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Enerige & Management > F&E - Verfolgungsflug im Abgasstrahl
Forschungsflugzeuge am Himmel mit Kondensstreifen, Bild: DLR, NASA/Friz
F&E:
Verfolgungsflug im Abgasstrahl
Noch vor CO2 haben Flugzeugkondensstreifen den größten Anteil an der Klimaerwärmung durch die Luftfahrt. Forschern ist es gelungen, die Klimawirkung von Kondensstreifen zu senken. 
 
Forschenden des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) und der NASA ist es gelungen, die Wirkung der klimaschädlichen Kondensstreifen um 20 bis 30 % zu verringern.

Mithilfe einer 50-50-Mischung aus Kerosin und nachhaltigem Kraftstoff − dem sogenannten Sustainable Aviation Fuel (SAF) − erzielten sie unter realen Flugbedingungen 2018 eine Halbierung der Eiskristallanzahl in den Kondensstreifen. Die Ergebnisse präsentierte das Forschungsteam nun in der aktuellen Ausgabe des Fachjournals Nature Communications Earth and Environment.

Zur Bedeutung der Eiskristalle in Kondensstreifen

Die Eiskristalle sind entscheidend für die Klimawirkung von Kondensstreifen. Zum Hintergrund: Flugzeugtriebwerke stoßen Rußpartikel aus. Diese wirken als Kondensationskeime für kleine unterkühlte Wassertropfen, die sofort zu Eiskristallen gefrieren und als Kondensstreifen am Himmel sichtbar werden. Die Eiskristalle der Kondensstreifen können bei feuchtkalten Bedingungen in Höhen von acht bis zwölf Kilometern mehrere Stunden bestehen und hohe Wolken bilden − sogenannte Kondensstreifenzirren.

Je nach Sonnenstand und Untergrund können diese Wolken lokal eine wärmende oder kühlende Wirkung entfalten. Forschungsarbeiten zeigen, dass global die wärmende Wirkung überwiegt. Das Auftreten dieser Wolken ist zeitlich und räumlich äußerst variabel, sodass einige wenige Kondensstreifen-Hotspots für einen großen Teil der wärmenden Wirkung verantwortlich sind.

In ihren gewonnenen Resultaten sehen die Forschenden einen Weg, die Klimawirkung des Luftverkehrs "bereits kurzfristig spürbar zu verringern". Prof. Christiane Voigt vom DLR-Institut für Physik der Atmosphäre in Oberpfaffenhofen (Bayern): "Wir konnten bei den gemeinsamen Flugversuchen des DLR und der NASA 2018 eindeutig nachweisen, dass weniger Rußpartikel in den Abgasen durch nachhaltige Kraftstoffe weniger Eiskristalle in Kondensstreifen zur Folge haben. Dazu sind die Eiskristalle im Mittel etwas größer." 

Die Wissenschaftlerin sieht in diesem Nachweis einen Durchbruch für die klimafreundliche Luftfahrt. Eine geringere Anzahl von Eiskristallen in Kondensstreifen verringere ihre wärmende Wirkung zeitnah. Dies mache den gezielten Einsatz von nachhaltigen Kraftstoffen auf Flugrouten mit häufiger Kondensstreifenbildung besonders attraktiv, um eine schnelle Wirkung für den Klimaschutz zu erzielen. 

Zur Vorgehensweise der Tests

Die Flugversuche starteten 2018 von der Ramstein Air Base in Rheinland-Pfalz. Das Forschungsflugzeug ATRA des DLR, ein Airbus A320, flog mehrmals mit verschiedenen Kraftstoffmischungen über Deutschland. Unter den Mischungen befanden sich als Referenz reines Jet A-1-Kerosin sowie 70-30- und 50-50-Mischungen von Kerosin und dem nachhaltigen Biokraftstoff HEFA (Hydroprocessed Esters and Fatty Acids).

Als zweites Flugzeug startete das NASA-Forschungsflugzeug DC-8. Es folgte dem A320 mit ein bis zwei Minuten Verzögerung, um Daten zu dessen Partikelemissionen und Kondensstreifen zu erfassen. Zahlreich installierte Messgeräte kamen hierfür zum Einsatz. Die gemeinsame Forschungskampagne fand unter dem Namen "ND-MAX/ECLIF 2" statt.

In einem nächsten Schritt wollen die Forschenden die Wirkung von 100 % nachhaltigem Kraftstoff auf die Emissionen und Kondensstreifen analysieren. Dazu fanden kürzlich gemeinsame Forschungsflüge von Airbus, Rolls-Royce, DLR und weiteren Partner statt. Ein Airbus A350-900 flog mit dem nachhaltigen Flugkraftstoff HEFA, gefolgt vom DLR-Messflugzeug Falcon 20-E. Die dabei gewonnenen Daten werten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aktuell aus. Im Herbst planen sie weitere Flüge.
 
 

Davina Spohn
Redakteurin
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Freitag, 18.06.2021, 08:26 Uhr

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