1. Flugzeuge im Vergleich:
Ein hoher Energieverbrauch
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Flugzeuge haben einen gewaltigen Kerosin-Durst. Um diese unbestreitbare Tatsache ranken sich zuweilen Zahlenspiele und griffige Vergleiche, die den hohen Energieeinsatz in der Fliegerei verdeutlichen sollen. Gängige Angaben in kritischen Publikationen sind z.B.:
In den ersten Minuten des Starts verbrauche eine Boeing 747 ("Jumbo Jet") 6.500 Liter Treibstoff, eine Menge, mit dem ein Auto fünf Jahre lang energieverschwenderisch betrieben werden könne. Allein in Frankfurt sollen jährlich durch den zivilen Luftverkehr 1,9 Milliarden Liter Kerosin betankt worden sein. Selbst wenn der gesamte deutsche Wald gesund wäre, soll seine gesamte Tagesproduktion an Sauerstoff allein durch den Start von 36 Jumbo-Jets verbraucht sein.
Nun, solche Vergleiche hinken meist gewaltig.
Dennoch bleibt richtig, daß der Flugverkehr wesentlich gewaltigere Energiemengen verschlingt als die anderen Verkehrsmittel. Und wo Energie verbraucht wird, insbesondere wo fossile Energieträger verbrannt werden, dort wird die Umwelt belastet. Uns allen sind mittlerweile die seit mehr als zehn Jahren vorgebrachten Warnungen von Wissenschaftlern geläufig, die den Treibhauseffekt bekannt gemacht haben. Gerade die Verbrennung der fossilen Energieträger fördert diesen Treibhauseffekt kräftig. Die konkreten Folgen dieser massiven Erwärmung der Erdatmosphäre lassen sich bisher nur erahnen, sie sind jedoch auf jeden Fall so drastisch, daß inzwischen sogar viele Politiker einen Handlungsdruck erkennen.
Dies ist Grund genug, den Energiedurst des Flugverkehrs unter die Lupe zu nehmen. So läßt sich der Energieverbrauch erst einordnen, wenn man einen Vergleich mit anderen Verkehrsträgern anstellt. Es ist dabei sicherlich einmal interessant, die tatsächlich erbrachten Transportleistungen mit dem Energieverbrauch in Beziehung zu setzen.
Zweifellos ist nach solchen Untersuchungen noch immer strittig, ob die erbrachten Verkehrsleistungen in diesem Umfang denn überhaupt vonnöten sind. Diese Überlegungen werden hier jedoch erst einmal verbannt und am Ende des Buches wieder aufgegriffen. Hier soll zunächst anhand von einigen Zahlen belegt werden, wie unwirtschaftlich Flugzeuge im Vergleich zu anderen Verkehrsträgern sind. Erst massive staatliche Subventionen (Flugbenzin, Flugzeugbau) lassen das Flugzeug auf dem Markt so konkurrenzfähig bleiben, wie es derzeit ist.
In der Antwort auf eine Anfrage im Deutschen Bundestag wurden von der Deutschen Bundesregierung im Jahre 1984 für verschiedene Flugzeugtypen die folgenden Mengen an Treibstoffverbrauch für Lande- und Startphase zusammengenommen genannt (in Liter):
Boeing 737 (Douglas DC 9): 1.100 l
Boeing 727 1.680 l
Boeing 747 ("Jumbo-Jet") 3.400 l
Douglas DC 10 (Lockheed TriStar L-1011) 2.530 l
Airbus A 300 1.650 l
Pro Stunde Reiseflug liegen die Verbrauchszahlen für diese gängigen Flugzeugtypen wie folgt:
Boeing 737, Douglas DC 9 3.180 l
Boeing 727 5.460 l
Boeing 747 ("Jumbo-Jet") 16.000 l
Douglas DC 10 (Lockheed TriStar L-1011) 11.560 l
Airbus A 300 7.430 l
Diese "offiziellen" Zahlen dürfen jedoch angezweifelt werden. So werden, verschiedenen Fachpublikationen zufolge, von dem Bordcomputer eines Boeing 747 "Jumbo" in den ersten Minuten des Starts nicht "nur" insgesamt 3.400 Liter Kerosin verbrannt, sondern allein rund 1.300 Liter für das Rollen zum Startpunkt und dann noch einmal rund 6.800 für Start und Steigflug. Die üblichen Angaben für den Reiseflug stimmen jedoch weitgehend überein. 16.000 Liter Kerosinverbrauch pro Stunde Reiseflug für einen Jumbo sind natürlich eine gewaltige Menge. Wenn man bedenkt, daß rund 500 solcher Jumbos in Betrieb sind und jeder hiervon im Durchschnitt 13 Stunden am Tag fliegt, dann wird dies deutlich. Eine tägliche Menge von ca. 100 Millionen Liter Kerosin wird also allein von den Jumbos beim Reiseflug verbrannt!
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Leicht kann man jetzt eine Verbrauchsrechnung für den Reiseflug auftun, ähnlich wie sie bei Autos üblich ist. Hierfür soll beispielhaft das erste angefertigte Modell der Airbus-Serie, der A 300, dienen. Beim Reiseflug werden in einer Stunde rund 900 Kilometer zurückgelegt. Dies bedeutet einen Treibstoffverbrauch von 825 Litern pro einhundert Kilometern. Der A 300 bietet rund 300 Passagieren Platz. Hieraus folgt, daß bei voller Auslastung des Flugzeuges pro beförderter Person rund 2,7 Liter Treibstoff für 100 Kilometer benötigt werden.
Hieraus kann ersehen werden (für viele sicherlich überraschend), daß der Energieverbrauch bei der Streckenfahrt auch eines energiesparenden Autos höher ist, wenn er mit nur einer Person besetzt ist. Werden jedoch die besonders energieaufwendigen Starts und Landungen der Flugzeuge berücksichtigt, so verschiebt sich dieses Verhältnis schon ein wenig. Da zudem insbesondere Linienflugzeuge oft über eine unzureichende Auslastung verfügen, Autos hingegen (zumindest ab und zu) auch mit Beifahrern und -fahrerinnen unterwegs sind, verschieben sich die oben genannten — für die Flugzeuge idealen — Verhältnisse immer weiter zugunsten von anderen Verkehrsträgern.
Spezifischer Energieverbrauch der einzelnen Verkehrsträger im Vergleich
Neue Entwicklungen in der Technik machten auch vor dem Flugverkehr nicht Halt. So gab es durchaus erfolgreiche Ansätze, den Treibstoffverbrauch zu senken. Die Lufthansa konnte (eigenen Angaben zufolge!) in ihrer Flugzeugflotte den relativen Spritverbraüch (Spritverbrauch pro Transporteinheit) innerhalb von zwanzig Jahren nahezu halbieren. Eine sicherlich unstrittig verbesserte Energieausnutzung.
Um einen brauchbaren Vergleich der verschiedenen Verkehrsträger hat sich das Heidelberger Institut für Energie- und Umweltforschung (IFEU) gemeinsam mit dem TÜV-Rheinland bemüht. In einem aufwendigen Projekt wurden Energieverbrauchsfaktoren für die verschiedenen Nutzungsformen der gängigen Verkehrsträger errechnet.
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Hierfür wurden zunächst die jeweils erbrachten Verkehrsleistungen bestimmt, also festgestellt, wieviele Personenkilometer in der Bundesrepublik mit den einzelnen Verkehrsmitteln insgesamt bewältigt wurden. Außerdem wurde die hierfür jeweils eingesetzte Primärenergie bestimmt. Hieraus läßt sich dann leicht errechnen, wie groß der Energieeinsatz pro Personen- bzw. Tonnenkilometer ist. So erhält man natürlich nur durchschnittliche Angaben, aber mehr als einen grundsätzlichen Überblick darf man von solchen Rechnungen im allgemeinen sowieso nicht erwarten.
Es ergaben sich bei dieser vom IFEU durchgeführten Rechnung für den Personenverkehr die folgenden Daten des spezifischen Energieverbrauchs (Zahlenbasis 1987, angegeben werden Kilojoule pro Personenkilometer kJ/Pkm):
Gewerblicher Flugverkehr im Inland 3.990 kJ/Pkm
Gewerblicher Flugverkehr ins Ausland 2.030 kJ/Pkm
Personenkraftwagen/Kombi 2.560 kJ/Pkm
Eisenbahn (mit S-Bahn) im Nahverkehr 1.680 kJ/Pkm
Eisenbahn im Fernverkehr 940 kJ/Pkm
Linienbusse im Nahverkehr 850 kJ/Pkm
Gelegenheitsbusfahrten im Reiseverkehr 390 kJ/Pkm
Straßen-, Stadt-, U-Bahnen 1.020 kJ/Pkm
motorisierte Zweiräder 1.370 kJ/Pkm
Bei diesen Daten handelt es sich um die neuesten verfügbaren Daten zu diesem Komplex, sie wurden unter anderem auch von der Enquete-Kommission "Vorsorge zum Schutz der Erdatmosphäre" des 11. Deutschen Bundestages so angegeben. Auffallend ist zunächst, daß der Flugverkehr gar nicht so schlecht abschneidet, wie zunächst vielleicht angenommen werden könnte. Beim Fernverkehr in das Ausland liegt der Flugverkehr allein vom Standpunkt des Energieverbrauchs her betrachtet sogar noch günstiger als die Gesamtbetrachtung für die PKW. Leider jedoch hinkt dieser Vergleich. Denn gerade für den Sektor des PKW-Verkehrs hat das IFEU-Institut keine nach Nah- (bzw. Stadt-) und Fernverkehr differenzierte Betrachtung durchgeführt. Im allgemeinen ist es jedoch so, daß gerade der Stadtverkehr besonders energiefressend ist, und zudem die Fahrzeugauslastung zumeist schlechter ist als bei Fernfahrten. Würde dies berücksichtigt, dann würde man wahrscheinlich zu etwa gleich großen Verbrauchsfaktoren kommen — ein Resultat, das viele sicherlich überrascht.
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Katastrophal ist jedoch der Energieverbrauch im inländischen Flugverkehr — er überbietet alle Transportarten um Längen. Hier macht sich besonders der enorm energieaufwendige Start und Aufstieg der Flugzeuge bemerkbar. Bedacht werden sollte zudem, daß diese Flugstrecken für den Autoverkehr auch schon als Fernverkehr anzusehen wären, was bedeutet, daß beim Fliegen ungefähr die doppelte Energiemenge wie beim Auto verbraucht wird.
Nicht unerwähnt bleiben soll zudem, daß das Umweltbundesamt einen wesentlich höheren Wert für den Energieeinsatz angibt, nämlich einen Gesamtwert von 5.004 kJ/Pkm. Dieser Wert basiert allerdings auf der Zahlenbasis von 1985, ist also ein wenig älter. Aber auch nicht so viel älter, um den extrem großen Unterschied zu erklären, denn dermaßen kurzfristig setzen sich die etwas weniger energieaufwendigen Flugzeuge nun auch wieder nicht durch. Eine Beurteilung, welche dieser beiden Werte die wahren Verhältnisse genauer trifft, ist an dieser Stelle nicht möglich.
Bei den oben aufgeführten Vergleichen darf allerdings nicht übersehen werden, daß auch das Auto schon einen äußerst ungünstigen spezifischen Energieverbrauch aufzuweisen hat. Dies wird bei einem Gesamtvergleich der Tabelle deutlich. Dort erscheint der Reisebus als das mit Abstand am wenigsten energieaufwendige Transportsystem — er ist sage und schreibe um den Faktor 10 besser als das Flugzeug. Und immer noch deutlich besser als die Eisenbahn. Dies mag verwundern, wird jedoch verständlich bei Berücksichtigung der Tatsache, daß bei der Stromerzeugung für die Eisenbahn sehr große Umwandlungsverluste entstehen. Bei der Stromerzeugung mit fossilen Brennstoffen (zumeist Kohle) gehen in der Regel zwei Drittel der eingesetzten Energie als Abwärme verloren, und nur ein Drittel läßt sich in den nutzbaren Strom umwandeln, der zur Fortbewegung genutzt werden kann.
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Trotzdem bleibt die Eisenbahn im Fernverkehr um mehr als den Faktor zwei günstiger im Energieverbrauch als Flugzeuge und Autos. Dieser Energieverbrauch äußert sich zudem in den ausgestoßenen Schadstoffen. Insbesondere die Emission des klimaschädlichen Kohlendioxids ist annähernd direkt proportional zu dem spezifischen Primärenergieverbrauch. Mehr zum Schadstoffausstoß steht in den entsprechenden Buchkapiteln. Beim Güterverkehr schneidet der Flugverkehr noch katastrophaler ab. Hier ergeben sich aus den realen Transportverhältnissen folgende Daten: Es werden im Inlandsgütertransport (ja, auch den gibt es per Flugzeug) rund 36.000 kJ/Tonnenkilometer (tkm) verbraucht. Im grenzüberschreitenden Verkehr wird diese Bilanz etwas besser: ca. 14.000 kj/tkm werden aufgewendet. Damit liegt der Flugverkehr energetisch erheblich ungünstiger als alle anderen Transportsysteme.
Folgende Tabelle gibt dies analog zu der obigen Tabelle für den Gütertransport wieder (Zahlenbasis 1987, angegeben werden Kilojoule pro Tonnenkilometer, leider liegen keine nach Nah- und Fernverkehr differenzierten Daten vor):
Flugzeuge 15.800 kj / tkm
Lastkraftwagen 2.889 kj / tkm
Eisenbahnen 677 kj / tkm
Binnenschiffe 584 kj / tkm
Rohrfernleitung (also vor allem Pipelines) 168 kj / tkm
Dieser enorme Treibstoffverbrauch der Fliegerei zieht einen Kohlendioxidausstoß nach sich, der um den Faktor 28 energieverschwenderischer ist als die Binnenschiffahrt, um denselben Faktor schlechter als die Bahn und immer noch um das Sechsfache schlechter als LKW. Am besten stehen jedoch die Pipelines da, allerdings sind sie nur für einen schmalen Einsatzbereich geeignet. Immerhin sind sie im Schnitt beim Energieverbrauch um den Faktor 94 besser als Flugzeugtransport.
Im Inlandsverkehr sieht diese Bilanz für die Luftfahrt noch erheblich schlechter aus, bei Fernflügen verbessert sich dieses Verhältnis ein wenig zugunsten des Flugzeugs, ohne jedoch auch nur annähernd an die Werte der anderen Transportsysteme heranzukommen. Gerade auf diesem Gebiet wird besonders deutlich, daß das Flugzeug ein extremer Energieverschwender ist.
Schon allein diese Fakten sollten als Grund ausreichen, um die Rolle des Flugverkehrs, ja des ganzen Verkehrswesens, neu zu überdenken. Ein energetisch möglichst günstiger Verkehrsablauf sollte bei vernünftigem Bedacht sowohl politisch, als auch
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von der privaten Nutzung her angestrebt werden. Denn: ob man den übergroßen Verbrauch der Energieverschwender im Verkehrswesen nun direkt an der Zapfsäule bezahlt oder aber als Steuerzuschuß für den Flugzeugverkehr (da dieser ansonsten zu teuer würde) — bezahlen müssen wir die verbrauchte Energie im Transportwesen in jedem Fall. Wer die teure Bahn beklagt, muß sich auch einmal vor Augen halten, wie extrem teuer die anderen Verkehrsträger insgesamt kommen, wenn alle betriebs- und volkswirtschaftlichen Kosten Berücksichtigung finden. Lediglich für die allerteuersten (Auto, Flugzeug) ist der Staat nur allzu gern bereit, Steuergelder dazuzulegen.
Wissenswertes zum Energieträger Kerosin
Wie das IFEU in der genannten Untersuchung berechnete, hatte der zivile Flugverkehr, der der Bundesrepublik zugeschrieben werden muß, im Jahre 1987 einen Treibstoffverbrauch von 6,05 Millionen Tonnen (bzw. ca. 7.700.000.000 Liter). Ein Kilogramm des üblichen Treibstoffes hat einen Energieinhalt von von rund 43 MJ (MegaJoule, also 106 Joule, der international gültigen Einheit für Energie). Der Treibstoffverbrauch des Flugverkehrs der Bundesrepublik entspricht rund 260 PJ (PJ = Petajoule = 1015 Joule). Hiermit nimmt allein die bundesdeutsche Fliegerei immerhin schon fast ein Tausendstel des gesamten Weltenergieverbrauchs für 1987 für sich in Anspruch.
Wenn man von einem Tonnenpreis von 500 DM ausgeht, dann bedeutete dieser Treibstoffaufwand, daß gut drei Milliarden DM hierfür aufgewendet wurden. Wofür eigentlich — woraus besteht Kerosin, welche Stoffe gelangen über unverbrannten Treibstoff also auch in die Umwelt?
Düsenkraftstoff besteht vor allen Dingen aus Kohlenwasserstoffverbindungen. Diese sind in den Kraftstoffen hauptsächlich als Paraffine, Monocycloparaffine, Dicycloparaffine, Alkylbenzole, Indane und Tetraline enthalten — wovon jede Gruppe für sich wieder eine große Anzahl einzelner Verbindungen repräsentiert. Die physikalischen und chemischen Daten der Vielzahl der Kohlenwasserstoffe sind oftmals auch nur grob bekannt. Die Darstellung hiervon würde den Rahmen des Buches bei weitem sprengen. Es läßt sich jedoch zusammenfassend noch angeben, daß der Gehalt an aromatischen Verbindungen (also ringförmiger Kohlenwasserstoffverbindungen) zwischen 17 und 22 Prozent liegt.
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Neben diesen mannigfaltigen Kohlenwasserstoffen werden dem Flugtreibstoff gezielt noch zahlreiche Zusätze zugemischt. Auf diese soll hier ein wenig näher eingegangen werden, da es sich um einen einigermaßen überschaubaren Bereich handelt.
Im einzelnen finden Verwendung:
Antioxidantien: Unter Einfluß von Sauerstoff kann im Treibstoffeine Harzbildung einsetzen. Um dieses zu verhindern, werden dem Treibstoff verschiedene Phenol-Verbindungen (so wohlklingende Verbindungen wie 2,6-Ditert-butylphenol bzw. ° 4-Dimethyl-6-tert-butylphenol) bis zu einer Menge von maxi-1 24 mg/1 beigemengt.
Metall-Deaktivatoren: Die oben genannte Harzbildung kann durch Rückstände von Schwermetallen beschleunigt werden. Daher werden zusätzlich Stoffe eingesetzt, die diese Metallspuren deaktivieren sollen. Hierfür sind folgende beiden Verbindungen zugelassen: N,N'- Disalicyliden-l,2-diaminoäthan und N,N'-Disalicyliden-1,2- diaminopropan.
Antistatik-Additive: Beim Befüllen von Tankwagen und beim Betanken von Flugzeugen kann es zu elektrostatischen Aufladungen kommen, die zu Funkenflug und dadurch zu Explosionen und Bränden führen können. Um dies zu vermeiden, muß der elektrische Widerstand des Flugbenzins verringert werden. Dies wird durch Zumischung diverser Salze, die sich zum Beispiel aus Chrom- und Calziumsalzen zusammensetzen. Auch andere Verbindungen auf Stickstoff- oder Carbonsäuren-Basis kommen zum Einsatz, ebenso wie weitere Metallsalze.
Vereisungsverhinderer: Zur Vermeidung von Eisbildung im Kraftstoff wird eine Mischung aus Äthylenglykolmonomethyl-äther und Glyzerin beigemischt.
Rostschutzmittel: Diese dienen auch zugleich als Schmiermittel der Einspritzpumpen und sollen zudem vor Korrosion schützen. Eingesetzt werden Amine, Alkylaminsalze von Phosphorsäure, Phosphorsäureestern und Carbonsäuren.
Biozide: Es gibt Bakterien und Pilze, die sich von Kohlenwasserstoffen ernähren und diese umwandeln. Schlammbildung und Korrosionserscheinungen in Tanks werden hierauf zurückgeführt. Der direkte Zusatz von Bioziden zum Kraftstoff ist noch nicht zugelassen (allerdings nur, da negative Einflüsse auf die Kraftstoffeigenschaften befürchtet werden), wohl aber werden die Tanks zum Teil mit Bioziden behandelt. Zum Beispiel mit einem Borsäureester des Butan- und Hexandiols, wovon aller Wahrscheinlichkeit nach Rückstände im Tank verbleiben.
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Bei dem Flugzeug-Energieträger Kerosin handelt es sich also um ein sehr komplexes Gemisch der unterschiedlichsten chemischen Verbindungen. Neben den in Kraftstoffen immer in großer Zahl vorhandenen diversen Kohlenwasserstoffen geht also noch eine Menge anderer Verbindungen durch die Flugzeugdüsen. Was hiermit nach dem Ausstoß geschieht, ob diese Stoffe im Abgasstrahl oder der freien Atmosphäre umgewandelt werden und mit welchen Folgen, dies ist alles nicht einmal in Ansätzen bekannt.
Und diesem Bereich wird bisher auch kaum Bedeutung beigemessen, da die Ausgangsstoffe im Treibstoff bereits in nur geringen Mengen enthalten sind. Einzelne Berichte weisen auf eine große Zahl von Metallen im Abgas hin.
Erstaunlich hierbei ist zuweilen, daß gerade Schwermetalle im Abgas nachzuweisen sind, die offiziellen Angaben zufolge im Treibstoff als Verunreinigung gar nicht vorkommen sollen — und umgekehrt. Präzise Untersuchungen hierzu sind überfällig.
Abb. 2:
Schematische Darstellung des Jahreskraftstoffverbrauchs des Passagierflugverkehrs 1984
für Höhen bis 5.000 Fuß um die größten Flughäfen herum
(Quelle: TÜV Rheinland)
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