The aircraft and alternative modes of transport – environmental impact : energy consumption and global warming

Abstract

The environmental impact of a means of transport is made up of energy consumption, global warming, changes in local air quality, noise and landscape consumption. Global warming in the transport sector is mainly due to the climate impact of CO2. The entire environmental impact of aircraft results from CO2, nitrogen oxides (NOx) and cloud formation due to contrails. This is summarized with the help of the equivalent CO2. Statistically speaking, the environmental impact can be greatly reduced, especially by flying lower.

Contrails occur depending on altitude, air temperature, and humidity. Contrails are only persistent, if the relative humidity exceeds a certain value. It is the typical passenger aircraft with jet engines that cause contrails in cruise flight. Only a few of these contrails would have to be avoided in order to significantly reduce the environmental impact. Global warming caused by passenger jets is three times as high as CO2 alone. This is a significant environmental disadvantage of the aircraft compared to ground-based traffic.

The selection of a means of transport can already be made according to basic physical principles. The wheel-rail system has a clear advantage here. However, aircraft are unrivalled, especially for quickly overcoming the oceans. Ways in which air travelers can reduce their environmental impact are presented. The "Ecolabel for Aircraft" evaluates aircraft in comparison. The "Karman-Gabrielli Diagram" considers also speed in a comparison of modes of transport.

Die Umweltwirkung eines Verkehrsmittels setzt sich zusammen aus Energieverbrauch, Er-derwärmung, Änderung der lokalen Luftqualität, Lärm und Landschaftsverbrauch. Die Erderwärmung ergibt sich im Verkehrswesen insbesondere durch die Klimawirkung des CO2. Die gesamte Umweltwirkung ergibt sich bei Flugzeugen aus CO2, Stickoxiden (NOx) und durch Wolkenbildung aufgrund von Kondensstreifen. Dies wird mit Hilfe der äquivalenten CO2 zusammengefasst. Statistisch gesehen kann die Umweltwirkung insbesondere durch niedrigeres Fliegen stark verringert werden.

Kondensstreifen treten auf, abhängig von der Flughöhe, der Lufttemperatur und der Luftfeuchtigkeit. Langlebig sind die Kondensstreifen nur dann, wenn die relative Luftfeuchtigkeit einen bestimmten Wert überschreitet. Es sind die typischen Passagierflugzeuge mit Strahltriebwerden die Kondensstreifen im Reiseflug verursachen. Nur wenige dieser Kondensstreifen müssten vermieden werden, um die Umweltwirkung deutlich zu reduzieren. Die Erderwärmung durch Passagierjets ist dreimal so hoch, wie durch CO2 allein. Das ist ein erheblicher Umweltnachteil des Flugzeugs gegenüber dem bodengebundenen Verkehr.

Die Wahl des Verkehrsmittels kann bereits nach den physikalischen Grundprinzipien geschehen. Das System Rad-Schiene hat hier einen klaren Vorteil. Insbesondere zum schnellen Überwinden der Ozeane sind Flugzeuge aber konkurrenzlos. Vorgestellt werden Möglichkeiten, mit denen Flugreisende ihre Umweltwirkung verringern können. Das "Ecolabel for Aircraft" bewertet Flugzeuge im Vergleich. Verschiedene Buchungstools stehen im Internet zur Verfügung, die auch den CO2-Ausstoß angeben.