Klimaschutzmaßnahmen im Flugverkehr Frühjahrstagung der Arbeitsgruppe Energie der Deutschen...

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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

EU-weite Emissionen nach Sektorin CO2e, indexiert (1990=100), nach Eurostat

1990 2000 2009

Gesamt Energie ohne Verkehr Verkehr

Anteil des Verkehrs an Emissionen EU-27: 19,5%

CO2-Emissionen Verkehr im Vergleich zu übrigen Sektoren

Quelle: Eurostat

Aviation

Waterways

Straßenverkehr und – mit

wachsender relativer

Bedeutung –

Flugverkehr sind die

bedeutendsten

Emissionsquellen im

Verkehr in der EU

CO2-Emissionen nach Verkehrssektor

Quelle: AEA, Report on International Aviation and Maritime Emissions in a Copenhagen (post 2012) Agreement, 2009

Entwicklung CO2-Emissionen Flugverkehr

2928 Mt

1520 Mt

790 Mt

Prognose: Vervierfachung der CO2-Emissionen von 2009 bis 2050

Quelle: IEA(2005) and WBCSD (2004)

~ 50 % of global emissions for 2° target

Entwicklung CO2-Emissionen Verkehr global

aviation BAU2050shipping BAU2050other sectors

aviation BAU2050

shipping BAU2050

other sektors

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

Just in case…

50 % Minderung: 37 % Flug- und Schiffsverkehr

80 % Minderung: 92 % Flug- und Schiffsverkehr

Klimawirkung des Flugverkehrs

Quelle: Burkhardt and Kärcher,

Nature Climate Change 2011

Wolkenbildung durch Kondensstreifen

belastbare Grundlage

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

Erhebliche Lücke zur Erfüllung Klimaziele

Quelle: basierend auf Price, 2007 und TU Berlin, 2008

ökonom. Instrument/ Biokraftstoffe?

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 %

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

Übersicht

– 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

Klimaschutzmaßnahmen im Luftverkehr

• 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

• 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?)

Brief History ICAO (2)

• 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

„Success-story“ UNFCCC

Übersicht

• 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

Kernelemente für umweltverträglichen Flugverkehr

Quelle: TU Berlin, Zusammenfassende Darstellung der Effizienzpotenziale bei Flugzeugen unter besonderer Berücksichtigung der aktuellen Triebwerkstechnik sowie der absehbaren mittelfristigen Entwicklungen, 2008

Flugzeugprogramme und Kraftstoffverbrauch

2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050

EISA380, B787B747-800

EISA350

EISA320 NG B737 NG

ACAREconsistentaircrafts

RPK and Total FuelConsumption withoutTechnology Improvement

Total Fuel Consumption

ACARE consistent fleet,50% more fuel efficient

2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050

EISA380, B787B747-800

EISA350

EISA320 NG B737 NG

consistentaircrafts

RPK and Total FuelConsumption withoutTechnology Improvement

Total Fuel Consumption

ACARE consistent fleet,50% more fuel efficient

Studienergebnisse:

• Effizienzziel von 50 % nur schwer erreichbar – vor allem noch keine Implementierung in der Flotte

• ACARE konforme Flotte nicht vor dem Jahr 2050

• operationelle Maßnahmen (z. B. single european sky)

• Prüfung alternativer Kraftstoffe

Kernelemente für umweltverträglichen 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)

Alternative Kraftstoffe im Flugverkehr

• Mögliche Ausgangssubstrate: Pflanzenöle, Gräser, Stroh, Algen,…

• Herstellungspfade: hydrierte Pflanzenöle, Biomass-to-Liquid,…

• technischen Realisierbarkeit: Temperaturstabilität, Infrastruktur,…

Biokraftstoffe

- 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.

Indirekte Landnutzungsänderungen (ILUC)

Übersicht

Der Europäische Emissionshandel (EU ETS)

• 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

Der Emissionshandel auf Unternehmensebene

Einbeziehung des Luftverkehrs in den Emissionshandel

ETS Luftverkehr – Emissionsentwicklung

Eckdaten des Luftverkehrs im EU ETS

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)

Relevanz

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. )

= Flug, der in einem Mitgliedstaat beginnt oder endet; dieser kann auch Teil einer Serie von Flügen sein

Beispiel:

München – Philadelphia – Los Angeles

„Flug“ im Sinne der Richtlinie

Quelle: http://www.decamino.de/flug_usairways

emissionshandels-pflichtig

nicht emissionshandels-pflichtig

Auslöser für starke internationale Widerstände

Eckdaten des Luftverkehrs im EU ETS

Berichterstattungspflicht bereits ab 2010

(Pflicht zur Abgabe von Emissionsberechtigungen ab 1. Januar 2013 ?)

Startphase:

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

Zeitplan

26.09.

Einreichung der Monitoringkonzepte2013-2020

Beginn des Monitoring

Abgabe des verifizierten Emissions-berichts+ ggf. TKM-Bericht

KOM veröffentlicht Benchmark

Zuteilung der Berechtigungen

31.03. (jährlich)

01.01. 30.09.

2010 2011 2012 20132009

28.02. (jährlich)

Ausgabe der Berechtigungen

Abgabe des verifzierten Emissions-berichts

30.04. (jährlich)

Abgabe der Berechtigungen

31.03.

Einreichung der Monitoringkonzepte2010-2012

23.12.

Stop-the-clock

– 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

Befristete Teilaussetzung des Vollzugs

Aussetzung einmalig und befristet, damit ICAO Chance zur Einführung eines globalen Systems hat

aktueller Stand: Zustimmung EP 16. April 2013

• 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

ICAO – Lösung auf internationaler Ebene?

Fragen?

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