Luftfahrt: Ökologische Aspekte

Luftfahrt: Ökologische Aspekte

 

Fliegen — ein uralter Traum der Menschheit — wurde vor gut 200 Jahren mit den Ballonflugversuchen der Gebrüder Montgolfier Realität. Weitere Meilensteine in der Entwicklung der Luftfahrt stellten die Gleitflüge von Otto Lilienthal und der erste Motorflug der Gebrüder Wright im Jahr 1905 dar. Seitdem fand eine rasante Entwicklung statt. Fliegen wandelte sich von einem bestaunten Phänomen zu einer selbstverständlichen Erscheinung des Alltags.

 

Kaum ein anderer Wirtschaftssektor weist derart hohe und beständige Zuwachsraten auf wie der Flugverkehr. Allein von 1972 bis 1988 hat sich der Weltluftverkehr verdreifacht! Weltweit wurden 1997 2,45 Milliarden Personen befördert. Die Zahl der Passagiere auf den deutschen Verkehrsflughäfen überschritt 1994 erstmals die 100-Millionen-Marke. Am Luftverkehr sind die Industrienationen überproportional beteiligt: 72 Prozent der international geflogenen Passagierkilometer, das ist die Anzahl der beförderten Passagiere pro zurückgelegtem Kilometer, entfielen 1988 auf Nordamerika und Europa.

 

Die Prognosen für die zukünftige Entwicklung des Luftverkehrs gehen von einer Verdoppelung der Passagierkilometer bis zum Jahr 2000, bezogen auf das Basisjahr 1987, aus. 1997 betrug die Beförderungsleistung 28 Milliarden Passagierkilometer. Die prognostizierten jährlichen Wachstumsraten liegen — je nach Studie — zwischen 5 und 7 %. In den einzelnen Regionen der Welt wird das Wachstum unterschiedlich dynamisch verlaufen. Die höchste Wachstumsrate (gemessen in Passagierkilometer) wird mit 9,5 % der asiatisch-pazifische Raum aufweisen. Den Transpazifik-Routen wird schon bald eine größere Bedeutung zukommen als den Nordatlantik-Routen. Für Europa wird mit jährlichen Zuwachsraten zwischen 4,5 und 5,8 % gerechnet.

 

 Das Verkehrsmittel Flugzeug

 

Wenn im Folgenden vom Flugverkehr die Rede ist, so bezieht sich der Begriff auf den »zivilen Instrumentenflug«. Hierunter versteht man den kommerziellen Passagier- und Frachtflug mit mehr oder minder großen Maschinen, meist Jets (Strahlflugzeuge). Der »zivile Sichtflugverkehr«, der überwiegend aus Sportflugzeugen besteht, spielt mengenmäßig nur eine untergeordnete Rolle. Abgesehen von lokalen Lärmbelastungen sind die Umweltauswirkungen vergleichsweise gering. Der militärische Luftverkehr über der Bundesrepublik Deutschland, der beispielsweise 1984 einen Anteil von 43 Prozent am Gesamtkraftstoffverbrauch des Flugverkehrs hatte, belastet die Umwelt dagegen mehr. Zudem sei an dieser Stelle auf die besondere Lärmproblematik militärischer Tiefflüge hingewiesen.

 

Flugzeuge weisen im Vergleich zu anderen Verkehrsträgern einen sehr hohen spezifischen Energieverbrauch auf. So verbraucht ein Düsenflugzeug durchschnittlich pro Stunde je nach Größe und Ladung zwischen 3500 und 20 000 Liter Kerosin (ein Jumbojet 16 000 Liter pro Stunde). In Litern pro 100 Passagierkilometer liegt der Kerosinverbrauch eines Flugzeugs je nach Typ, Baujahr und Verwendung zwischen 3 und 12 Liter. Diese enorme Spannweite erklärt sich durch technische Verbesserungen bei neueren Maschinen, aber auch durch die äußerst energieintensiven Starts, die vor allem bei Kurzstreckenflügen ins Gewicht fallen. Beim Güterverkehr schneidet das Flugzeug im Vergleich zu anderen Transportmitteln noch wesentlich schlechter ab. Das Fliegen zählt demnach mit zu den energieintensivsten Fortbewegungs- und Transportarten.

 

 Emissionen des Flugverkehrs

 

Der Energieträger Kerosin — der Kraftstoff für Jets, also Flugzeuge mit Turbinenantrieb — wird aus Erdöl gewonnen und ist demnach ein fossiler Brennstoff. Etwa 6 Prozent aller Erdölprodukte werden weltweit für Flugkraftstoffe verbraucht. Der globale Kraftstoffverbrauch des Luftverkehrs lag 1990 bei 176 Millionen Tonnen. Bei einer vollständigen Verbrennung der Kraftstoffe werden Kohlenwasserstoffe zu Wasser und Kohlendioxid umgesetzt. In der Praxis findet jedoch in den Triebwerken keine vollständige Verbrennung statt. Kerosin enthält außerdem diverse Verunreinigungen, wie zum Beispiel Schwefel, und chemische Additive, die unterschiedlichste Aufgaben erfüllen. Die Abgase von Düsentriebwerken bestehen neben Kohlendioxid (CO₂) und Wasserdampf (H₂O) auch aus Kohlenmonoxid (CO), unverbrannten Kohlenwasserstoffen (englisch: unburnt hydrocarbons, UHC), Schwefeldioxid (SO₂) und Stickoxiden (NO_x).

 

Die Entstehung von Kohlenmonoxid und UHC als Folge der unvollständigen Verbrennung äußert sich vor allem bei startenden Jets durch weithin sichtbare Rauchfahnen. Seit den 1970er-Jahren bemühte man sich mit Erfolg, diese offensichtliche Umweltverschmutzung zu vermindern. Es gelang den Triebwerksingenieuren, durch verbesserte Verbrennungsprozesse die CO- und UHC-Emissionen unter Berücksichtigung der Nennleistung um 85 bis 95 Prozent zu reduzieren. Diese Maßnahmen lagen auch im Interesse der Fluggesellschaften, da der spezifische Verbrauch an Kraftstoff gesenkt werden konnte.

 

Dieser äußerlich sichtbare Erfolg führte aber zu einem neuen, unsichtbaren Problem. Die Verbesserung des Verbrennungsprozesses wurde durch eine Erhöhung der Verbrennungstemperaturen und -drücke erzielt. Dadurch kam es aber zu einem sprunghaften Anstieg der Stickoxid-Emissionen. Stickoxide, primär meist Stickstoffmonoxid (NO), entstehen, wenn sich bei hohen Temperaturen atomarer Stickstoff mit atomarem Sauerstoff verbindet. Unsichtbare Schadstoffe waren lange Zeit kein Thema; erst in jüngster Zeit nimmt die Emission von Stickoxiden eine dominierende Stellung in der Umweltdiskussion ein. Bei der Entwicklung umweltfreundlicherer Flugzeugtriebwerke fand seit den 1970er-Jahren eine ähnliche Entwicklung statt wie beim Auto. Während jedoch im Kraftfahrzeugbereich die Emission von Stickoxiden durch den Einbau von Katalysatoren gemindert werden konnte, ist für Flugzeugmotoren bis heute noch keine technische Lösung verfügbar.

 

Der Schwefeldioxidgehalt der Abgase hängt allein vom Schwefelgehalt des Kerosins ab. Nach den international gültigen Spezifikationen darf Kerosins bis zu 0,3 Prozent Schwefel enthalten, meist liegt der Schwefelgehalt jedoch deutlich niedriger. Beispielsweise ergaben Analysen der Lufthansa im November 1994 für den Flughafen Frankfurt einen durchschnittlichen Schwefelgehalt im Kerosin von lediglich 0,03 Prozent. Im Vergleich zu anderen Emissionsquellen erscheint zunächst die Belastung durch den Luftverkehr als vernachlässigbar gering. Heute weiß man jedoch, dass es nicht zulässig ist, Schadstoffmengen am Boden mit Emissionen in der Höhe zu vergleichen.

 

 Lärmproblematik

 

Unter den Umweltfolgen des Flugverkehrs ist die Lärmbelastung in der Umgebung von Flugplätzen sowie durch Tiefflieger bisher am stärksten in das öffentliche Bewusstsein gerückt. Lärm ist die offenkundigste Form der Umweltbeeinträchtigung durch den Luftverkehr. Seine Auswirkungen sind zwar auf die unmittelbare Umgebung der Flughäfen beschränkt; da jedoch alle großen deutschen Verkehrsflughäfen in Ballungsgebieten liegen, ist ein großer Teil der Bevölkerung davon betroffen. 1987 fühlten sich 37 % und 1989 sogar 53 % der Bundesbürger durch Fluglärm jedweder Art belästigt. Obwohl die objektiv messbare Lärmbelastung in den letzten 20 Jahren erheblich reduziert werden konnte, blieb die subjektiv empfundene Schallbelastung bestehen und wird mit der Erhöhung der Zahl der Flugbewegungen auch weiterhin ansteigen. Die Lautstärke der einzelnen Lärmereignisse ging zwar beständig zurück, dafür nahm aber ihre Häufigkeit zu. Prinzipiell bestehen drei Möglichkeiten, das Fluglärmproblem zu verringern: (1) technische Maßnahmen zur Reduzierung der Lärmemission der Flugzeuge, (2) technische Maßnahmen zur Reduzierung der Lärmimmission bei den Betroffenen und (3) dirigistische Maßnahmen.

 

Seit 1972 legt die Internationale Zivilluftfahrtorganisation (englisch: International Civil Aviation Organization, ICAO), eine Unterorganisation der Vereinten Nationen, international gültige Lärmzulassungsnormen für Strahlflugzeuge fest. 1977 wurden die Grenzwerte durch das strengere Kapitel III ergänzt, das 1989 nochmals verschärft wurde. Insgesamt sind fast die Hälfte der Maschinen, die bundesdeutsche Flughäfen anfliegen, lediglich gemäß Kapitel II zertifiziert. Bei einigen Flugzeugtypen, die bereits die Kapitel-III-Norm erfüllen, konnte der Triebwerkslärm sogar fast auf die Höhe des aerodynamischen Eigenlärms reduziert werden. Gerade die Flugzeugeigengeräusche sind jedoch nur noch sehr schwer zu vermindern. Die technischen Möglichkeiten zur Fluglärmvermeidung sind daher wohl bald ausgeschöpft.

 

Unter technischen Maßnahmen zur Verminderung der Lärmimmission versteht man passive Schallschutzmaßnahmen, wie zum Beispiel der Einbau von doppelt verglasten Fenstern in Häuser. Solche Maßnahmen führen aber nicht zu einer umfassenden Lösung des Problems, da ein wirkungsvoller Schutz nur in geschlossenen Gebäuden möglich ist. Am effektivsten ließe sich das Lärmproblem durch dirigistische Maßnahmen reduzieren. Hierzu gehören unter anderem verschärfte Nachtflugbeschränkungen, flugbetriebliche Maßnahmen (wie beispielsweise die Optimierung des Flugwinkels bei Start und Landung), eine zeitliche Beschränkung der Triebwerksprobeläufe, verschärfte ordnungsrechtliche Maßnahmen zur Verdrängung lauter Flugzeuge und nach Lautstärke gestaffelte Landegebühren. All diese Maßnahmen stellen aber für die Fluggesellschaften erhebliche Reglementierungen dar und stoßen daher in ihrer Durchsetzbarkeit auf Grenzen. Zudem wäre es wirtschaftlich und politisch nicht wünschenswert, wenn es dadurch im internationalen Wettbewerb zu einer verkehrspolitischen Benachteiligung Deutschlands käme. Eine zufrieden stellende Lösung des Problems der Lärmbelastung durch den Flugverkehr ist daher nicht in Sicht.

 

 Schadstoffbelastung der Böden

 

In der Nähe von Flughäfen kommt es auch zu Schadstoffbelastungen der Böden und des Grundwassers. Sie werden hauptsächlich durch chemische Enteisungsmittel, aber auch durch versickernde Flugkraftstoffe und absinkende Flugzeugabgase verursacht. Im Winter müssen die Startbahnen, Rollwege und natürlich auch die Flugzeuge selbst von Schnee und Eis befreit werden. Die mechanische Schnee- und Eisräumung durch Kehrgebläse hat heute zwar Vorrang, häufig ist aber der Einsatz von Chemikalien nötig. So wurden beispielsweise im relativ harten Winter 1986/87 am Flughafen Frankfurt 2603 Tonnen Enteisungsmittel verbraucht.

 

Das gebräuchlichste Mittel zur Rollbahnenteisung ist technischer Harnstoff, der als Granulat ausgebracht wird. Als flüssige Enteisungsmittel finden außerdem Propylenglycol und Diethylenglycol Verwendung. Die Abbauprodukte des technischen Harnstoffs führen zu einer Boden- und Grundwasserbelastung durch Nitrite und Nitrate. Der Nitrateintrag durch den Betrieb von Flughäfen ist zwar insgesamt nicht vergleichbar mit den riesigen Mengen, die beispielsweise durch Gülle in das Grundwasser gelangen, trotzdem reicht die Menge zur Bildung von lokalen Belastungsschwerpunkten. Diethylenglycol und Propylenglycol sind nach Angaben der Lufthansa vollständig biologisch abbaubar; dieser Abbau ist aber sehr sauerstoffzehrend. Beim Winterdienst sollte daher so weit wie möglich auf mechanische und abstumpfende Mittel zurückgegriffen werden. Außerdem sollte der besonders stark belastete Wasserabfluss von der Start- und Landebahn über ein geschlossenes Wasserauffangsystem gesammelt und entsorgt werden. Eine weitere Maßnahme ist die Einrichtung von stationären Enteisungsanlagen für Flugzeuge, die dann die gesammelten Abwässer einer Recyclinganlage zuführen. Auf dem neuen Flughafen München II ist eine solche Anlage in Betrieb, mit der etwa die Hälfte der eingesetzten Enteisungsflüssigkeit zurückgewonnen werden kann.

 

 Flughafenspezifische Infrastruktur

 

Der neue Flughafen München II im Erdinger Moos soll als Beispiel für die Auswirkungen der Infrastruktur, die ein Flughafen notwendigerweise benötigt, dienen. Der Flughafen wurde in einem vergleichsweise wenig vorbelasteten Gebiet errichtet. Die Planfeststellungsbehörde erkannte zwar den Wert von Landschaft und Natur im Erdinger Moos, kam aber dennoch zu folgendem Ergebnis: »... Die notwendigen Eingriffe in die Landschaft, die wesentlich durch die in diesem Planfeststellungsbeschluss angeordneten Ausgleichsmaßnahmen gemildert werden, hindern die Planfeststellung nicht.«

 

Eine Fläche von 1600 Hektar wurde direkt für den Flughafen verbraucht. Mindestens 100 Hektar waren für die infrastrukturelle Anbindung des Flughafens erforderlich. Rechnet man noch den prognostizierten Flächenbedarf im Bereich von Gewerbe und Siedlung hinzu, kommt man insgesamt zu einer geschätzten Flächenbilanz von 3000 Hektar. Den gravierendsten ökologischen Eingriff stellte jedoch die großflächige Grundwasserabsenkung dar. Wegen der geologischen Situation in der Münchner Schotterebene war eine punktuelle Absenkung des Grundwassers auf dem Gelände des Flughafens nicht möglich. Insgesamt wurden daher im Erdinger Moos mindestens 5000 Hektar entwässert. Dieser Eingriff führte jedoch zu einer erheblichen Änderung der naturräumlichen Gliederung und des Artengefüges. Vor allem für die Vogelwelt lassen sich die Auswirkungen quantifizieren, da hier detaillierte Untersuchungsreihen vorliegen. Das Erdinger Moos gehörte mit 134 Vogelarten zu den artenreichsten Gebieten in ganz Bayern. Seit 1982, dem Beginn der Entwässerung, sind von ehemals 88 Brutvogelarten 10 Arten völlig verschwunden, 46 Arten weisen einen abnehmenden Bestand auf.

 

 Empfehlungen für einen umweltverträglicheren Flugverkehr

 

Die möglichen globalen Umweltauswirkungen des Flugverkehrs, nämlich der Abbau der lebenswichtigen Ozonschicht und die Verstärkung des Treibhauseffekts, sind in ihrer Konsequenz derart gravierend, dass es nicht vertretbar ist, mit Taten zu warten, bis detailliertere wissenschaftliche Erkenntnisse vorliegen. Im Rahmen einer vorsorgenden Politik gilt es bereits heute, Maßnahmen zu ergreifen, um diesen Prozessen entgegenzusteuern. Die Tatsache, dass der Luftverkehr die Umwelt massiv beeinflusst, lässt sich nicht mehr leugnen. Das seit Jahrmillionen eingespielte atmosphärische Gleichgewicht wird durch den hoch fliegenden Luftverkehr wortwörtlich »durcheinander gewirbelt«. In der Praxis sind kurzfristige Lösungen nur durch dirigistische Maßnahmen zu erwarten. Gemeinsames Manko der meisten möglichen Maßnahmen ist jedoch, dass sie internationalen Konsens voraussetzen, da nationale Alleingänge nicht zu erwarten sind und auch nicht sinnvoll wären.

 

Die Beurteilung, inwieweit folgende Maßnahmen vertretbar oder durchsetzbar sind, soll dem Leser selbst überlassen werden.

 

(1) Reduzierung der Flughöhe auf Höhen unterhalb der Tropopause. Dies führt jedoch zu einem offensichtlichen Zielkonflikt, da dadurch mehr Treibstoff verbraucht werden würde.

 

(2) Maßnahmen zur Reduzierung von Kurzstreckenflügen.

 

(3) Verkehrspolitische Förderung umweltverträglicherer Verkehrsmittel.

 

(4) Einführung von strengeren Emissionsgrenzwerten, um Anreize zu technischen Weiterentwicklungen zu schaffen.

 

(5) Versteuerung von Flugbenzin (dem Treibstoff für Propellermaschinen) und Kerosin (dem Treibstoff für Strahlflugzeuge).

 

(6) Abbau der staatlichen Subventionen für den Flugzeugbau.

 

(7) Einführung eines »Vollauslastungsgebots«. Die durchschnittliche Auslastung aller Flugzeuge betrug beispielsweise 1994 nur 58 Prozent.

 

(8) Einführung einer »Umweltabgabe« für den einzelnen Fluggast.

 

(9) Intensivierung der klimatologisch-meteorologischen Forschung.

 

(10) Aufklärung der Bevölkerung über mögliche Umweltrisiken des Flugverkehrs.

 

Die Verantwortung ausschließlich der Politik zuzuschieben, würde aber eine grobe Vereinfachung des Problems bedeuten. Ein wichtiger Grund für die beständige Expansion des Luftverkehrs ist schließlich ein auf Bequemlichkeit und Zeitersparnis ausgelegtes Individualverhalten. Die Verantwortung der Konsumenten wird besonders deutlich, wenn man die Tourismusbranche betrachtet. 1992 betrug der Anteil des deutschen Privatreiseverkehrs am gesamten Flugverkehr 55 Prozent. Beispielsweise flogen 1994 allein 4,4 Millionen deutsche Urlauber im Charterverkehr nach Spanien.

 

Doch auch indirekt trägt das Einkaufsverhalten vieler Konsumenten zur Steigerung des Luftverkehrsaufkommens bei. Eine Vielzahl von Frischwaren erreichen unsere Geschäfte heute auf dem Luftweg. Hierzu gehören nicht nur exotische Produkte, wie Orchideen aus Kenia, sondern auch Lebensmittel, wie Äpfel aus Neuseeland sowie Erdbeeren und Trauben aus Südafrika. Ob der Genuss dieser Produkte die Kosten, die er verursacht, wert ist, erscheint fraglich. Letztendlich sind es die Konsumenten, die aufgefordert sind, ihr Verhalten kritisch zu überprüfen und gegebenenfalls zu ändern.

 

Prof. Dr. Hans-Dieter Haas

 

Weiterführende Erläuterungen finden Sie auch unter:

 

Tourismus und Umwelt

 

Grundlegende Informationen finden Sie unter:

 

Schifffahrt: Ökologische Aspekte

 

Literatur:

 

Bossel, Hartmut: Umweltwissen. Daten, Fakten, Zusammenhänge. Berlin u. a. ²1994.

 

Öko-Lexikon. Stichworte und Zusammenhänge, herausgegeben von Hartwig Walletschek u. a. München ⁵1994.

 Olsson, Michael / Piekenbrock, Dirk: Gabler-Kompakt-Lexikon Umwelt- und Wirtschaftspolitik. Wiesbaden ³1998.

 Opaschowski, Horst W.: Umwelt - Freizeit - Mobilität. Konflikte und Konzepte. Opladen ²1999.

 

Umweltdaten Deutschland 1995, herausgegeben vom Umweltbundesamt u. a. Berlin u. a. 1995.