Die technologische Entwicklung der Luftfahrt wird von den Auswirkungen ihres ökologischen Fußabdrucks überschattet. Dies ist eine Folge des steigenden Appetits der Verbraucher auf Flugreisen, bestätigt der European Aviation Environmental Report 2022 der EU Aviation Safety Agency (EASA), eine Studie, zu der Clean Aviation, das Forschungs- und Innovationsprogramm der EU zur Umgestaltung der Luftfahrt in eine klimaneutrale Zukunft, beigetragen hat Daten und Erkenntnisse.
Der Bericht zeigt, dass die Flugfrequenzen an Europas Flughäfen zwischen 2005 und 2019 um 15 Prozent auf 9,3 Millionen gestiegen sind, während die Passagierkilometer um 90 Prozent zugenommen haben (Zahlen nach 2019 sind aufgrund der Pandemie nicht repräsentativ).
Trotz erheblicher Umweltverbesserungen und der Vorteile des Marktwachstums, nämlich gesellschaftliche Konnektivität, Tourismus und internationaler Handel, hat diese steigende Nachfrage natürlich ihren Preis: Die CO2-Emissionen von Flügen, die diese Flughäfen verlassen, erreichten 2019 147 Millionen Tonnen – das waren 34 Prozent mehr als 2005. Die Emissionen der Luftfahrt haben sich fortgesetzt und werden weiterhin exponentiell zunehmen, wenn wir diesen Trend nicht brechen.
Laut den neuesten Daten der International Air Transport Association (IATA) liegt der weltweite Flugverkehr jetzt bei 73,7 Prozent des Niveaus vor COVID, während die Gesamtpassagierzahlen von, nach und innerhalb Europas voraussichtlich vor Ende 86 Prozent der Werte von 2019 erreichen werden 2022, mit einer vollständigen Erholung im Jahr 2024.
Neue Luftfahrttechnologien müssen eine bedeutende Rolle dabei spielen, die Netto-Null-Bestrebungen der europäischen Luftfahrt zu erleichtern.
Zwischen 1989 und 2019 hat sich das Luftverkehrssystem vervierfacht, aber im Vergleich dazu haben sich die Emissionen nur verdoppelt – eine bedeutende Leistung – aber wir müssen noch besser werden.
Natürlich müssen wir unsere Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen dringend verringern, und der Bericht der EASA weist auf einige Abhilfemaßnahmen hin: Er sagt voraus, dass die CO2-Emissionen bis 2050 durch brancheninterne Maßnahmen um 69 Prozent auf 59 Millionen Tonnen im Vergleich zu einem Business-as-usual reduziert werden könnten „Technologie-Einfrieren“-Szenario (19 Prozent Technologie/Design, 8 Prozent Air Traffic Management Operations (ATM-Ops), 37 Prozent nachhaltiger Flugtreibstoff und 5 Prozent Elektro-/Wasserstoffflugzeuge).
Zusammenarbeit zur Beschleunigung der Regelsetzung
Die unwiderlegbare Schlussfolgerung der EASA, dass neue Luftfahrttechnologien eine bedeutende Rolle bei der Erleichterung der Netto-Null-Bestrebungen der europäischen Luftfahrt spielen müssen, steht im Einklang mit der strategischen Forschungs- und Innovationsagenda von Clean Aviation, die mit den Zielen des EU Green Deal verknüpft ist. Das Ziel von Clean Aviation ist es, die Treibhausgasemissionen von Flugzeugen um mindestens 30 Prozent im Vergleich zu 2020 hochmodernen Flugzeugen durch den Einsatz disruptiver und wirkungsvoller neuer Technologien zu reduzieren, um einen großen Schritt in Richtung einer klimaneutralen Luftfahrt zu machen 2050.
Um die klimaneutralen Ziele der Luftfahrt bis 2050 zu erreichen, müssen Flugzeughersteller und Regulierungsbehörden bei der Entwicklung neuer Technologien symbiotisch zusammenarbeiten. Daher wurde kürzlich eine Kooperationsvereinbarung zwischen der EASA und Clean Aviation unterzeichnet, die darauf abzielt, Risiken zu reduzieren und die Machbarkeit innovativer Luftfahrtkonzepte und -technologien zu demonstrieren.
Die Aufnahme der EASA in den Vorstand, den technischen Ausschuss und das wissenschaftliche Beratungsgremium von Clean Aviation wird die Formulierung neuer Sicherheitsvorschriften beschleunigen. Diese tiefere Interaktion wird auch das Bestreben der europäischen Luftfahrt erleichtern, neue Sicherheits- und Zuverlässigkeitsstandards für bahnbrechende neue Luftfahrttechnologien im breiteren globalen Kontext festzulegen.
Um die klimaneutralen Ziele der Luftfahrt bis 2050 zu erreichen, müssen Flugzeughersteller und Regulierungsbehörden bei der Entwicklung neuer Technologien symbiotisch zusammenarbeiten.
Innovationen im Gange
Seit dem Start der Programme „Clean Sky 1“ und „Clean Sky 2“ schreitet die Neugestaltung der Umweltbilanz der europäischen Luftfahrt voran – diese haben bereits sehr greifbare Fortschritte für die Forschungs- und Innovationstätigkeit der EU erzielt.
Clean Aviation, die dritte Inkarnation, geht viel weiter, überspringt eine Technologiegeneration und stürmt mit 20 gewagten neuen Projekten voran. Diese unterstützen den laserscharfen Fokus von Clean Aviation durch drei disruptive Stoßrichtungen: Neue Technologien für wasserstoffbetriebene Flugzeuge; Hybrid-Elektro-Regionalflugzeuge; und hocheffiziente Kurz- und Mittelstreckenflugzeuge (alle für Flüge unter 4.000 Kilometern, die für rund 65 Prozent der weltweiten CO2-Emissionen der Luftfahrt verantwortlich sind).
Die Projekte von Clean Aviation werden Schlüsseltechnologiebausteine für die Luftfahrtlandschaft der 2030er Jahre und darüber hinaus zum Tragen bringen und die Grenzen des Wärmemanagements und der elektrischen Verteilungslösungen für hybrid-elektrisch angetriebene Flugzeuge erweitern; Förderung der Wissenschaft von leichten Lösungen zur Speicherung von flüssigem Wasserstoff; und die Speerspitze hocheffizienter Antriebsprojekte.
Neben diesen bahnbrechenden Initiativen sind noch viele weitere in der Pipeline, und qualifizierte Innovatoren, die an dieser Reise teilnehmen möchten, werden ermutigt, sich über das Ausschreibungsverfahren für Clean Aviation zu engagieren.
Das Innovations- oder Zertifizierungsrätsel
Die Mission von Clean Aviation, eine klimaneutrale Luftfahrt zu liefern, bedeutet jedoch, dass ein „Huhn-oder-Ei“-Rätsel gelöst werden muss: Wie lassen sich Regeln und Standards entwickeln und zertifizieren, um die Sicherheit disruptiver neuer Technologien zu gewährleisten, die die „Wunderwaffe“ für Netze sein könnten? null fliegen? Wie und warum würden seine Teams diese Durchbrüche entwickeln, ohne darauf zu vertrauen, dass sie für den Einsatz im zukünftigen Luftfahrtsystem zertifiziert werden können? Schließlich können Pioniere ohne die Sichtbarkeit zukünftiger Sicherheits- und Zertifizierungsanforderungen nicht innovativ sein; Umgekehrt können Gesetzgeber keine Vorschriften formulieren und durchsetzen, ohne die Eigenschaften neuer Technologien und die Designphilosophie der Innovatoren zu verstehen.
Flugsicherheit ist oberstes Gebot
Bis jetzt haben sich die Sicherheitsstandards der Luftfahrt ständig weiterentwickelt und verbessert, da Hersteller die technologischen Barrieren verschieben, um die Leistung zu verbessern, während die Regulierungsbehörden sicherstellen, dass Kontrollen und Ausgleiche vorhanden sind, um die bewundernswerten Sicherheitsstandards der Luftfahrt aufrechtzuerhalten, indem sie die Regeln verschärfen und sicherstellen, dass neue Technologien konform und zuverlässig sind und vertrauenswürdig von Betreibern, Passagieren und der Öffentlichkeit.
Früher waren Lufttüchtigkeitszertifizierungsprozesse linear, sequentiell und vorsichtig – was es den Herstellern ermöglichte, neue Flugzeuge zu initiieren und gleichzeitig die Sicherheitsbilanz des Sektors auf ein beneidenswertes Exzellenzniveau zu heben. Doch mit jeder neuen Flugzeuggeneration sind die Zeitvorgaben gewachsen und die Kosten gestiegen. Völlig neue Flugzeugkonstruktionen mit neuer Technologie könnten über ein Jahrzehnt brauchen, um von der Markteinführung bis zur Markteinführung zu gelangen – es sei denn, der Prozess der Entwicklung von Sicherheitsregeln und der Gewährleistung der Einhaltung wird umfassend überdacht.
Digital werden
Während dieser neuen symbiotischen Zusammenarbeit zwischen Clean Aviation und der EASA bleibt die Sicherheit sakrosankt. Tatsächlich gibt es in der Luftfahrtindustrie ein Sprichwort, dass neue Flugzeuge nur dann eine Sicherheitszertifizierung erhalten, wenn das Gewicht der Papiere dem Gewicht des Flugzeugs entspricht. Bei Clean Aviation beabsichtigen wir, diesen Prozess wo immer möglich papierlos zu gestalten, indem wir die Digitalisierung nutzen, um Sicherheitsstandards zu verbessern, Zertifizierungsmethoden zu verbessern, die Effizienz zu steigern – und Bäume zu retten.
Die Organisation hat daher eines ihrer Projekte, CONCERTO, der Erforschung neuartiger Zertifizierungsmethoden und Compliance-Mittel für disruptive Technologien gewidmet. Das Fachwissen der Teilnehmer in den Bereichen digitale Zwillingstechnologie und digitales Produktlebenszyklusmanagement, verbunden mit den Sicherheitskompetenzen der EASA, wird die Optimierung der Zertifizierungs-Roadmap sicherstellen, indem die Digitalisierung für Simulation, Bewertung und Dokumentation genutzt wird.
EASA und Clean Aviation steuern synergetisch auf eine nachhaltigere Zukunft für die europäische Luftfahrt zu.
Es ist noch früh, aber die Eröffnung dieser erweiterten Zusammenarbeit zwischen EASA und Clean Aviation wird es dem Team ermöglichen, schnell voranzukommen.
Mit diesem einzigartigen Ansatz sind die Innovatoren und die Regulierungsbehörde nun im selben Team und arbeiten eng zusammen, um umweltfreundliche Flugzeuge Wirklichkeit werden zu lassen und gleichzeitig die Sicherheitsvorschriften zu verbessern. Gemeinsam steuern die EASA und Clean Aviation synergetisch auf eine nachhaltigere Zukunft für die europäische Luftfahrt zu.