Development of an emission inventory methodology for air traffic on the basis of a flight schedule scenario for a fast subsequent climate impact analysis

Abstract

Diese Arbeit umfasst ein Konzept, mit dem die Klimaauswirkungen für verschiedene Flugzeugdesigns und -technologien einfach bewertet und verglichen werden können. Dafür fasst die Metrik die zeitlich veränderlichen CO2 und nicht-CO2 Emissionen in eine aussagekräftige Größe für eine gesamte Flugzeugflotte zusammen, wobei die höhenabhängigen Einflüsse der NOx Emissionen und der durch den Flugverkehr verursachten Bewölkung berücksichtigt werden. Außerdem wurde die Metrik weiterentwickelt, damit sie auf einen Flugplan basiert werden kann, indem jede einzelne Flugzeugtrajektorie auf der Großkreisdistanz abgebildet und berechnet werden kann. Letztendlich können auch die Klimaauswirkungen von herkömmlichem Jet A-1 Kerosin mit denen von nachhaltigen Flugkraftstoffen basierend auf einer vereinfachten Flottenzusammensetzung und Flugnetzstruktur verglichen werden.

This thesis presents an approach to assess and compare the climate impacts of different aircraft design and technology options. For this purpose, the metric condenses the timevarying CO2 and non-CO2 effects into a single meaningful quantity for an entire fleet of aircraft, considering the altitude-varying forcings by NOx emissions and by aviation induced cloudiness. Moreover, this metric has been enhanced by basing it onto a flight chedule by implementing a method of mapping and calculating the trajectory of any individual aircraft mission on a great circle path. Lastly, the climate impact of conventional Jet A-1 fuel, a drop-in fuel blend and a 100% Sustainable Aviation Fuel was analysed and assessed based on a simplified global fleet composition and flight network structure.