mini|Pro-Kopf-Emissionen von Inlands- und Auslandsflügen Luftverkehr hat Umweltauswirkungen. Schädigende Folgen beruhen auf Schadstoffemissionen, auf Fluglärm und Flächenversiegelungen an Flughäfen. Beim Verbrennen fossiler Brennstoffe bei Flugzeugen mit Verbrennungsantrieb entstehen gesundheitsschädliche und klimawirksame Gase sowie Änderungen der Wolkenbedeckung, die insgesamt zur globalen Erwärmung beitragen.

Schadstoffemission Zusammensetzung der Emissionen mini|Kondensstreifen über Georgia

Alle gängigen Strahltriebwerke werden mit Kerosin betrieben. Bei Flugmotoren, die nach dem 4-Takt-Prinzip arbeiten, wird Benzin (zumeist AVGAS) verwendet. Beim Verbrennen von auf Mineralöl basierenden Kraftstoffen entstehen Emissionen.

Das folgende Beispiel zeigt den ungefähren Ausstoß an Gasen und Partikeln in Kilogramm eines 150-sitzigen Reiseflugzeuges (Stand der Technologie von 1995) mit zwei Triebwerken während einer Flugstunde auf Reiseflughöhe. Neuflugzeuge, die ab 2015 ausgeliefert wurden, brauchen rund 30 % weniger Kraftstoff.Tillmann C. Gmelin: , 25. März 2008, Im Auftrag des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit

Durchsatz durch die beiden Triebwerke: 850.000 kg eingesaugte Luft und 2700 kg Kerosin. Das Triebwerk verlassen in dieser Zeit 130.000 kg heiße Luft (Kerntriebwerk) und 722.700 kg kalte Luft (Mantelstrom). Davon sind 8500 kg Kohlendioxid, 3300 kg Wasserdampf, 30 kg Stickoxide, 2,5 kg Schwefeldioxid, 2 kg Kohlenmonoxid, 0,4 kg Kohlenwasserstoffe und 0,1 kg Feinpartikel.

Die größten Anteile an Emissionen entfallen auf Kohlenstoffdioxid und Wasserdampf. Diese sind nicht toxisch, aber klimarelevant. Wasserdampf und Kohlendioxid haben an der Gesamtemission einen Anteil von ungefähr 10 %; der restliche Anteil ist überwiegend ausgestoßene erhitzte Luft. Das Verbrennen von Kerosin verursacht auch toxische Stoffe, vor allem Kohlenmonoxid, Stickoxide, Schwefeldioxid und Kohlenstoff in Form von Ruß.

2026 zeigte eine Studie, dass hohe Konzentrationen ultrafeiner Partikel von bis zu 300'000 Partikel pro Kubikzentimeter, die gut einen Kilometer in Windrichtung von der meistgenutzten Start- und Landebahn 28 des Flughafens Zürich entfernt gemessen wurden, ausschließlich auf den Flugbetrieb zurückzuführen sind. Diese bei Start und Landung von Flugzeugen emittierten Spitzenwerte lagen um mehr als das Zehnfache über dem normalen Hintergrundwert am Flughafen bei Nacht, wenn keine Flugzeuge verkehren. Mit der Einführung von schwefelarmem Kerosin könnte die Feinstaubbelastung deutlich reduziert werden. (vgl. ) mini|Beladen und Betanken eines Flugzeugs auf dem Flughafen in Helsinki

Wachstum der Flugverkehrsemissionen

Die gesunkenen Preise von Flügen und deren einfache Verfügbarkeit haben zu einem enormen Anstieg der Flugreisen insgesamt geführt und dadurch die verkehrsbedingten Treibhausgasemissionen vervielfacht. Deutschlandweit stiegen die Emissionen des Luftverkehrs zwischen 1990 und 2014 um 85 % an, von knapp 15 Mio. Tonnen 1990 auf ca. 26–27 Mio. Tonnen 2014. Die spezifischen Treibhausgasemissionen des Luftverkehrs lagen 2010 bei 1.540 g CO2-Äquivalent/Tonnenkilometer und resultieren nicht nur aus dem reinen CO2-Ausstoß, sondern ergeben sich auch aus weiteren klimaschädlichen Wirkungen durch Stickoxide, Ruß, Kondensstreifen und Zirruswolken, die vom Luftverkehr verursacht werden.Sachverständigenrat für Umweltfragen 2017. Umsteuern erforderlich: Klimaschutz im Verkehrssektor. Sondergutachten, S. 73. Abgerufen am 13. Februar 2018. Durch die jährlichen Wachstumsraten des Luftverkehrs von derzeit 7,1 %Anstieg der Passagierzahlen – Rekordjahr für die zivile Luftfahrt In: srf.ch. 18. Januar 2018, abgerufen am 18. Januar 2018. werden die Einsparungen durch sparsamere Antriebe bei weitem zunichtegemacht. Das heißt, dass die Triebwerke zwar in Bezug auf den Schadstoffausstoß optimiert werden, durch immer mehr Flüge und Flugzeuge die Emissionen jedoch stärker anwachsen (vgl. Rebound-Effekt). Die COVID-19-Pandemie setzte dem Wachstum ab 2020 vorerst ein Ende.

Ökologischer Vergleich der Verkehrsmittel Bei einem ökologischen Vergleich der Verkehrsmittel in Deutschland unter realistischer Auslastung war 2014 der Beitrag von Flugzeugen zum Klimawandel je Personenkilometer deutlich höher als bei anderen Verkehrsmitteln: umgerechnet in CO2-Emissionen gegenüber Reisebussen und der Bahn um mehr als das Fünffache. Der Verbrauch an Primärenergie in Liter pro Person betrug im Vergleich zum PKW mehr als das Doppelte. Der Luftverkehr ist weltweit für knapp fünf Prozent des menschengemachten Klimaeffekts verantwortlich, in der Schweiz im Jahr 2015 sogar für über 18 Prozent. Geht die Entwicklung so weiter wie bisher, wird dieser Anteil bis 2020 auf fast 22 Prozent anwachsen.WWF-Flugverkehr: Den Preis fürs Fliegen zahlt das Klima, WWF Schweiz, abgerufen am 15. Juni 2019.

Auswirkungen der Flugverkehrsemissionen Toxische Wirkungen In einer auf Modellrechnungen beruhenden Studie aus dem Jahr 2010 werden die durch die Emissionen von Flugzeugen im Reiseflug bedingten vorzeitigen Tode von Menschen auf weltweit etwa 8000 pro Jahr geschätzt, wobei die Klimawirkungen nicht berücksichtigt sind. Der Anteil an der Gesamtheit der durch Luftverunreinigungen frühzeitig eintretenden Tode liegt danach bei etwa 1 %. Im Mittel verlieren die Opfer 7,5 Lebensjahre durch Feinstaub und Stickoxide. Einige Politiker bemängeln, dass „die toxikologischen Langzeitwirkungen von Kerosin, dessen Verbrennungsrückständen und Reaktionsprodukten sowie deren additive und synergistische Effekte nicht ausreichend untersucht“ wurden. Nach einer Auskunft der Bundesregierung aus dem Jahr 2012 wird die Luftqualität in Deutschland in einem Umkreis von 20 km um alle Flughäfen überwacht. Maßgebend sind die Grenzwerte der 39. Bundes-Immissionsschutzverordnung (39. BImSchV). Zuständig für die Überwachung sind die Bundesländer.Antwort der Bundesregierung auf die Kleine Anfrage der Fraktion DIE LINKE vom 26. Mai 2012.

Beitrag zur globalen Erwärmung Das Kohlendioxid führt in der Atmosphäre zur Absorption von Wärmeenergie, die von der Erdoberfläche reflektiert wird, und steigert so den anthropogenen Treibhauseffekt. Der Wasserdampf, dessen Ausstoß in großen Höhen als Kondensstreifen sichtbar ist, kann zur Kondensation des in der Atmosphäre bereits vorhandenen Wasserdampfs führen, sodass es durch diese Anregung zu einer verstärkten Wolkenbildung kommt; dieser Effekt ist von der Wetterlage abhängig. Dass Kondensstreifen messbare Auswirkungen auf das Wetter haben, zeigte eine Studie aus den USA im Zusammenhang mit dem Flugverbot nach dem 11. September 2001.spiegel.de: „Kondensstreifen beeinflussen das Wetter“, abgerufen am 16. August 2009. Direkt nach den Anschlägen wurde der Flugverkehr für einige Tage nahezu vollständig eingestellt.

mini|Strahlungsantrieb durch vom Luftverkehr induzierte Wolkenbildung (Simulation für das Jahr 2006 mit Bodenprojektion der Flugrouten) Insgesamt trugen die Effekte des Luftverkehrs mit 3,5 % zur globalen Erwärmung vom Beginn der Industrialisierung bis zum Zeitraum 2000–2018 bei, Basis ist bei dieser Schätzung der „effektive Strahlungsantrieb“, der ein Maß für die Störung des Strahlungshaushalts der Erde ist und schnelle Anpassungen der Erdoberfläche und Troposphäre berücksichtigt. Pressemeldung dazu: Auf Basis des Strahlungsantriebs an der Tropopause – ohne schnelle Anpassungen – liegt der Beitrag, je nach Studie, bei etwa 5 % oder mehr.

Eine größere Bedeutung als die CO2-Emissionen haben die sogenannten Nicht-CO2-Effekte. Das DLR beziffert diese auf zwei Drittel der Klimaschädigung beim Fliegen, die CO2-Emissionen auf ein Drittel. Der größte Verursacher der Nicht-CO2-Effekte sind Kondensstreifen und daraus resultierend die Kondensstreifen-Zirren (engl. contrail-cirrus). Auch Stickoxide tragen zur Klimawirkung bei: Aus ihnen entsteht das Treibhausgas Ozon, gleichzeitig haben Stickoxide einen kühlenden Effekt durch den Abbau des Treibhausgases Methan; in der Bilanz überwiegt der wärmende Effekt. Die genaue Klimawirkung der durch den Luftverkehr induzierten Wolkenbildung, die Kondensstreifen-Zirren, hängt stark von Flughöhe, Reisezeit (Tag oder Nacht), den atmosphärischen Bedingungen entlang der Route (u. a. Lufttemperatur, Konzentration von Eiskristallen, schon vorhandenen Wolken und Kondensationskeimen) und der Zusammensetzung des Brennstoffes ab. Über Nordamerika, Europa und Ost- und Südostasien, wo der Flugverkehr am dichtesten ist, hat sie die deutlichste erwärmende Wirkung. Insgesamt lassen diese zusätzlichen Effekte die Klimawirkung des Luftverkehrs auf das Dreifache dessen ansteigen, was die CO2-Emissionen alleine verursachen würden. Der durch den Luftverkehr verursachte Strahlungsantrieb nimmt wegen des steigenden Verkehrsaufkommens deutlich zu.

Der Klimaauswirkungen des Luftverkehrs werden von nur einem kleinen Teil der Menschheit verursacht. So kam eine 2020 publizierte Studie zum Ergebnis, dass 2018 nur etwa 11 % der Weltbevölkerung überhaupt am Luftverkehr teilnahmen, 2 bis 4 % der Weltbevölkerung flogen dabei auf internationalen Routen. Da ein großer Teil der Emissionen von Vielfliegern sowie Nutzern der Business- oder First-Class verursacht wird, die ein Mehrfaches an Emissionen produzieren wie die Economy-Class, und gerade Geschäftsreisende teils auch Geschäftsreiseflugzeuge nutzen, wird wahrscheinlich etwa die Hälfte des Klimaeffektes des Personenflugverkehrs von maximal einem Prozent der Weltbevölkerung verursacht.

Zulassungssituation Von der ICAO wurden für Triebwerke erstmals 1981 NOx-Grenzwerte eingeführt, um die Luftqualität an Flughäfen zu verbessern. 1993 wurde der Grenzwert von der ICAO verschärft, um die NOx-Emissionen von neuen Triebwerken ab 1999 um 20 Prozent zu reduzieren. Im Jahr 1999 wurde der Standard für NOx um durchschnittlich weitere 16 Prozent für neuere Triebwerke mit einer Zertifizierung ab 2003 (CAEP/4) reduziert (ICAO 2007a). Dieser Standard wird von der ICAO weiter fortgeschrieben. In der Richtlinie CAEP/6, gültig für Triebwerke ab 2008, wurde ein Grenzwert von 12 Prozent unterhalb von CAEP/4 festgelegt. Mit CAEP/8 trat 2010 eine weitere Verschärfung in Kraft.ICAO: Local Air Quality and ICAO Engine Emissions Standardsicao.int: Committee on Aviation Environmental Protection (CAEP), abgerufen am 20. April 2017.

Begrenzung der Schadstoffemissionen Reduktion des Luftverkehrs mini|Netze der großen Hochgeschwindigkeitsbahnbetreiber in Europa, ~2018