Klimaschutzmaßnahmen im Flugverkehr Frühjahrstagung der Arbeitsgruppe Energie der Deutschen Physikalischen Gesellschaft Falk Heinen Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit, Referat Umwelt und Verkehr

Übersicht Aufgabenbeschreibung: Klimaeffekte des Luftverkehrs Lösungsversuche: ICAO und UNFCCC Lösungsmöglichkeiten: marktwirtschaftliche Instrumente, Effizienz, operative Maßnahmen, alternative Kraftstoffe Lösungsebenen: EU und ICAO

CO2-Emissionen Verkehr im Vergleich zu übrigen Sektoren EU-weite Emissionen nach Sektor in CO2e, indexiert (1990=100), nach Eurostat Anteil des Verkehrs an Emissionen EU-27: 19,5%

CO2-Emissionen nach Verkehrssektor Waterways Aviation Straßenverkehr und – mit wachsender relativer Bedeutung – Flugverkehr sind die bedeutendsten Emissionsquellen im Verkehr in der EU Rail Road Quelle: Eurostat

Entwicklung CO2-Emissionen Flugverkehr 2928 Mt Mt CO2 Prognose: Vervierfachung der CO2-Emissionen von 2009 bis 2050 1520 Mt 790 Mt Quelle: AEA, Report on International Aviation and Maritime Emissions in a Copenhagen (post 2012) Agreement, 2009

Entwicklung CO2-Emissionen Verkehr global ~ 50 % of global emissions for 2° target Weltweit werden die Emissionen des Verkehrs von etwa 5 Gigatonnen (Gt = 1 Milliarde Tonnen) auf etwa 12 Gt zunehmen. Die relativen Anteile des Seeverkehrs und des Flugverkehrs sind dabei von steigender Bedeutung. In den Prognosen des World Business Council for Sustainable Development (WBCSD) wird 2050 über die Hälfte der Emissionen, die für das 2 Grad-Ziel noch vertretbar sind, durch den Verkehr erzeugt.[1] Fazit: Mit dem Wachstum der Verkehrsleistung geht eine deutliche Zunahme der Emissionen einher [1] Internationale Energieagentur, 2005; World Business Council for Sustainable Development, 2004 Quelle: IEA(2005) and WBCSD (2004)

Just in case… Annahmen: 50 % Minderung: 37 % Flug- und Schiffsverkehr 17 % Just in case… 20 % Annahmen: Emissionsminderung in anderen Sektoren um 50 oder 80 % bis 2050 BAU für Flug- und Schiffsverkehr (Prognose durch IMO 2009 und ICAO CAEP) Quelle: AEA, Report on International Aviation and Maritime Emissions in a Copenhagen (post 2012) Agreement, 2009 80 % Minderung: 92 % Flug- und Schiffsverkehr 42 % 50 %

Klimawirkung des Flugverkehrs

Quelle: Burkhardt and Kärcher, Nature Climate Change 2011 Wolkenbildung durch Kondensstreifen belastbare Grundlage 2005 Quelle: Burkhardt and Kärcher, Nature Climate Change 2011

NEU 0.031 0.074 radiative forcing durch contrail cirrus für 2002 Quelle: Burkhardt and Kärcher, Nature Climate Change, 2011

Erhebliche Lücke zur Erfüllung Klimaziele Annahmen: 4,25 % Wachstum der Passagierkilometer 1,5 % Verbesserung der Flotteneffizienz Einfluss des ACARE-Ziels von 50 % Verbesserung der Effizienz bis 2020 Ziel Luftverkehrs-wirtschaft: Reduzierung der CO2-Emissionen bis 2050 um 50 % ökonom. Instrument/ Biokraftstoffe? Quelle: basierend auf Price, 2007 und TU Berlin, 2008

Fazit: Flugverkehr und Klimawandel einheitliche Prognosen: deutlich steigende Emissionen des Flugverkehrs in den nächsten Jahrzehnten unveränderte Herausforderung: Erfüllung der Klimaschutzziele durch Verkehr und wegen des Wachstums insbesondere durch Flugverkehr gefährdet gesicherter Wissensstand: nach jahrelanger Diskussion sind ALLE wichtigen Klimaeffekte des Flugverkehrs hinreichend genau untersucht Maßnahmenentwicklung: Effizienz genügt nicht Einführung wirksamer Minderungsmaßnahmen unter Einbeziehung aller Effekte notwendig

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Klimaschutzmaßnahmen im Luftverkehr Einbeziehung des Luftverkehrs in den EU-Emissionshandel ist erster Schritt auf dem Weg zu einer globalen Maßnahme Wirksame Klimaschutzmaßnahmen im internationalen Luftverkehr notwendig, da bislang international nicht geregelt Internationale ZivilIuftfahrt-Organisation (ICAO) wurde bereits im Kyoto-Protokoll im Jahr 1997 beauftragt Jahrelange Verhandlungen blieben ohne Ergebnis

Brief History ICAO Start of process in 1998 with creation of a market-based options group (WG 5), participation EC, GER, FRA, NDL, SWE, (NOR, SWI) inter alia, lot of WPs and active contribution 2001: 6th environmental action plan: Commission will act on EU level in case of ICAO´s failure 2004: 6th meeting of ICAO´s Committee on Aviation Environmental Protection: - agreement to develop measures in climate context - emissions trading is the most promising option - no further action until 2007: CAEP only developped a non-binding framework for an emissions trading scheme; no agreement due to inclusion of aviation in the EU ETS

Brief History ICAO (2) 2007: - decision to create a task force (MBMTF) on MBI as sole step for limiting the climate contribution of aviation, participation EU with EC and several states - ICAO Assembly: no consensus on unilateral measures; formal reservation of ECAC states in resolution 2008: ICAO´s regular report to UNFCCC: climate measures are biofuels and emissions calculator 2009: report of Group on International Aviation and Climate Change (GIACC): „Agressive plan of action“ 2010: Resolution suggests a cap for the future (2020); improvement of fuel efficiency in the range of the BAU; framework for market based instruments; CO2-standard for 2013 (with the aim of emission reduction?)

„Success-story“ UNFCCC Agenda Item „International Transport“ oldest within UNFCCC Art. 2.2 KP and decision 2/CP.3 (Inclusion of emissions of international transport modes in national totals) without success and consequences most debated issues: “Common but differentiated responsibilities”, cap, measures and financing -> unclear mandate for ICAO and IMO -> No international solution in sight no further debate on international transport modes until 2015

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Kernelemente für umweltverträglichen Flugverkehr Einführung verbindlicher Emissionsobergrenze und Berücksichtigung aller klimawirksamen Emissionen (EU: – 10 % ggü. 2005) Einführung eines internationalen ökonomischen Klimaschutzinstruments; regionale Maßnahmen nur Beginn steuerliche Gleichbehandlung prüfen Effizienz; Einführung eines wirksamen Grenzwerts für den Ausstoß von CO2

Flugzeugprogramme und Kraftstoffverbrauch 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050 relative change 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050 relative Veränderung Studienergebnisse: Effizienzziel von 50 % nur schwer erreichbar – vor allem noch keine Implementierung in der Flotte ACARE konforme Flotte nicht vor dem Jahr 2050 ACARE consistent fleet, ACARE consistent fleet, 50% more fuel efficient 50% more fuel efficient RPK and Total RPK and Total Fuel Fuel Consumption Consumption without without Technology Technology Improvement Improvement Consumption Consumption Fuel Fuel Total Total Hypothetische Entwicklung des Gesamtkraftstoffverbrauchs mit und ohne Technologieentwicklung EIS EIS EIS EIS EIS EIS ACARE A380, B787 A380, B787 A350 A350 A320 NG A320 NG consistent consistent B747 B747 - - 800 800 B737 NG B737 NG aircrafts aircrafts Quelle: TU Berlin, Zusammenfassende Darstellung der Effizienzpotenziale bei Flugzeugen unter besonderer Berücksichtigung der aktuellen Triebwerkstechnik sowie der absehbaren mittelfristigen Entwicklungen, 2008

operationelle Maßnahmen (z. B. single european sky) Kernelemente für umweltverträglichen Flugverkehr operationelle Maßnahmen (z. B. single european sky) Prüfung alternativer Kraftstoffe

Alternative Kraftstoffe im Flugverkehr Theoretisch denkbare Optionen: Biokraftstoffe (zunächst als drop-in Kraftstoffe) CtL / GtL Wasserstoff Klimawirkungen variieren zwischen und innerhalb der Optionen stark; positive Klimabilanz gegenüber heutigem Kerosin ist zwingend notwendig Kraftstoffe müssen mittelfristig ökonomisch konkurrenzfähig sein (derzeit Faktor 2 bis 3 teurer)

Biokraftstoffe Mögliche Ausgangssubstrate: Pflanzenöle, Gräser, Stroh, Algen,… Herstellungspfade: hydrierte Pflanzenöle, Biomass-to-Liquid,… technischen Realisierbarkeit: Temperaturstabilität, Infrastruktur,…

Indirekte Landnutzungsänderungen (ILUC) Biomasse für Kraftstoffe wird auf zuvor landwirtschaftlich bereits genutzten Flächen (z. B. Weideflächen) produziert und in Folge dessen die vorherige Nutzung in ökologisch sensible Gebiete verdrängt. Daraus resultierende Klimaeffekte sind nach Studien u. a. der Europäischen Kommission bedeutsam und nicht vernachlässigbar. Akzeptanz und Nutzen von Biokraftstoffen langfristig nur bei Vermeidung von indirekten Landnutzungsänderungen erreichbar.

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Der Europäische Emissionshandel (EU ETS) Der Emissionshandel auf Unternehmensebene ist seit 2005 das Hauptinstrument der EU, um ihre Emissionsminderungsverpflichtung des Kyoto-Protokolls zu erfüllen, cap & trade-System ist ein marktwirtschaftliches Instrument, mit dem die CO2- Emissionen zu den gesamtwirtschaftlich geringsten Kosten reduziert werden läuft zwischen Unternehmen in 27 EU-Staaten + EWR (Norwegen, Island, Liechtenstein) umfasst derzeit ca. 12.000 Anlagen mit einem Emissionsvolumen von ca. 2 Mrd. Tonnen Treibhausgasen (CO2, N2O) starker Preisverfall, Reform ETS zunächst gescheitert, weltweite Bedeutung 26

Einbeziehung des Luftverkehrs in den Emissionshandel

ETS Luftverkehr – Emissionsentwicklung 28

Eckdaten des Luftverkehrs im EU ETS Relevanz Globale Emissionen: ca. 630 Mio. t CO2 im Jahr 2006 (ICAO) EU-ETS-Anteil: 221,4 Mio. t CO2 p.a. in 2004-06 (~ THG-Emissionen von NL) Teilnehmer: Etwa 5.000 EU- und internationale Luftfahrzeugbetreiber stehen auf der Verwaltungsmitgliedstaatenliste, davon wurden 442 Deutschland zugeordnet. Anwendungsbereich: alle Flüge mit Luftfahrzeugen >5,7 MTOW, die im EWR starten oder landen. Aber: lange Liste mit ausgenommenen Flügen (Militär, Polizei, Rettungs-, Lösch-, Übungs-, Sicht-, Zulassungs- und Rundflüge, etc. ) 29

„Flug“ im Sinne der Richtlinie = Flug, der in einem Mitgliedstaat beginnt oder endet; dieser kann auch Teil einer Serie von Flügen sein Beispiel: München – Philadelphia – Los Angeles emissionshandels-pflichtig nicht emissionshandels-pflichtig Quelle: http://www.decamino.de/flug_usairways Auslöser für starke internationale Widerstände 30

Eckdaten des Luftverkehrs im EU ETS Startphase: Berichterstattungspflicht bereits ab 2010 (Pflicht zur Abgabe von Emissionsberechtigungen ab 1. Januar 2013 ?) Cap: 97% der durchschnittlichen Emissionen 2004-2006 im Jahr 2012 214,8 Mio. aEUA 95% ab 2013 210,4 Mio. aEUA Auktionsanteil: 15% der Emissionsberechtigungen (EB) 32,2 / 31,6 Mio. aEUA Kostenlose Zuteilung: 85% bzw. 82% der Gesamtmenge EB 182,6 / 172,5 Mio. aEUA Reserve: 3% für neue oder schnell wachsende Airlines insg. 50,5 Mio aEUA 31

Zeitplan Stop-the-clock ? 2009 2010 2011 2012 2013 Abgabe des verifzierten Emissions-berichts Einreichung der Monitoringkonzepte 2010-2012 Einreichung der Monitoringkonzepte 2013-2020 Abgabe des verifizierten Emissions-berichts + ggf. TKM-Bericht Zuteilung der Berechtigungen Abgabe der Berechtigungen Stop-the-clock Beginn des Monitoring 26.09. 28.02. (jährlich) ? 2009 2010 2011 2012 2013 01.01. 31.03. 23.12. 31.03. (jährlich) 30.09. 30.04. (jährlich) KOM veröffentlicht Benchmark Ausgabe der Berechtigungen 32

Befristete Teilaussetzung des Vollzugs Verzicht auf Durchsetzung der Pflichten für die Jahre 2010 – 2012 für außereuropäische Flüge Voraussetzung: Rückgabe der entsprechenden kostenlosen Zuteilung zur Stilllegung Weitergeltung der Verpflichtungen für innereuropäische Flüge (Definition weiter als EU) wenn keine RL-Änderung nach ICAO-Versammlung erfolgt, gilt RL wie ursprünglich für Pflichten ab 2013 Aussetzung einmalig und befristet, damit ICAO Chance zur Einführung eines globalen Systems hat aktueller Stand: Zustimmung EP 16. April 2013

ICAO – Lösung auf internationaler Ebene? 2011: ICAO-Generalsekretär R. Benjamin kündigt Vorschlag für 2012 an, der 2013 verabschiedet werden soll -> Einrichten von Arbeitsgruppen wegen politischer Schwierigkeiten entscheidet ICAO-Rat Ende 2012 Einrichtung einer High-Level-Gruppe: drei Sitzungen bis Ende März 2013 zahlreiche Differenzen: Hauptpunkte „common but differentiated responsibilities“, „mutual consent“, geographical scope“ EU-Mindestforderung für Ergebnis dieses Jahr: Rahmenwerk für regionale Instrumente, verbindlicher Zeitplan bis 2016 Einigung dieses Jahr sehr unsicher; Vorentscheidungen fallen im Juni (ICAO-Rat) und ggf. bei Vorabtreffen mit ICAO-Präsident

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