Nicht-CO2-Klimaauswirkungen des Luftverkehrs: Kondensstreifen
Um den Beitrag des Luftfahrtsektors zum globalen Klimawandel zu beseitigen, sind zwei große technologische Veränderungen erforderlich. Die erste ist eine umfassende Umstellung von konventionellem, aus fossilen Brennstoffen gewonnenem Flugbenzin auf eine Reihe klimaverträglicherer Energieträger, darunter Wasserstoff und aus Wasserstoff gewonnene synthetische Drop-in-Kraftstoffe, die in Verfahren mit sehr geringen Netto-Treibhausgasemissionen hergestellt werden, Biokraftstoffe aus Abfallstoffen und Strom aus kohlenstoffarmen oder kohlenstofffreien Stromerzeugern. Die zweite Strategie - die im Mittelpunkt dieses Briefing Papers steht - ist die Verringerung der Bildung von linienförmigen Wolken in großer Höhe, die als Kondensstreifen bekannt sind. Wie in diesem Papier erörtert, können Kondensstreifen reduziert werden, indem chemische Verbindungen, so genannte Aromaten, aus dem Flugbenzin entfernt werden und Flugzeuge über Regionen der Atmosphäre geleitet werden, die besonders anfällig für die Bildung von Kondensstreifen sind. Um die Dekarbonisierungsziele für die Mitte des Jahrhunderts zu erreichen, muss der Luftfahrtsektor beide Strategien - Treibstoffverlagerung und Kondensstreifenvermeidung - gleichzeitig verfolgen.
Die Treibhausgasemissionen des Luftverkehrs sind in den letzten Jahrzehnten rapide angestiegen und machen 2019 920 Mio. Tonnen der weltweiten Kohlendioxidemissionen (CO2) aus fossilen Brennstoffen aus, verglichen mit nur 706 Mio. Tonnen im Jahr 2013. Der Luftverkehr hat jedoch auch andere Nicht-CO2-Effekte auf den Klimawandel, die aus NOx-, Wasserdampf- und Aerosolemissionen resultieren. Jüngsten Studien zufolge können diese Nicht-CO2-Effekte einen weitaus größeren Einfluss auf das Klima haben als CO2-Emissionen und könnten zwei Drittel der gesamten Auswirkungen des Luftverkehrs auf den Klimawandel ausmachen.
Was sind Kondensstreifen?
Kondensstreifen sind die sichtbaren linienförmigen Wolken, die sich hinter einem Flugzeug bilden, wenn es in großer Höhe fliegt. In typischen Flughöhen (~35000 Fuß / 10000 Meter, obere Troposphäre) treffen Flugzeuge manchmal auf sogenannte eisgesättigte Regionen (ISSR). In diesen Regionen übersteigt die relative Feuchtigkeit in Bezug auf Eis die Sättigung (d. h. sehr kalte und feuchte atmosphärische Bedingungen), und es können sich Zirruswolken aus Eiskristallen bilden. Andererseits führt die unvollständige Verbrennung von Flugzeugtreibstoff im Triebwerk zur Emission einer Reihe von Komponenten wie CO2, H2O, SOx, NOx, CO, anderen Kohlenwasserstoffen und nichtflüchtigen Partikeln (nvPM) wie Ruß. Wenn Wasserdampf und Ruß aus den Flugzeugabgasen in ISSR emittiert werden, wirken die Rußpartikel als Kondensationskerne für den Wasserdampf, gefrieren und bilden Eiskristalle. Wenn die Luftfeuchtigkeit in der Umgebung hoch ist, wachsen diese Eispartikel weiter und bilden schließlich Kondensstreifen, die in der Luft verbleiben können (siehe Abbildung 1). Je nach den Feuchtigkeitsbedingungen in der Atmosphäre können manche Kondensstreifen kurzlebig sein (bis zu 10 Minuten) und schon bald nach ihrer Entstehung wieder verdunsten, während andere sich kilometerweit ausdehnen und viele Stunden am Himmel bleiben können (langlebige Kondensstreifen). Wenn langlebige Kondensstreifen eine lineare Form beibehalten, werden sie als persistente Kondensstreifen bezeichnet und können bis zu 10 Stunden andauern. Wenn sie eine unregelmäßige Form annehmen, nennt man sie Kondensstreifen-Zirruswolken. Sie sind nicht leicht von natürlich vorkommenden Zirruswolken zu unterscheiden und halten länger an. Kondensstreifen können sich auch außerhalb von ISSR in trockenerer oder wärmerer Luft bilden, aber sie sind nur von kurzer Dauer, bedecken nur kleine Gebiete und haben daher nur geringe Auswirkungen auf das Klima. Die Zirruswolken der Kondensstreifen haben einen ähnlichen Einfluss auf unser Klima wie die natürlichen Zirruswolken, die sich in großen Höhen (15000-30000 ft) bilden. Zirruswolken reflektieren einen kleinen Teil der einfallenden Sonnenstrahlung zurück in den Weltraum und fangen einen großen Teil der Infrarotstrahlung von der Erde ein, was einen Nettoerwärmungseffekt bewirkt, im Gegensatz zum Nettoabkühlungseffekt von niedrigen Wolken (siehe eine vereinfachte Darstellung in Abbildung 2).
Wie hoch ist der Strahlungsantrieb durch Kondensstreifen?
Der Strahlungsantrieb (RF) ist ein Maß für die Differenz zwischen der ein- und ausgehenden Strahlung der Erde und wird von Wissenschaftlern üblicherweise zur Quantifizierung der globalen Erwärmung verwendet. Wenn ein Klimafaktor (z. B. CO2) dazu führt, dass die eingehende Energie größer ist als die ausgehende, erwärmt sich der Planet (positiver RF), und wenn die ausgehende Energie größer ist, kühlt er sich ab (negativer RF). Klimamodelle haben gezeigt, dass die RF, die mit Kondensstreifen verbunden ist, etwa neunmal größer ist als diejenige, die nur von anhaltenden linienförmigen Kondensstreifen ausgeht. Eine kürzlich durchgeführte Studie, in der die RF der verschiedenen CO2- und Nicht-CO2-Effekte des globalen Luftverkehrs bewertet wurde, schätzte, dass die RF von Kondensstreifen die größte Komponente von allen ist und größer als die RF von CO2, die in der gesamten Geschichte des Luftverkehrs akkumuliert wurde, und mehr als die Hälfte des gesamten Strahlungsantriebs in diesem Sektor ausmacht (siehe Abbildung 3). Es ist jedoch auch der Begriff mit der größten Unsicherheit, da er von vielen Faktoren abhängt.
Aromatengehalt in Flugzeugtreibstoff
Die Rußbildung scheint weitgehend mit dem Aromatengehalt im Flugzeugtreibstoff (insbesondere Naphthalin) zusammenzuhängen, der von der Zusammensetzung des Rohöls oder der Rohölmischungen abhängt, die zur Herstellung des Flugzeugtreibstoffs verwendet werden. Da die Zusammensetzung des Rohöls je nach dem, was eine Raffinerie kauft, stark variiert, kann auch der Aromatengehalt in den verschiedenen Chargen des weltweit gelieferten Düsentreibstoffs stark schwanken. Die genaue Zusammensetzung des Düsentreibstoffs, der in einem bestimmten Flugzeug verwendet wird, ist in der Regel nicht bekannt, da die verschiedenen Treibstoffchargen in den Lagereinrichtungen eines Flughafens gemischt werden. Die internationalen Normen für Düsentreibstoff legen heute einen Höchstwert von 3 % bzw. 25 % des Volumens für den Naphthalin- und den Aromatengehalt fest (bei einem durchschnittlichen tatsächlichen Gehalt von 2 % bis 3 % bzw. 15 % bis 20 % im in Europa verkauften Düsentreibstoff). Ein Mindestgehalt von 8 % an Aromaten wurde in der Vergangenheit auch aus Sicherheitsgründen festgelegt. Aromaten erhöhen die Dichte des Düsenkraftstoffs und fördern das Aufquellen der Dichtungen, was einen besseren Schutz vor Leckagen bietet und Schäden am Kraftstoffsystem vermeidet. In der Industrie besteht jedoch kein Konsens über die Notwendigkeit dieser Mindestgrenze, und eine Reihe moderner Flugzeuge und Triebwerke verwenden heute bereits Dichtungen, die keine Aromaten im Kraftstoff erfordern.
Nach Schätzungen von Forschern kann die Verbrennung von Flugbenzin mit niedrigem Aromatengehalt die Rußbildung um 50-70 % verringern. Eine 80-prozentige Verringerung der Rußpartikel in den Abgasen wiederum könnte die Bildung von Kondensstreifen um 50 % reduzieren, obwohl die Größenordnung des Effekts mit großer Unsicherheit behaftet ist und bessere Messungen und Modellierungen erfordert. Bei einer niedrigen Rußkonzentration bilden sich weniger und größere Eiskristalle, was die Sedimentationsrate erhöht und somit die Lebensdauer des Kondensstreifens und seine Gesamt-RF verringert. Daher würde eine Senkung des Aromaten- und Naphthalinanteils in Flugzeugtreibstoff die Bildung von Kondensstreifen verringern.
Wie können Aromastoffe reduziert werden?
Aromaten in Kraftstoffen können durch ein Verfahren namens Hydrotreatment reduziert werden. Dieses Verfahren wird bereits häufig zur Verringerung und Entfernung von Schwefel und Aromaten in Dieselkraftstoff eingesetzt. Beim Hydrotreatment wird Wasserstoff verwendet, um die aromatischen Kohlenwasserstoffe im Kraftstoff in Gegenwart eines Katalysators zu sättigen. Durch dieses Verfahren wird auch der Schwefelgehalt des Kraftstoffs gesenkt, was als positiver Nebeneffekt die Luftqualität verbessert (durch die Verringerung der SOx-Bildung und damit die Reduzierung des sauren Regens). Unbehandelter Diesel hat einen wesentlich höheren Gehalt an Aromaten und Naphthalin als Kerosin, so dass eine weitere Verringerung der Aromaten im Düsenkraftstoff (z. B. auf 8 % Aromaten und nahezu 0 % Naphthalin) theoretisch kein großes technisches Hindernis darstellen sollte. Es ist jedoch zu beachten, dass eine weitere Reduzierung von Aromaten/Naphthalin während des Hydrotreatment-Prozesses folgende Konsequenzen für Raffineriebetreiber hat:
- Es wird mehr Wasserstoff benötigt (verbraucht), um mehr Aromaten/Naphthalin zu entfernen (~7,4-mal mehr Wasserstoff zur Reduzierung von Aromaten und Naphthalin im Vergleich zur konventionellen Wasserstoffbehandlung für Düsenkraftstoff).
- Aufgrund der strengeren Betriebsbedingungen, die zur Reduzierung von Aromaten/Naphthalin erforderlich sind.
- Es wird mehr Katalysator benötigt, um die gleiche Kerosinproduktionsrate und Katalysatorlaufzeit zu erreichen.
- Ohne eine Erhöhung der Katalysatormenge wäre ein häufigerer Austausch von frischem Katalysator erforderlich.
- Im Hydrotreating-Reaktor könnte es aufgrund der höheren Wärmefreisetzung durch die stärkere Sättigung mit Aromaten zu metallurgischen/betrieblichen Einschränkungen kommen.
Die Versorgung mit Wasserstoff kann eine der Herausforderungen für die Aromatenreduzierung sein, da er ein kostspieliges Element der Raffination ist und die meisten Raffinerien in der Regel unterversorgt sind. Bei der derzeitigen Wasserstoffproduktion werden auch erhebliche Mengen an Treibhausgasen freigesetzt, die durch kohlenstoffarme Wasserstoffproduktionsmethoden reduziert werden müssen (z. B. Elektrolyseure, die mit kohlenstoffarmer Elektrizität betrieben werden, oder die Anwendung von CO2-abscheidung und Speicherung bei Erdgasreformierungsprozessen sowie strenge vorgelagerte Methanemissionskontrollen zur Minimierung von Leckagen). Wie bereits erwähnt, müsste auch die Menge des für die Hydrotreating-Behandlung von Kerosin verwendeten Katalysators erhöht werden, um die gleiche Produktionsrate von Düsenkraftstoff in der Raffinerie aufrechtzuerhalten. Dies könnte durch den Kauf weiterer Reaktoren (oder die Modernisierung stillgelegter Reaktoren) oder durch einen häufigeren Austausch des Katalysators geschehen, was eine häufigere Abschaltung der Anlage erfordern würde, was die Produktionskosten erhöhen würde.
Aus wirtschaftlicher Sicht dürfte der Katalysatoraustausch, der erforderlich ist, um einen niedrigeren Aromatengehalt in Flugzeugtreibstoff zu erreichen, keine größeren Auswirkungen auf die Raffinerien haben. Die typische Zyklusdauer von Hydrotreatern für Flugturbinenkraftstoff liegt heute zwischen vier und sechs Jahren; nach dieser Zeit müssen die Katalysatoren ausgetauscht werden. Eine weitere Reduzierung des Aromatengehalts würde diese Zyklusdauer auf zwei bis drei Jahre verkürzen, ähnlich wie bei Dieselanlagen. Außerdem ist die Menge der in Kerosinanlagen eingesetzten Katalysatoren deutlich geringer als bei Dieselanlagen. Dennoch wären in den Raffinerien zeitliche und finanzielle Investitionen erforderlich, um den Aromatengehalt in Flugturbinenkraftstoff zu verringern, und derzeit gibt es keine rechtlichen oder finanziellen Anreize, um den Anteil dieser Komponenten weiter zu senken. Ungeachtet der Vorteile für die Umwelt und des geringfügig höheren Energiegehalts eines aromatenarmen Treibstoffs gibt es für die Fluggesellschaften möglicherweise keine nennenswerten Anreize, einen teureren Treibstoff zu kaufen. Die Begrenzung und Überwachung des Aromatengehalts würde die Einführung neuer Vorschriften und Strategien erfordern. Wenn dies jedoch nicht richtig gemacht wird, besteht die Gefahr, dass die Kraftstoffhersteller beschließen, nicht auf den regulierten Märkten zu verkaufen, was zu Kraftstoffknappheit führt, oder dass die Fluggesellschaften beschließen, auf Flughäfen außerhalb der regulierten Regionen zu tanken.
Wie können nachhaltige Flugkraftstoffe dazu beitragen, Kondensstreifen zu reduzieren?
Nachhaltige Flugkraftstoffe (Sustainable Aviation Fuels, SAF) sind eine lose definierte Gruppe von nachhaltig produzierten, nicht fossilen Kraftstoffen, die mit bestehenden Düsentriebwerken und Kraftstofflagertechnologien kompatibel sind, da ihre chemischen und physikalischen Eigenschaften nahezu identisch mit denen von herkömmlichem Düsentreibstoff sind. SAF, die aus Biomasse oder aus Power-to-Liquid-Systemen (PtL) hergestellt werden können, sind in der Regel arm an Aromaten und erzeugen bei der Verbrennung weniger Ruß. Dies bedeutet, dass die Verwendung von SAF eine ähnliche Wirkung hätte wie die Senkung des Aromatengehalts in herkömmlichem Düsenkraftstoff, obwohl SAF aufgrund höherer Wasserdampfemissionen auch das Auftreten von Kondensstreifen um 1-8 % erhöhen kann. Der Nettoeffekt dieses höheren Auftretens von Kondensstreifen bei gleichzeitig geringeren Rußemissionen (~ -52%) führt jedoch zu einer jährlichen Verringerung des Nettostrahlungsantriebs von etwa -44%.
Wie im Bericht 2022 von CATFerörtert, werden Biokraftstoffe allein nicht in der Lage sein, den gesamten Bedarf an Flugkraftstoff zu decken, da die Biomasse-Rohstoffe begrenzt sind und es andere konkurrierende Verwendungszwecke gibt (Pkw und Lkw verbrauchen derzeit den größten Teil der aus Biomasse gewonnenen Kraftstoffe, aber die Nachfrage in der Schifffahrt, der Schwerindustrie und im Energiesektor steigt). In der Zwischenzeit stecken PtL noch in den Kinderschuhen und es wird einige Zeit dauern, bis sie sich durchsetzen. Der SAF, der für die Beimischung zu herkömmlichem Düsenkraftstoff zur Verfügung steht, kann dazu beitragen, den Aromatengehalt zu verringern. So wurde beispielsweise festgestellt, dass eine 50%ige HEFA-Beimischung zu herkömmlichem Düsenkraftstoff den Rußgehalt um 50-70% reduziert. SAF hat auch den zusätzlichen Vorteil, dass es die CO2-Emissionen reduziert. Die gesamten Lebenszyklusemissionen von SAF müssen bewertet werden, um sicherzustellen, dass die Vorteile der Reduzierung von Kondensstreifen nicht durch erhöhte Emissionen bei der SAF-Produktion und -Lieferung (z. B. höherer Energieverbrauch für die Wasserstoffproduktion und Kraftstoffsynthese, lange Transportwege usw.) aufgewogen werden.
Über SAF hinaus könnte Wasserstoff langfristig eine wichtige Rolle bei der Dekarbonisierung der Luftfahrt spielen. In den nächsten 10-15 Jahren könnten wasserstoffbetriebene Pendler-, Regional- und Kurzstreckenflugzeuge kommerziell verfügbar sein. Die ersten beiden würden Brennstoffzellen verwenden, während Kurzstreckenflugzeuge durch ein Hybridsystem aus Brennstoffzellen und Wasserstoffturbinen angetrieben werden könnten, wobei die Brennstoffzelle im Reiseflug und die Turbinen beim Start eingesetzt werden, um den erforderlichen höheren Schub zu erzeugen. In dem Maße, in dem Wasserstoff in der Luftfahrt zu einer machbaren Option wird, ist es vernünftig, sich über die Bildung von Kondensstreifen durch wasserstoffbetriebene Flugzeuge Gedanken zu machen. Das Hauptprodukt von Wasserstoff-Brennstoffzellen ist Wasserdampf, bei Wasserstoffturbinen sind es Wasserdampf und Stickoxide. Die Wasserdampfemissionen sind bei wasserstoffbetriebenen Flugzeugen 4,3-mal so hoch wie bei konventionellem Düsentreibstoff; eine kürzlich durchgeführte Studie ergab, dass die von Kondensstreifen bedeckte Fläche bei Flugzeugen mit Flüssigwasserstoffverbrennung und Brennstoffzellenantrieb um 70 % zunehmen dürfte. Da jedoch kein Ruß erzeugt wird, wären die entstehenden Eiskristalle größer, und es gäbe weniger davon. Wie bei Flugzeugtreibstoff mit niedrigen Aromaten und SAF ist die Sedimentationsrate bei großen Eiskristallen schneller, was zu kurzlebigen Kondensstreifen führt. Der Nettoeffekt ist eine Verringerung der Kondensstreifen-Zirren um ~25 % bzw. ~20 % bei Wasserstoffturbinen und Brennstoffzellen im Vergleich zu herkömmlichen Kerosinflugzeugen. Es sind jedoch weitere Analysen und Flugmessungen erforderlich, um eine bessere Charakterisierung von Wasserstoffkontrails zu erhalten. Im Rahmen der ZEROe-Roadmap von Airbus hat das Unternehmen 2022 in Zusammenarbeit mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) das Testprogramm "Blue Condor" gestartet, um die von Wasserstoff- und Kerosinturbinen gebildeten Kondensstreifen zu vergleichen und die Auswirkungen zu erhellen. Im März 2023 starteten Airbus und das DLR außerdem die neue VOLCAN-Flugtestkampagne, um Informationen über die Nicht-CO2-Emissionen und die Bildung von Kondensstreifen einer zu 100 % mit SAF betriebenen A321neo zu sammeln.
Atmosphärische Faktoren, die die Bildung von Kondensstreifen beeinflussen
Die Bildung von Kondensstreifen hängt jedoch nicht nur von der Menge des vom Flugzeug ausgestoßenen Rußes ab, sondern auch von den atmosphärischen Bedingungen. Die Anzahl der anfänglich gebildeten Eiskristalle ist proportional zur Anzahl der ausgestoßenen Rußpartikel, aber die atmosphärischen Bedingungen bestimmen die Bildung und Dauer des Kondensstreifens. Schätzungen zufolge sind nur ∼12 % aller Flüge über dem Nordatlantik für 80 % des jährlichen Energieeintrags durch Kondensstreifen verantwortlich. Abgesehen von der Rußmenge in den Abgasen werden stark erwärmende/abkühlende Kondensstreifen mit Faktoren wie jahreszeitlichen Veränderungen der Strahlung und der Meteorologie, der Tageszeit und der Hintergrundbewölkung in Verbindung gebracht. In der nordatlantischen Region scheinen sich stark wärmende Kondensstreifen häufiger nachts, im Winter und über tief hängenden Wolken zu bilden. So reflektieren Kondensstreifen tagsüber einen Teil der Sonnenenergie zurück in den Weltraum und tragen so zu einer Abkühlung bei - ein Effekt, der in der Nacht nicht auftritt. Im Winter sind die ISSR in dieser Region größer, was die Zeitspanne, in der ein Transatlantikflug Kondensstreifen erzeugen kann, verlängert. ISSR sind in der Regel einige hundert Meter dick und können sich über Dutzende bis Hunderte von Kilometern erstrecken.
Eine Optimierung der Flugroute zur Vermeidung dieser Regionen, in denen sich große und lang anhaltende Kondensstreifen bilden können, kann durch eine effektive Flugplanung erreicht werden. Atmosphärische Daten (Temperatur und Luftfeuchtigkeit) und gute Vorhersagemodelle können genutzt werden, um die Lage von ISSR zu erkennen und vorherzusagen und die Flugroute entsprechend abzuändern. Im Jahr 2021 führte das EUROCONTROL-Kontrollzentrum Maastricht Upper Area Control Centre (MUAC) in Zusammenarbeit mit dem DLR den weltweit ersten operationellen Versuch durch, um die Durchführbarkeit der Verhinderung von Kondensstreifen durch Fluglotsen zu untersuchen. Der Versuch lief von Januar bis Dezember 2021 zwischen 3pm und 5am UTC (wenn die Wahrscheinlichkeit der Bildung von Kondensstreifen höher ist) und deckte den MUAC-Luftraum (Belgien, Luxemburg, die Niederlande und Nordwestdeutschland) ab, der von 16% aller Flüge durch Europa genutzt wird. Ziel des Versuchs war es, festzustellen, ob die Bildung von Kondensstreifen mit angemessener Genauigkeit vorhergesagt werden kann, und die Verfahren zur Vermeidung hartnäckiger Kondensstreifen in Echtzeit durch Änderung der Flughöhe zu testen. Während des Versuchs wurden die Flüge taktisch aufgefordert, ihre Flughöhe auf der Grundlage der ISSR-Vorhersagen zu ändern (~2000 Fuß / 600 Meter nach oben oder unten). Trotz des geringen Luftverkehrsaufkommens im Jahr 2021 aufgrund der COVID-Pandemie zeigten die Ergebnisse des Versuchs, dass die Verhinderung von Kondensstreifen operationell machbar ist, obwohl eine bessere ISSR-Vorhersage erforderlich ist. Es ist auch wichtig zu bedenken, dass die Umleitung von Flugstrecken mit einem höheren Treibstoffverbrauch verbunden ist, was sich in höheren Kosten für die Fluggesellschaft niederschlägt. Ein höherer Treibstoffverbrauch erhöht auch die CO2-Emissionen, so dass die Abwägung zwischen der Vermeidung von Kondensstreifen und höheren CO2-Emissionen in jedem Fall sorgfältig analysiert werden muss. Eine andere von einigen Forschern vorgeschlagene Lösung besteht darin, die knappe SAF für den kleinen Teil der Flüge zu nutzen, die die stärksten wärmenden Kondensstreifen verursachen. Diese intelligente Zuteilung (z.B. Anwendung einer 50%igen Mischungsrate auf 2% der Flüge, die mit den am stärksten wärmenden Kondensstreifen in Verbindung gebracht werden) würde den Klimanutzen um das 9-15fache erhöhen.
Welche Maßnahmen können ergriffen werden, um Kondensstreifen zu reduzieren?
Kondensstreifen aus der Luftfahrt erwärmen den Planeten im Durchschnitt doppelt so stark wie CO2-Emissionen. Trotz der großen Unsicherheiten bei den Schätzungen des Strahlungsantriebs steht fest, dass Kondensstreifen einen positiven Nettoerwärmungseffekt in der Atmosphäre haben, ähnlich dem von Zirruswolken. Die beiden Faktoren, die für die Bildung von Kondensstreifen verantwortlich sind, sind die aus den Triebwerksabgasen emittierte Rußmenge und die atmosphärischen Bedingungen während des Flugs. Eine optimierte Flugplanung kann dazu beitragen, die Bildung von Kondensstreifen zu verringern, indem ISSR, wo die hartnäckigsten Kondensstreifen entstehen, vermieden werden. Es hat sich gezeigt, dass ISSR vorhergesagt und die Bildung von Kondensstreifen vermieden werden kann, obwohl eine höhere Genauigkeit bei der Modellierung erforderlich ist. Um die Rußbildung zu verringern, können die Raffinerien die Menge an Aromaten (insbesondere Naphthalin) im Düsenkraftstoff reduzieren oder die Fluggesellschaften können SAF verwenden, das einen geringen Gehalt an Aromaten aufweist.
Gesetzgeber auf der ganzen Welt sollten als kurzfristige Maßnahme Maßnahmen zur Umsetzung angemessener Überwachungsregeln und Begrenzungen des Aromatengehalts in Flugzeugtreibstoff einführen und gleichzeitig Maßnahmen vorantreiben, die den Einsatz klimaverträglicher Formen von SAF fördern oder vorschreiben. Dies könnte durch eine Änderung der Flugkraftstoffnormen (z.B. ASTM) oder durch die Schaffung neuer Normen geschehen. Die Nicht-CO2-Effekte werden in einigen Regionen allmählich untersucht, vor allem um unser Verständnis der Auswirkungen zu verbessern. Gemäß der kürzlich überarbeiteten EU-EHS-Richtlinie müssen die Flugzeugbetreiber in der EU ab 2025 die Nicht-CO2-Effekte jedes von ihnen betriebenen Flugzeugs überwachen und melden. Auf der Grundlage der gesammelten Daten kann die Europäische Kommission einen Legislativvorschlag vorlegen, um Nicht-CO2-Emissionen in den Geltungsbereich des EU-Emissionshandelssystems aufzunehmen. Im Vereinigten Königreich konzentriert sich eine der sechs Maßnahmen der Jet-Zero-Strategie auf die enge Zusammenarbeit mit der Wissenschaft und der Industrie, um ein besseres Verständnis der wissenschaftlichen Erkenntnisse und der potenziellen Abhilfemaßnahmen für Nicht-CO2-Emissionen zu gewinnen. In ähnlicher Weise leitet die US-Luftfahrtbehörde (FAA) ein Forschungsprogramm, das darauf abzielt, das wissenschaftliche Verständnis der Nicht-CO2-Flugzeugemissionen und ihrer Auswirkungen zu verbessern. Während ein Großteil dieser Forschung Satellitenmessungen beinhaltet, wird die FAA "auch Flugmessungen von Kondensstreifen und Industriepartner unterstützen, um die Leistung [eines Vorhersageinstruments] zu bewerten und zu validieren, so dass das Instrument in größerem Umfang eingesetzt werden kann". Die Einführung von Kondensstreifen reduzierenden SAF in den Vereinigten Staaten könnte durch den Sustainable Aviation Fuel Tax Credit des Inflation Reduction Act von 2022 erreicht werden, der Herstellern von qualifizierten SAF Steuergutschriften in Höhe von 1,25 bis 1,75 US-Dollar pro Gallone gewährt, je nach Kohlenstoffintensität des Kraftstoffs.
Sowohl in Europa als auch in den Vereinigten Staaten muss weiter an der möglichen Entwicklung von Strategien und anderen Maßnahmen gearbeitet werden, die Flugzeuge dazu ermutigen oder verpflichten, ISSR nach Möglichkeit zu vermeiden und/oder den Einsatz von SAF auf den Flugrouten zu priorisieren, die für die meiste Kondensstreifenbildung verantwortlich sind. Die Wirksamkeit dieser beiden Strategien hängt jedoch von der Fähigkeit der Flugplaner ab, die Lage der ISSR vorherzusagen. Daher sind weitere Forschungsarbeiten von Regierungsbehörden wie dem DLR in Deutschland und der NASA in den USA erforderlich, um die Instrumente und Techniken zur Vorhersage von ISSR zu verbessern.
CATF hilft bei der Bewältigung dieser Herausforderungen durch rigorose Analysen, Gestaltung der öffentlichen Politik, öffentliche Aufklärung und Interessenvertretung. Im Rahmen dieser Bemühungen arbeitet CATF derzeit an einer Studie zum Verständnis der Anforderungen in bestehenden Raffinerien, um die Vorläufersubstanzen für Kondensstreifen (d.h. Aromaten) in Flugzeugtreibstoff auf das mit den derzeitigen Technologien erforderliche Niveau zu reduzieren.
