CO2-Berechnung – Luftfracht

Auf Wunsch vieler Leser haben wir die Serie „CO2-Berechnung in der Logistik“ aus dem Jahr 2009 aktualisiert. Unterstützt wird dieses Spezial von DKV Euro Service. VR 51-52: LKW-VerkehreVR 1: SchienengüterverkehrVR 2: BinnenschifffahrtVR 3: SeeschifffahrtVR 4: LuftfrachtVR 5: Paket- und StückgutnetzwerkeVR 6: Lager und UmschlagCO2-Berechnung – LuftfrachtDie Eigenheiten des LuftverkehrsDie Ermittlung der Kohlen- dioxidemissionen im Flug- verkehr unterliegt vielen Besonderheiten. Der fünfte Teil der Serie CO2-Berechnung zeigt, was bei der Luftfracht alles zu beachten ist, und liefert exklusive Basisdaten.Das aus dieser Serie bekannte Grundgesetz zur Berechnung von Kohlendioxidemissionen hat auch in der Luftfahrt seine Berechtigung: CO2-Emission gleich CO2-Umrechnungsfaktor mal Energieeinsatz (siehe Seite 35, Formel 1). Jedoch sind bei der Luftfahrt und damit auch bei der Luftfracht einige Besonderheiten zu beachten, die bei den anderen Verkehrsträgern keine Rolle spielen. Für den ersten Teil der Formel existiert ein klarer Umrechnungsfaktor für die direkten CO2-Emissionen des derzeitigen Hauptkraftstoffes in der Fliegerei – dem Kerosin. Ein Gramm dieses Flugbenzins verbrennt zu 3,157 Gramm CO2. Bekannt ist auch der Umrechnungsfaktor, wenn die CO2-Emissionen der Kraftstoffproduktion mit berücksichtigt werden sollen (siehe Seite 34, Tabelle unten). Deutlich schwieriger wird eine klare Quantifizierung der Kohlendioxid-Äquivalente – also der weiteren Treibhausgase, die bei der Verbrennung von Kerosin entstehen. Die reine Menge der im Kyoto-Protokoll definierten Treibhausgase ist zwar sowohl bei den Direktemissionen als auch bei Berücksichtigung der Kerosinherstellung bekannt und nicht signifikant höher als bei anderen Kraftstoffen auf Rohöl-Basis (siehe Seite 34, Tabelle unten). Zusätzlicher TreibhauseffektJedoch haben Wissenschaftler herausgefunden, dass der Ausstoß von Stickoxiden durch die Triebwerke in den höheren Luftschichten der Atmosphäre zu einem deutlich größeren Treibhauseffekt führt. Die Stickoxide beispielsweise sorgen für das Entstehen von mehr Ozon in diesen Luftschichten, was wiederum die Erwärmung der Erdoberfläche weiter beschleunigt. Noch klimawirksamer beurteilen die Forscher die Kondensstreifen, die Flugzeuge mit Strahlenantrieb hinterlassen. Durch die feinen Wasserteilchen entstehen sogenannte Zirruswolken, die einen noch höheren Treibhauseffekt haben können als der reine CO2-Ausstoß. Die genaue Quantifizierung dieser Effekte ist laut des Deutschem Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) derzeit kaum möglich. Die Wissenschaftsgemeinde taxiert den Gesamtklimaeffekt von Flugzeugen deshalb recht unterschiedlich. Es finden sich Werte, die vom 1,2- bis 5-Fachen der CO2-Direktemission ausgehen. Dieser Faktor wird international auch als Radiative Forcing Index (RFI) bezeichnet. Da der Effekt ab einer Flughöhe von etwa 9000 Metern auftritt, rechnet der CO2-Rechner Ecotransit (www.ecotransit.de) ab dieser Höhe mit einem RFI-Faktor von 3. Aus diesem Ansatz leitet Ecotransit verschiedene RFI-Faktoren ab, die von der Flugstrecke abhängen. Denn es dauert ja etwas, bis ein Flugzeug die Flughöhe von 9000 Metern erreicht hat. Es gilt: Je länger die Flugentfernung, desto höher der RFI-Faktor. Bis 500 Kilometer Flugstrecke verwendet der kostenlose Internetrechner einen RFI-Faktor von 1. Das heißt, kein zusätzlicher Treibhauseffekt. Bei 1000 Flugkilometern liegt der RFI-Wert bei 2,18, bei 2000 km bei 2,52 und bei 10.000 km bei 2,87. Da aber auch diese Werte auf Schätzungen basieren, lehnen die meisten Fluggesellschaften eine Einbeziehung des RFI-Faktors ab. So auch die Deutsche Lufthansa, die in ihren Umweltberichten ausschließlich die CO2-Direktemission (tank-to-wheel) dokumentiert. Auch der in der EU vorgeschriebene Emissionshandel im Flugverkehr betrachtet nur die reinen CO2-Emissionen – ohne RFI-Faktor und auch ohne die Emissionen der Kraftstoffherstellung (well-to-tank). Beim Ecotransit kann die Berücksichtigung des RFI-Wertes deshalb auch optional gewählt werden. Bei jeder CO2-Kalkulation sollte deshalb angegeben werden, ob mit oder ohne diesenFaktor gerechnet worden ist, da dieser das Ergebnis massiv beeinflusst. Energieverbrauch nicht konstantFür den zweiten Teil der CO2-Berechnungsformel ist die Kenntnis des Energieverbrauchs des Flugzeuges je Ladungstonne und Kilometer (tkm) vonnöten. Auch an diesem Punkt finden sich in der Luftfracht Besonderheiten, die andere Verkehrsträger nicht vorweisen. Der Energieverbrauch des Flugzeuges ist nämlich nicht konstant. Ein Flugzeug benötigt extrem viel Energie während der Start- und Landephase. Diese Besonderheit führt dazu, dass der Energieeinsatz je Tonnenkilometer sinkt, je weiter das Flugzeug fliegt. Der Transport einer Belly-Luftfracht auf der kurzen Strecke von Frankfurt am Main nach London ist damit je Tonnenkilometer deutlich energie- und damit auch CO2-intensiver (1372,03 g CO2/tkm) als beispielsweise der gleiche Lufttransport von Frankfurt nach Shanghai mit 1060,44 Gramm CO2 je Tonnenkilometer (siehe Seite 35, Beispielrechnung 1 und 2). Deshalb ist bei der Ermittlung des Energieaufwandes in der Luftfracht neben dem Flugzeugtyp auch immer der Entfernungsbereich zu berücksichtigen. Die Internationale Zivilluftfahrtorganisation ICAO hat im Jahr 2009 erstmals Energieverbräuche für verschiedene Entfernungsklassen veröffentlicht (siehe Tabelle oben). Neben den Entfernungsklassen unterscheidet die ICAO auch zwischen verschiedenen Flugzeugtypen. Grundsätzlich gilt auch in der Luftfracht: Je mehr Zuladung ein Flugzeug transportieren kann, desto geringer die CO2-Emission pro Tonnenkilometer. Vor-ausgesetzt die Flugzeugtriebwerke sind auf einem ähnlichen Stand der Technik und das Fluggerät wird unter ähnlichen Bedingungen geflogen. Denn es gilt auch: Je älter ein Flugzeug und je schlechter der Wartungs- und Betriebszustand, desto höher der Energieverbrauch. Bei reinen Frachtflugzeugen ist die CO2-Emission relativ leicht zu berechnen. Der Energieverbrauch des Flugzeuges ist einfach auf die transportierte Menge Güter umzulegen. Die Rechenergebnisse zeigen, dass reine Frachtflieger aufgrund ihrer besseren Gesamtauslastung in der Regel deutlich energie- und CO2-effizienter Ladungen transportieren können als Passagierflugzeuge (siehe Seite 35, Beispiel 2 und 3). Besonderheit Belly-FrachtDeutlich schwieriger ist bei der Belly-Fracht die Ermittlung des Energieverbrauchs. Denn es existieren unterschiedliche Auffassungen darüber, welcher Kerosinanteil den Ladungen im Unterdeck und den Passagieren im Oberdeck der Flugzeuge zuzurechnen ist. Durchsetzen wird sich aber wohl der im Emissionshandel festgeschriebene Wert von 100 kg je Passagier und Fluggepäck. Diese Festlegung führt gegenüber anderen Allokationsansätzen zu etwas niedriegeren Werten im Passagierbereich und zu höheren Werten für die Fracht. Sowohl bei Frachtflugzeugen als auch bei Belly-Fracht in Passagierflugzeugen spielt außerdem die Auslastung der Ladekapazitäten ebenfalls eine wichtige Rolle bei der Ermittlung des spezifischen Energieverbrauchs. Die ICAO-Daten gehen von einem durchschnittlichen Ladefaktor von 65 Prozent (Frachtflieger) beziehungsweise 80 Prozent (Belly) aus. Jedoch können diese Werte von Fluggesellschaft zu Fluggesellschaft, von Route zu Route und auch von Wirtschaftsjahr zu Wirtschaftsjahr variieren. Der Ecotransit-Rechner nutzt Werte zwischen 55 und 65 Prozent – der Beladungsgrad kann aber auch frei gewählt werden. Aufpassen müssen Spediteure und Verlader bei der CO2-Berechnung in der Luftfracht auch bei der Entfernungsermittlung. Das Flugzeug hat gegenüber anderen Verkehrsträgern den Vorteil, dass es grundsätzlich den direkten Weg zwischen Start- und Zielort nehmen kann. Dieser direkte Weg lässt sich über die Großkreisentfernungs-Methode (Great-Circle-Distance) ermitteln. Hilfe bieten hier kostenlose Softwaretools im Internet (zum Beispiel http://gc.kls2.com). Aufgrund des erhöhten Flugverkehrs oder schlechten Wetterbedingungen sind die Piloten in der Regel aber gezwungen, Umwege zu fliegen. Deshalb liegen die tatsächlich zurückgelegten Flugkilometer höher als der theoretische GCD-Wert. Die ICAO hat deshalb Aufschläge von 50 bis 125 km je nach Entfernungsklassen definiert (siehe Fußnote Tabelle Seite 33). Die Vorschriften des EU-Emissionshandels schreiben vor, auf den GCD-Wert 95 km aufzuschlagen. Der Ecotransit-Rechner unterscheidet zwischen Flugstrecken bis 185 km – hier beträgt der Zuschlag 60 km. Ab dem 185. km berechnet Ecotransit einen weiteren Zuschlag von vier Prozent der GCD-Entfernung. Einige Airlines wie die Lufthansa veröffentlichen auch Emissionswerte. So beträgt die durchschnittliche CO2-Emission der MD11-Frachterflotte der Lufthansa Cargo 536 g/tkm (im Jahr 2008). Da aber die Hälfte des Frachtaufkommens des Kranich-Konzerns im Unterdeck der Passagierflieger transportiert wird, gibt die Lufthansa auch einen Durchschnittswert für die Belly-Fracht an. Dieser lag im Jahr 2008 bei 952 g/tkm. ❙❚■ Andre KrankeEin Großteil der Luftfracht wird im Unterdeck der Passagierflugzeuge als Belly-Fracht befördertCO2-Berechnung – LuftfrachtUnterstützt vonCO2-Berechnung – LuftfrachtCO2-Berechnung – LuftfrachtUnterstützt vonLuftfracht, die mit reinen Frachtflugzeugen befördert wird, hinterlässt einen ganz anderen CO2-Fußabdruck als Belly-TransporteFrankfurt/Main–Amsterdam 366 kmFrankfurt/Main–London 655 kmFrankfurt/Main–Moskau 2055 kmFrankfurt/Main–Dubai 4850 kmFrankfurt/Main–New York 6205 kmFrankfurt/Main–Johannesburg 8658 kmFrankfurt/Main–Shanghai 8848 km Frankfurt/Main–Hongkong 9307 kmFrankfurt/Main–Los Angeles 9343 km1) Direktverbindungen nach Großkreisentfernung (GCD) Aufgrund von Umwegen durch Wetter oder Verkehr berechnet die ICAO Zuschläge zu den GCD-Entfernungen: plus 50 km (bei Entfernungen bis 549 km); plus 100 km (bei 550 bis 5499 km); plus 125 km (bei über 5500 km)Quelle: http://gc.kls2.com, ICAO, VerkehrsRundschauEnergieverbrauch Passagier- und Frachtflugzeuge 463km438,2449,0625,0518,3698,4673,0419,0694,2587,3532,7459,9622,1304,1541,9532,9309,6243,3390,4926km336,6329,1459,2387,8526,4502,6333,7527,2434,6401,2341,9447,9223,4408,5398,0235,1180,0290,21389km302,7282,0403,7344,7464,6445,0305,5471,6383,6357,4302,3389,9196,4360,5352,3210,3158,9256,61852km285,8270,9376,4324,6440,4417,4291,1443,7358,2335,5282,9361,8183,1341,7330,5197,9148,4240,12778km272,2249,7351,6306,8419,9392,1282,9419,7334,1317,7266,3332,8171,1325,8310,4187,2138,4226,05556km268,6-338,0298,0---408,8321,9308,4-317,9164,4--182,3133,3-6482km271,0-337,4299,6---410,1323,7311,4-317,7164,2--182,9134,1-9260km---309,4---430,0335,9323,0-325,7---191,8139,1-10.186km---314,1---436,8340,6--329,9---194,8141,1-Kerosinverbrauch in g/tkm je Flugkilometer-Klasse3Flugzeugtyp Belly-Fracht1Airbus A310Airbus A320Airbus A330Airbus A340Boeing 727-200Boeing 737-100Boeing 737-400Boeing 747-100-300Boeing 747-400Boeing 767 300 ERBoeing 757Boeing 777Frachtflugzeuge2Airbus A330Boeing 727-200Boeing 737-100Boeing 747-100-300Boeing 747-400Boeing 757CO2-UmrechnungCO2-FaktorCO2-Faktor mit Vorproduktion2CO2e-Faktor3 CO2e-Faktor mit Vorproduktion3,157 g/g3,593 g/g3,201 g/g 3,647 g/gKohlendioxid-Umrechnungsfaktor in Gramm CO2 pro Gramm Kerosin (g/g)1 Mittleweile existiert auch eine Reihe von Internetrechnern zur Ermittlung der CO2-Emissionen in der Luftfahrt. Die meisten befassen sich aber nur mit der Passage. Im Bereich der Fracht liefert die detailiertesten Werte die im Mai 2010 veröffentlichte neue Version des kostenlos nutzbaren Ecotransit (www.ecotransit.org). Dieser bietet die meis-ten Berechnungsoptionen und ist methodisch sehr ausgereift. Die Methodik wurde vom Öko-Institut entwickelt. Der Rechner wird unter anderem von DB Schenker eingesetzt. Mit Vorsicht zu genießen ist das Angebot des Frachtfliegers Cargolux (www.cargolux.com). Denn das Tool des Luxemburger Unternehmens arbeitet im Hintergrund immer mit dem gleichen Durchschnittswert von etwa 522 g/tkm – unabhängig davon, ob die B747-400F von Luxemburg nach London oder nach Shanghai fliegt. Besser ist die Lösung der skandinavischen Airline SAS (http://sasems.port.se/). Hier werden die unterschiedlichen Entfernungen und Flugzeugtypen berücksichtigt. Es fehlt jedoch eine transparente Dokumentation, auf welcher Datenbasis die Ergebnisse zustande kommen. akFormel 1:CO2-Emission = EV • CO2-Faktor g CO2 tkmEV = Energieverbrauch; tkm = Tonnenkilometer; g = Gramm; CO2 = Kohlendioxid Quelle: VerkehrsRundschauBerechnung von CO2-EmissionenBeispielrechnung 1 (Passagierflugzeug mit Belly-Fracht, Frankfurt-London):CO2-Emission für Transport von 7 Tonnen Luftfracht (B 747-400) vom Flughafen Frankfurt am Main nach Airport London. EV = 434,6 g/tkm (Kerosin, bei Entfernungsklasse 926 km); CO2-Faktor = 3,157 g/g (CO2/Kerosin); Entfernung: 755 km (GCD-Entfernung 655 km + ICAO-Zuschlag 100 km); (Formel 1): CO2-Emission = 434,6 • 3,157 = 1372,03 g CO2 tkm Das Multiplizieren der 1372,03 Gramm CO2 je Tonnenkilometer (tkm) mit den 755 km und den 7 t ergibt eine CO2-Emission für den Lufttransport von 7,25 Tonnen.Beispielrechnung 2 (Passagierflugzeug mit Belly-Fracht, Frankfurt-Shanghai):CO2-Emission für Transport von 7 Tonnen Luftfracht (B 747-400) vom Flughafen Frankfurt am Main nach Airport Shanghai. EV = 335,9 g/tkm (Kerosin, bei Entfernungsklasse 9260 km); CO2-Faktor = 3,157 g/g (CO2/Kerosin); Entfernung: 8.973 km (GCD-Entfernung 8848 km + ICAO-Zuschlag 125 km); (Formel 1): CO2-Emission = 335,9 • 3,157 = 1060,44 g CO2 tkm Das Multiplizieren der 1060,44 Gramm CO2 je Tonnenkilometer (tkm) mit den 8973 km und den 7 t ergibt eine CO2-Emission für den Lufttransport von 66,61 Tonnen.Beispielrechnung 3 (Reines Frachtflugzeug, Frankfurt-Shanghai):CO2-Emission für Transport von 7 Tonnen Luftfracht (B 747-400) vom Flughafen Frankfurt am Main nach Airport Shanghai. EV = 139,1 g/tkm (Kerosin, bei Entfernungsklasse 9260 km); CO2-Faktor = 3,157 g/g (CO2/Kerosin); Entfernung: 8973 km (GCD-Entfernung 8848 km + ICAO-Zuschlag 125 km); (Formel 1): CO2-Emission = 139,1 • 3,157 = 439,14 g CO2 tkm Das Multiplizieren der 439,14 Gramm CO2 je Tonnenkilometer (tkm) mit den 8973 km und den 7 t ergibt dann eine CO2-Emission für den Lufttransport von 27,58 Tonnen..CO2-Emissionen in der Luftfracht

CO2-Berechnung – Luftfracht

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