyklus eines Flugzeugs im Vergleich zu fossilem Kerosin um bis zu 80 % senken.
Ein wesentlicher Vorteil von SAF besteht darin, dass es ohne Modifikationen in modernen Flugzeugen und Triebwerken eingesetzt werden kann und somit eine sofortige Lösung darstellt. Fluggesellschaften müssen nicht auf neue Flugzeuge oder Triebwerke warten, um von den Umweltvorteilen zu profitieren.

Die Skalierung der Nutzung von SAF steht jedoch vor Herausforderungen, da es 2024 nur 0,53 % des weltweiten Kerosinverbrauchs ausmachte. Die Produktionskosten sind weiterhin hoch: SAF kostet etwa 1,80 US-Dollar pro Liter, verglichen mit 0,49 US-Dollar pro Liter für herkömmliches Kerosin. Um diese Lücke zu schließen, investieren viele Fluggesellschaften und Flughäfen in den Ausbau von SAF. So unterstützt beispielsweise United Airlines Startups wie Fulcrum BioEnergy, die sich auf die kommerzielle Herstellung von SAF konzentrieren. Die EU-Luftfahrtverordnung ReFuelEU schreibt beispielsweise eine Mindestversorgung mit SAF in Europa vor, die 2025 bei 2 % beginnt und bis 2050 auf 70 % steigen soll, um die weitere Verbreitung zu fördern. Weltweit wurden bereits über 360.000 kommerzielle Flüge an 46 Flughäfen mit SAF durchgeführt, hauptsächlich in den USA und Europa. Der Verbrauch in den USA erreichte 2023 24,5 Millionen Gallonen.

2. Elektrische und hybridelektrische Flugzeuge

Elektrische und hybridelektrische Flugzeuge deuten auf einen grundlegenden Wandel in der Luftfahrt hin, insbesondere auf Kurz- und Regionalstrecken. Während die aktuelle Batterietechnologie aufgrund der begrenzten Energiedichte für Langstreckenflüge noch nicht optimal ist, birgt der elektrische Antrieb enormes Potenzial für Flüge unter 500 Kilometern. Diese Flugzeuge bieten zahlreiche ökologische und ökonomische Vorteile, darunter emissionsfreier Betrieb, leiserer Flug und geringerer Wartungsaufwand dank weniger beweglicher Teile in Elektromotoren.

Ein bemerkenswertes Beispiel ist die Alice von Eviation, ein vollelektrisches Pendlerflugzeug für neun Passagiere. Unternehmen wie Rolls-Royce und Airbus arbeiten derweil an Hybridsystemen, die Elektromotoren mit konventionellen Triebwerken kombinieren und den Treibstoffverbrauch pro Flug um bis zu 20 % senken. Allerdings weisen Batterien noch eine geringere Energiedichte auf. Kerosin speichert etwa 50-mal mehr Energie pro Kilogramm als Lithium-Ionen-Batterien, was die Reichweite und Nutzlast von Elektroflugzeugen begrenzt. Dennoch könnten kontinuierliche Fortschritte in der Batterietechnologie elektrische Regionalflüge bis Anfang der 2030er-Jahre wirtschaftlich rentabel machen.

3. Wasserstoff als Flugzeugtreibstoff im Flugbetrieb

Wasserstoff entwickelt sich zu einer vielversprechenden Alternative, vor allem für Mittel- und Langstreckenflüge. Er ist leicht, besitzt eine hohe Energiedichte und erzeugt bei der Verwendung in Brennstoffzellen keine direkten CO₂-Emissionen. Wasserstoff kann entweder in Triebwerken verbrannt oder mithilfe von Brennstoffzellen in Strom umgewandelt werden, um Elektromotoren anzutreiben. Die Attraktivität von Wasserstoff beruht auf seiner nachhaltigen Produktion, hauptsächlich Wasserdampf, und seinem Potenzial, die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu verringern. Flugzeughersteller treiben die Entwicklung wasserstoffbetriebener Flugzeuge voran. Airbus beispielsweise hat im Rahmen seiner ZEROe-Initiative drei Konzeptflugzeuge vorgestellt, die jeweils unterschiedliche wasserstoffbetriebene Antriebsmethoden verfolgen. Ziel ist es, bis 2035 ein wasserstoffbetriebenes Passagierflugzeug in Betrieb zu nehmen.

4. Hocheffiziente Flugzeugkonstruktion

Die Optimierung von Flugbetrieb und Flugverkehrsmanagement kann den Treibstoffverbrauch und die Emissionen deutlich senken, ohne dass neue Flugzeuge oder Treibstoffe benötigt werden. Ein wichtiger Ansatz ist der Einsatz von kontinuierlichen Sinkflügen (Continuous Descent Approaches, CDA). Diese ermöglichen einen sanfteren Sinkflug anstatt stufenweiser Landung, wodurch mindestens 150 kg CO₂ pro Flug eingespart und die Lärmbelastung reduziert werden. Moderne Systeme, die KI und Echtzeit-Wetterdaten nutzen, unterstützen Piloten zudem bei der Wahl effizienterer Flugrouten und helfen ihnen, Turbulenzen und Überlastungsgebiete zu meiden. Ein Paradebeispiel für eine solche Reform ist das Programm „Einheitlicher Europäischer Luftraum“ (Single European Sky, SES), das den Luftverkehr in ganz Europa vereinheitlichen und optimieren soll. Durch die Optimierung von Flugrouten und die Reduzierung von Verspätungen kann das Programm die Flugemissionen um 10 % senken – ohne Änderungen an Flugzeugen oder Treibstoff. Darüber hinaus tragen SESAR-Projekte wie der Freiraum für Flugrouten und der kontinuierliche Steigflugbetrieb zu einer durchschnittlichen Treibstoffersparnis von 7,8 % bis 2030, 9,5 % bis 2040 und 11,6 % bis 2050 pro Flug bei.

5. Leichtere, intelligentere Flugzeugkonstruktionen

Eine der einfachsten Möglichkeiten, den Treibstoffverbrauch zu senken, ist die Reduzierung des Flugzeuggewichts. Je leichter das Flugzeug, desto weniger Treibstoff benötigt es zum Fliegen. Hersteller setzen zunehmend auf fortschrittliche Materialien und intelligente Konstruktionsmerkmale, um Flugzeuge effizienter zu machen.
Moderne Verkehrsflugzeuge wie die Boeing 787 Dreamliner und der Airbus A350 nutzen in großem Umfang Kohlenstofffaserverbundwerkstoffe, die sowohl robust als auch leicht sind. Diese Materialien ermöglichen eine Senkung des Treibstoffverbrauchs um bis zu 20 %. Aerodynamische Verbesserungen wie Winglets und Sharklets reduzieren den Luftwiderstand und verbessern die Treibstoffeffizienz zusätzlich. Innovationen wie der 3D-Druck ermöglichen die Herstellung von Flugzeugkomponenten, die leichter, komplexer und präziser als je zuvor sind. Diese Verbesserungen tragen nicht nur zur Emissionsreduzierung bei, sondern machen den Fertigungsprozess auch nachhaltiger.

6. Emissionskompensation durch marktwirtschaftliche Ansätze

Während die Branche auf sauberere Technologien umstellt, setzen viele Fluggesellschaften auf CO₂-Kompensation, um ihre Emissionen zu kontrollieren. Durch Kompensation investieren sie in grüne Initiativen wie erneuerbare Energieparks, Waldschutz oder Anlagen zur CO₂-Speicherung, die an anderer Stelle eine gleichwertige Menge CO₂ binden oder vermeiden. Eine wichtige Initiative in diesem Bereich ist das Carbon Offsetting and Reduction Scheme for International Aviation (CORSIA) der Internationalen Zivilluftfahrt-Organisation (ICAO). CORSIA soll zwischen 2024 und 2035 CO₂-Einsparungen von 1,3 bis 1,7 Milliarden Tonnen erreichen. Die Kosten für Kompensationszertifikate variieren und lagen 2021 im Durchschnitt bei 3,08 US-Dollar pro Tonne CO₂e, mit Prognosen für 14 bis 16 US-Dollar pro Tonne bis 2027. Kompensation ist ein effizientes kurzfristiges Instrument zur Vermeidung übermäßiger Umweltverschmutzung. Kritiker argumentieren jedoch, dass sie nicht zu direkten Emissionsreduktionen beiträgt und nicht immer die versprochenen Umweltvorteile bringt. Deshalb muss es als Teil einer umfassenderen Strategie betrachtet werden, die auch Investitionen in langfristige Veränderungen beinhaltet.

Politik, Partnerschaften und Investitionen: Triebkräfte des Wandels

Kein einzelnes Unternehmen kann die Luftfahrt im Alleingang dekarbonisieren. Um Klimaneutralität zu erreichen, ist eine globale Kooperationskette erforderlich, die Folgendes umfasst:

Fazit: Der Start in eine nachhaltige Luftfahrt

Die Dekarbonisierung der Luftfahrt ist eine der komplexesten, aber auch eine der wichtigsten Herausforderungen im Kampf gegen den Klimawandel. Lösungen nehmen Gestalt an: von nachhaltigen Treibstoffen und Elektroantrieben bis hin zu Wasserstoffinnovationen und intelligenteren Flugbetriebsabläufen. Zwar gibt es keine Patentlösung, doch die Konvergenz dieser Technologien, unterstützt durch weltweite Zusammenarbeit und kluge politische Maßnahmen, ebnet den Weg zu einem saubereren Himmel. Als Passagiere, politische Entscheidungsträger und Branchenführer tragen wir alle Verantwortung für diesen Weg. Und die Zukunft der Luftfahrt kann, wenn wir sie richtig gestalten, ebenso nachhaltig wie fortschrittlich sein.