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CLEANAIR: Abschätzung des Einflusses der Luftfahrt auf die Luftqualität

Auf einen Blick

  • Projektleiter/in : Dr. Julien Anet
  • Projektteam : Dr. Jacinta Edebeli, Curdin Spirig, Simon Wacker
  • Projektvolumen : CHF 49'000
  • Projektstatus : abgeschlossen
  • Drittmittelgeber : Interne Förderung
  • Kontaktperson : Julien Anet

Beschreibung

Die aussergewöhnlichen Hitzewellen des letzten Sommers, und die Bewegung «Fridays for Future» hat die Klimadiskussion erneut stark angeheizt und hatte auf die «grüne Welle» der diesjährigen Parlamentswahlen einen signifikanten Einfluss.
Dies ist sehr zu begrüssen, denn mit jedem Bericht des IPCCs verdüstern sich die Zukunftsprognosen der klimatischen Bedingungen auf unserer Erde.

Weltweit werden über 40% der CO2-Emissionen durch die Strom- und Wärmeerzeugung ausgestossen. Unmittelbar danach folgt an zweiter Stelle die Mobilität mit knapp 25% des Ausstosses. Neben den CO2-Emissionen nimmt aber jährlich auch die Gesamtpartikelanzahl an non-volatilem Feinstaub (Russ) zu. Unglücklicherweise ist seit längerem ein starker Trend von Grobstaub (PM10) zu Feinst-Staub (Nanometerbereich) zu beobachten. So emittiert z.B. ein Flugzeugtriebwerk, aber auch Dieselmotoren, Partikel in einer Mediangrösse von ca. 60-110 nm. Diese Nanopartikel gelangen beinahe ungefiltert in die feinsten Verästelungen der menschlichen Lunge und von dort über die Blut-Luft-Schranke in unseren Blutkreislauf. Welche gesundheitliche Effekte Nanopartikel haben, ist im Moment Gegenstand von vertieften Untersuchungen. Der Verdacht auf eine kanzerogene Wirkung ist durch zahlreiche Langzeituntersuchungen aufgekommen. Man ist sich deshalb einig, dass Nanopartikelemissionen grundsätzlich minimiert werden sollen.

Als Nebenprodukte der Verbrennung von Treibstoff entstehen auch andere Schadstoffe wie beispielweise Kohlenmonoxid (CO), unverbrannte Kohlenwasserstoffe (UHC), Stickoxide (NOx) und in der Schiff- und Luftfahrt zum Teil auch grössere Mengen Schwefeldioxid (SO2). Dabei ist bekannt, dass unverbrannte Kohlenwasserstoffe in Verbindung mit Russ-Nanopartikel für Lungengewebe cytotoxisch wirkt. Ebenso gelten CO, NOx und UHC als Ausgangsstoffe für die sekundäre Bildung von Treibhausgasen wie Ozon. Doch auch SO2 hat einen signifikanten Effekt auf die Umwelt, da dieses nach einer ersten Oxidationsstufe hoch hygroskopisch wirkt und a) somit die Wolkenbildung beeinflusst und b) die Bildung von Aerosolen stark unterstützt.

Der Luftverkehr ist heute für ca. 6% des globalen CO2-äquivalenten Fussabdrucks verantwortlich. Die IATA rechnet allerdings mit einer Verdoppelung der Passagierzahlen bis zum Jahre 2035. Mit der gleichzeitigen Elektrifizierung der restlichen Verkehrsbranche wird dies dazu führen, dass der prozentuale Emissionsanteil der Luftfahrt stark zunehmen wird. Es ist daher von eminenter Wichtigkeit, den Effekt der zukünftigen Luftfahrtbranche auf das Klima und die Umwelt zu untersuchen, um zur Emissionsreduktion beitragen zu können.

Um den Einfluss des Luftverkehrs zu untersuchen, ist die Weiterentwicklung eines Frameworks für ein Atmosphären-Biosphären-Chemie-Modell anzustreben. Dieses würde es der ZHAW ermöglichen, den Einfluss der Luftfahrt auf
a) die lokale Luftqualität, mit Fokus auf z.B. den lokalen Beitrag des Luftverkehrs an sekundären, toxischen Reizstoffen (z.B. Ozon, Peroxyacetylnitrat, etc.) und
b) das Klima, mit Fokus auf die Berechnung der Produktion von sekundär gebildeten Treibhausgase, Wolken- und Aerosolbildung, genauer zu untersuchen.
c) Zusätzlich bietet dieses Projekt die Chance auf Kompetenzaufbau, welche eine Mitarbeit in zukünftiger multinationaler Zusammenarbeit im Rahmen von EU-Forschungsprojekten ermöglichen wird.