Nachhaltigkeit in der Luftfahrt: Der Einfluss der Technologie auf die moderne Luftfahrt

Im Jahr 2025 ist Nachhaltigkeit in der Luftfahrt kein bloßes Wunschziel mehr, sondern ein dringendes Gebot. Laut IATA-Berichten zählt die Branche zu den Branchen mit den höchsten Treibhausgasemissionen weltweit und ist für 2–3 % der globalen CO2-Emissionen verantwortlich. Die Branche steht aufgrund von Vorschriften und Verbraucherbewusstsein unter Druck, ihre Umweltbelastung zu reduzieren. Neben dem regulatorischen Druck stehen Fluggesellschaften auch vor den Herausforderungen des Flugverkehrs. Dies stellt die komplexe Herausforderung dar, betriebliche Effizienz, die digitale Transformation und das Erreichen hoher Nachhaltigkeitsziele in Einklang zu bringen.

Bis 2050 hat sich die Luftfahrtindustrie zu Netto-Null-Kohlenstoffemissionen verpflichtet – ein Ziel, das nicht nur schrittweise Verbesserungen, sondern auch bahnbrechende technologische Lösungen erfordert. Nachhaltige Flugkraftstoffe (SAF) und die Modernisierung der Flotte sind entscheidende Bestandteile dieser Transformation. Digitale Innovationen und maßgeschneiderte Softwarelösungen haben sich als starker Katalysator erwiesen, um den Weg der Branche hin zu mehr Nachhaltigkeit zu beschleunigen. Von der Optimierung von Flugrouten bis hin zur Umgestaltung des Bodenbetriebs erweist sich Technologie als unverzichtbar für eine umweltfreundlichere Luftfahrt.

In diesem Artikel werfen wir einen genaueren Blick auf den aktuellen Stand der Luftfahrt im Hinblick auf Nachhaltigkeit und diskutieren mögliche Wege, wie Technologie eine entscheidende Rolle bei der Dekarbonisierung der Luftfahrt spielen kann.

Der aktuelle Stand der Nachhaltigkeit in der Luftfahrt

Neben Personalisierung, Innovationen im Bodenbetrieb und einer breiteren NDC-Nutzung zählt Nachhaltigkeit in weiterhin zu den wichtigsten Trends in der Luftfahrt. Tatsächlich gilt die Nachhaltigkeit der Fluggesellschaften als treibende Kraft hinter der vierten Revolution in der Luft- und Raumfahrt. Die erste Revolution machte das Fliegen möglich, die zweite konzentrierte sich auf die Sicherheit und die dritte machte Flugreisen für die breite Masse zugänglich. Der zunehmende Flugverkehr und die stetig steigenden Ansprüche der Passagiere an Flugerlebnisse verändern die Luftfahrtbranche. Die folgende Grafik veranschaulicht die Auswirkungen des demokratisierten Flugverkehrs und lässt den dramatischen Anstieg der Flugemissionen um fast 150 % seit den 1990er Jahren erkennen:

Allein im Jahr 2019 verursachte der Flugverkehr rund 915 Millionen Tonnen CO2-Emissionen. Dies unterstreicht den dringenden Handlungsbedarf. Regulatorische Rahmenbedingungen wie das EU-Emissionshandelssystem und das CO2-Kompensations- und -Reduktionssystem für den internationalen Flugverkehr (CORSIA) sollen die Branche zu nachhaltigeren Praktiken anleiten. Nach CORSIA sind seit dem 1. Januar 2019 alle Fluggesellschaften mit einem CO2-Ausstoß von mehr als 10.000 Tonnen pro Jahr aus internationalen Flügen verpflichtet, diesen zu melden.

Als Reaktion darauf haben sich Fluggesellschaften weltweit öffentlich zu ehrgeizigen Nachhaltigkeitszielen verpflichtet. Angesichts der Vielzahl beteiligter Akteure – von kommerziellen Fluggesellschaften über internationale Flughäfen, Flugzeughersteller, Treibstoffproduzenten bis hin zu verschiedenen Zulieferern und Luftfahrtexperten – ist es nicht schwer zu verstehen, warum der Fortschritt hin zu einer umweltfreundlichen Luftfahrt langsam vorangeht. Doch während wir darauf warten, dass Airbus‘ erstes wasserstoffbetriebenes Verkehrsflugzeug bis 2035 marktreif ist, gibt es viele weitere Strategien für eine umweltfreundlichere Luftfahrt. Sehen wir uns einige der vielversprechendsten an.

Wichtige Nachhaltigkeitsstrategien in der Luftfahrt

Einführung nachhaltiger Flugkraftstoffe (SAF)

Nachhaltiger Flugkraftstoff ist eine alternative Kraftstoffart zur Reduzierung der Umweltbelastung durch Luftfahrtunternehmen. SAF wird aus Siedlungsabfällen, Ölen, landwirtschaftlichen Rückständen sowie Non-Food-Pflanzen hergestellt und stellt damit eine deutlich nachhaltigere Option als herkömmliche fossile Brennstoffe dar. Doch fossile Brennstoffe werden laut dem SimpliFlying Sustainable Aviation Outlook Report 2024 „nicht verschwinden“.

Bis 2050 wird sich die erwartete Flottengröße voraussichtlich auf 44.000 verdoppeln und im besten Fall werden alle mit einer Mischung aus SAF und Kerosin betrieben. Die Regierungspolitik hat jedoch großen Einfluss darauf, was und wie in Bezug auf SAF in der Luftfahrt geschieht. So haben wir beispielsweise gesehen, wie die ReFuelEU Aviation-Verordnung, die 2023 von der EU umgesetzt wurde, das weltweit umfassendste SAF-Mandat etablierte und Fluggesellschaften dazu verpflichtet, ihren SAF-Einsatz schrittweise zu erhöhen.

Doch selbst SAF ist nicht vollständig klimaneutral – seine Treibhausgasemissionen werden anhand seines gesamten Lebenszyklus von der Gewinnung bis zur Distribution berechnet. Ein SAF-Expertenbericht von RSB schätzt, dass dieser alternative Kraftstofftyp den CO2-Fußabdruck um 10 bis 90 % reduzieren und die Netto-Null-Ziele der Luftfahrt deutlich erreichen kann. Die Europäische Agentur für Flugsicherheit (EASA) hat jedoch einen obligatorischen SAF-Einsatz von mindestens 2 % ab 2025 und eine Erhöhung auf 6 % bis 2030 festgelegt. In diesem Bereich mag der Wandel langsam voranschreiten, doch andere Hightech-Bereiche versprechen einen schnelleren Einfluss auf die Nachhaltigkeit der Luftfahrt. Sehen wir uns einige davon an:

Verbesserungen der Betriebseffizienz

Verbesserungen der betrieblichen Effizienz in der Luftfahrt stellen eine der unmittelbarsten und kosteneffektivsten Strategien zur Nachhaltigkeit dar. Das Net Zero 2050-Factsheet der IATA befasst sich mit leichter Flugzeugkabinenausstattung wie elektronischen Flugtaschen und der Nachrüstung von Winglets (4 % Treibstoffersparnis), aber auch mit dem Flugverkehrsmanagement (ATM) wie leistungsbasierter Navigation und Bodenstaumanagement.

Mit fortschrittlichen datenbasierten Softwarelösungen und Entscheidungsfindungsmethoden können Fluggesellschaften ihren Betrieb radikal umgestalten. Sogar Wettermuster in Echtzeit und Leistungskennzahlen der Flugzeuge werden genutzt, um optimale Routen und Flughöhen zu bestimmen und so Treibstoffeinsparungen von 2 bis 5 % pro Flug zu erzielen.

Optimierung des Bodenbetriebs

Durch optimierte Prozesse und den Einsatz umweltfreundlicher Technologien können auch die Bodenbetriebe an Flughäfen einen wesentlichen Beitrag zu einer grüneren Luftfahrt leisten. Ein Beispiel hierfür ist ein intelligentes Verkehrsleitsystem. Sobald sich ein Flugzeug dem Flughafen nähert, kann das System automatisch das optimale Gate zuweisen. Dabei werden verschiedene Faktoren berücksichtigt, wie z. B. Flugzeugspezifikationen, Anschlussflüge oder Gepäckabfertigungsrouten. Anstatt dass ein Flugzeug wartet und Treibstoff verbraucht, stellt das System sicher, dass sein Gate bereit ist. Kommt ein Flugzeug 15 Minuten früher als geplant an, kann ein solches intelligentes System die Einsatzpläne des Bodenpersonals automatisch anpassen und die Gate-Zuweisungen ändern, um die Wartezeit zu minimieren.

Flottenmodernisierung

Obwohl kostspielig, ist die Flottenmodernisierung eine Schlüsselstrategie für mehr Nachhaltigkeit in der Luftfahrt. Der Austausch älterer und weniger effizienter Flugzeuge gegen technologisch fortschrittlichere Modelle kann Fluggesellschaften helfen, ihren CO2-Fußabdruck deutlich zu reduzieren. Einige moderne Jets verbrauchen im Vergleich zu ihren Vorgängern bis zu 30 % weniger Treibstoff. Darüber hinaus verfügen sie über modernste Aerodynamik, leichte Materialien und effizientere Triebwerke – all dies führt zu geringerem Treibstoffverbrauch und geringeren Treibhausgasemissionen.

Anfang Januar genehmigte Eurowings, die Fluggesellschaft der Lufthansa Group, die Anschaffung von 40 brandneuen Boeing 737-8 MAX-Flugzeugen. Dies stellt eine der größten Flottenmodernisierungen in der europäischen Luftfahrtgeschichte dar. Das Engagement von British Airways für Nachhaltigkeit und betriebliche Effizienz spiegelt sich auch in der kürzlich erfolgten Bestellung von 42 weiteren Flugzeugen der nächsten Generation von Airbus und Boeing wider.

Technologien, die die digitale Transformation in der Luftfahrt vorantreiben

Neue Technologien – sowohl Hard- als auch Software – prägen die Zukunft der Luftfahrt. Doch Technologien basieren auf Daten. Und Daten sind laut Dr. Lars Schwabe „der neue Rohstoff der Zukunft“. Damit Unternehmen Innovationen entwickeln und neue, effizientere Technologien wie KI einsetzen können, sollten sie zunächst ihre bereits vorhandenen Daten sinnvoll nutzen. Betrachtet man die digitale Transformation in der Luftfahrt als Endergebnis, so sind ihr viele Schritte vorausgehend. Von Datenprüfungen und der Etablierung von Datenqualitätsstandards bis hin zu Infrastrukturverbesserungen wie der Modernisierung von Legacy-Systemen oder Cloud Computing ist die digitale Transformation ein schrittweiser Prozess. Vor diesem Hintergrund diskutieren wir einige der Trendtechnologien, die die digitale Transformation der Luftfahrt prägen.

Cloud- und Multi-Cloud-Technologien

Mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 16,1 % wird der Cloud-Markt für die Luftfahrt bis 2029 voraussichtlich 12,9 Milliarden US-Dollar erreichen. Als Top-Technologietrend in der Luftfahrt ist Cloud Computing ein Schritt in die richtige Richtung für die digitalen Transformationsprojekte von Fluggesellschaften. Diese werden mit veralteter Mainframe-basierter Infrastruktur zunehmend komplexer, und Unternehmen laufen Gefahr, den Anschluss zu verlieren, wenn sie nicht skalierbarere Technologien wie die Cloud einsetzen. Cloud-Technologien bieten jedoch weit mehr als nur Vorteile für die betriebliche Effizienz – sie wirken sich auch auf die Nachhaltigkeit der Luftfahrt aus. Eine Cloud-basierte Infrastruktur reduziert den Energieverbrauch im Vergleich zu lokalen Rechenzentren und trägt so durch die Optimierung gemeinsam genutzter Ressourcen zu einem geringeren CO2-Fußabdruck bei.

Künstliche Intelligenz in der Luftfahrt

Künstliche Intelligenz verändert die meisten Branchen, auch die Luftfahrt bildet da keine Ausnahme. Richtig implementiert kann KI für Fluggesellschaften eine bahnbrechende Kraft sein. Hier sind nur einige der zahlreichen Anwendungsfälle:

• Vorausschauende Wartung: Durch die eingehende Analyse von Verhaltensmustern und die Vorhersage potenzieller Fehler, bevor diese auftreten, können KI-basierte Lösungen Fluggesellschaften dabei helfen, Ausfallzeiten von Flugzeugen zu reduzieren und Wartungsabläufe zu optimieren.
• Lieferkettenmanagement: Da selbst ein einzelnes Flugzeug aus bis zu drei Millionen Einzelteilen besteht, kann das Lieferketten- und Bestandsmanagement anspruchsvoll und datenintensiv sein. KI- und ML-Algorithmen können historische Nutzungsmuster analysieren, kritische Teile in Echtzeit überwachen und bei Bedarf automatisierte Nachbestellungen ermöglichen. Durch die Analyse von Millionen von Preisdatenpunkten können solche KI-Lösungen schnell Kosteneinsparungsmöglichkeiten entlang der gesamten Lieferkette identifizieren.
• Flugbesatzungsplanung: Ein effizientes Management der Flugbesatzungspläne ist entscheidend für die betriebliche Effizienz und Nachhaltigkeit in der Luftfahrtbranche. KI-Softwarelösungen können die Crewplanung optimieren, indem sie verschiedene Faktoren wie Crewverfügbarkeit, Qualifikationen, gesetzliche Anforderungen und Flugmuster analysieren. Anschließend können KI-Algorithmen optimale Pläne generieren, die die Crewauslastung maximieren, Ausfallzeiten minimieren und den Bedarf an kurzfristigen Änderungen oder zusätzlichen Flügen zur Neupositionierung von Crewmitgliedern reduzieren.

Biometrische Technologien an Flughäfen

Biometrische Technologien verändern den Flugbetrieb rasant und werden weltweit immer häufiger eingesetzt. Statista meldet für die letzten zwei Jahre einen Anstieg der Passagierzahlen, die am Flughafen biometrische Verfahren nutzten, um 12 % (von 34 % auf 46 %). Biometrische Systeme mit Gesichtserkennung, Fingerabdruckscan und Iriserkennung optimieren die Passagierabfertigung und reduzieren den Papierverbrauch im Vergleich zu herkömmlichen Bordkarten deutlich. Darüber hinaus ermöglicht die Integration biometrischer Systeme in andere digitale Plattformen ein präzises Passagierflussmanagement, reduziert Terminalüberlastungen und die damit verbundenen CO2-Emissionen durch Leerlaufzeiten und ineffiziente Ressourcenverteilung.

AR und VR in der Luftfahrt

Laut Business Airport International wird der Markt für Augmented Reality (AR) und Virtual Reality (VR) in der Luftfahrt in diesem Jahr voraussichtlich 1.372 Millionen US-Dollar erreichen. AR und VR bieten vielfältige Anwendungsmöglichkeiten in der Luftfahrt, beispielsweise für AR-gestützte Reparaturen oder Bodenbetriebstrainings. Die IATA hat beispielsweise ein RampVR-Tool entwickelt, das Bodenbetriebspersonal bei der Ausbildung unterstützt und eine sichere und komfortable, aber dennoch realistische Trainingsumgebung gewährleistet (Rampen können sowohl gefährlich als auch laut sein). Ein weiterer Anwendungsfall von AR und VR dürfte die Pilotenausbildung sein. Solche videogestützten Trainings können sich direkt auf die Nachhaltigkeit in der Luftfahrt auswirken. Durch die Ermöglichung virtueller Pilotenausbildung könnten AR- oder VR-Systeme den Bedarf an treibstoffintensiven physischen Flugtrainingsstunden reduzieren.

Wie individuelle Softwarelösungen zur Nachhaltigkeit in der Luftfahrt beitragen

Laut dem neuesten SimpliFlying-Bericht über nachhaltige Luftfahrttechnologien spielen maßgeschneiderte Software und KI-Lösungen eine Schlüsselrolle bei der Optimierung des Flugbetriebs und der Reduzierung des Treibstoffverbrauchs. Hier sind einige Beispiele:

Flugbetriebsoptimierung

Gezielte Optimierungen im Flugbetrieb gehören wohl zu den wirkungsvollsten Bereichen, zu denen maßgeschneiderte Softwarelösungen beitragen können. Mit fortschrittlichen Algorithmen und Echtzeit-Datenanalysen können Fluggesellschaften nun jeden Aspekt ihres Flugbetriebs für maximale Treibstoffeffizienz optimieren. Darüber hinaus haben maßgeschneiderte Flugplanungssysteme Zugriff auf vielfältige Datenströme – von Echtzeit-Wettervorhersagen über Flugzeugleistungskennzahlen bis hin zu Flugverkehrsdaten. Diese Echtzeitdaten, kombiniert mit historischen Flugdaten, helfen ihnen, die treibstoffeffizientesten Routen zu berechnen.

Als erfahrenes Unternehmen für kundenspezifische Luftfahrtsoftware entwickelte Dreamix eine maßgeschneiderte Flugplanungslösung für ein großes Privatjet-Unternehmen. Der Prozess der Bestimmung der optimalen Route war komplex, da er die Berücksichtigung meteorologischer Bedingungen, die Überprüfung von Flugverbotszonen, Fluginformationsgebieten (FIR) und mehr umfasste. Auch die Erstellung des Flugplans – ein Dokument, das später in den Händen des Piloten landet – erforderte die Anmeldung bei verschiedenen Systemen und die Extraktion verschiedener flugrelevanter Informationen. Unser Kunde erkannte, dass der Prozess zeitaufwändig und fehleranfällig war. Dreamix unterstützte ihn bei der Automatisierung der Flugplanerstellung mithilfe von Technologien wie AWS, Spring-Boot, Kubernetes und Docker und führte eine Integration mit Jeppesen durch. Im Hinblick auf die Optimierung des Flugbetriebs sparte unsere maßgeschneiderte automatisierte Software dem Unternehmen erfolgreich rund 7,5 Jahre manuelle Arbeit.

Software zur Lastoptimierung

Ein Standard-Airbus verbraucht je nach Gewicht und Ladungsverteilung zwei bis drei Tonnen Kerosin pro Stunde. Softwarelösungen zur Ladungsoptimierung können dank Echtzeit-Analysefunktionen die Nachhaltigkeit der Luftfahrt erheblich verbessern. Diese Systeme integrieren umfassende Passagier- und Frachtdaten und analysieren kontinuierlich die Ladungsverteilung, um eine optimale Gewichtsverteilung im gesamten Flugzeug zu erreichen. Durch die Verarbeitung von Echtzeit-Updates zu Passagier-Check-ins, Gepäck- und Frachtgewichten kann die Software die Ladungsverteilung dynamisch anpassen, um den idealen Schwerpunkt beizubehalten und den Treibstoffverbrauch zu optimieren. Dies ist ein entscheidender Faktor, da jedes zusätzliche Kilogramm Gewicht bei Schmalrumpfflugzeugen etwa 0,15 bis 0,20 Kilogramm zusätzlichen Treibstoff pro Flugstunde verbraucht.

Software zur Verwaltung des Bordservices

Moderne Bordservice-Management-Systeme fördern Nachhaltigkeit durch datenbasierte Abfallreduzierung und umweltfreundliche Abläufe. Diese Plattformen können Abfallkennzahlen über Flüge hinweg erfassen und nicht verzehrte Mahlzeiten, Verpackungsmaterialien und Einwegartikel überwachen, um den Bestand zu optimieren und überschüssiges Catering zu reduzieren. Die Integration mit Passagier-Feedbacksystemen kann zudem Einblicke in Nachhaltigkeitspräferenzen und Konsummuster geben und es Fluggesellschaften ermöglichen, ihr nachhaltiges Catering-Angebot weiter zu optimieren.

Laut dem Weltwirtschaftsforum bestehen bis zu 25 % des Kabinenabfalls aus nicht angefassten Lebensmitteln und Getränken. Echtzeit-Tracking zeigt, dass Fluggesellschaften, die diese Systeme implementieren, die Lebensmittelabfälle typischerweise um 15–20 % reduzieren und den Einsatz nachhaltiger Materialien durch bessere Bedarfsprognosen und Portionskontrolle um bis zu 30 % steigern. Die Software erleichtert zudem die Umstellung auf umweltfreundliche Materialien, indem sie Nachhaltigkeits-KPIs wie den Anteil biologisch abbaubarer Verpackungen und die Recyclingquoten überwacht. Nicht zuletzt wirken sich solche Initiativen direkt auf die Zufriedenheit der Passagiere aus und schaffen eine positive Rückkopplungsschleife, die die weitere Einführung nachhaltiger Praktiken fördert.

Nachfolgend finden Sie einige weitere Vorschläge, wie moderne Technologien und insbesondere individuelle Softwarelösungen einen großen Einfluss auf die Nachhaltigkeit in der Luftfahrt haben können:

Strategische Partnerschaften im Bereich nachhaltiger Luftfahrttechnologie

Nachhaltige Luftfahrttechnologie ist für Fluggesellschaften, die ihre Umweltbelastung reduzieren und gleichzeitig ihre Betriebseffizienz optimieren wollen, zu einem wichtigen Schwerpunkt geworden. Bei der Implementierung dieser Lösungen ist die Zusammenarbeit mit erfahrenen Unternehmen der Luftfahrtsoftwareentwicklung entscheidend für den Erfolg. Diese Partnerschaften bieten Fluggesellschaften bewährte Expertise in der Entwicklung und Integration komplexer Systeme wie Treibstoffoptimierungssoftware, Plattformen für nachhaltiges Abfallmanagement und Echtzeit-Analysetools.

Als Teil des Strategic Partnerships Program der IATA verfügt Dreamix über umfassendes Fachwissen zu luftfahrtspezifischen Anforderungen, Compliance-Standards und Best Practices im Bereich Nachhaltigkeit und stellt so sicher, dass Lösungen effektiv und fachgerecht umgesetzt werden. Deshalb sollten Luftfahrtunternehmen Partnerschaften mit etablierten Anbietern von Luftfahrtsoftwarelösungen anstreben. Dies hilft Fluggesellschaften nicht nur, bei ihren Nachhaltigkeitsinitiativen die Nase vorn zu behalten, sondern auch, ihr Unternehmen durch Digitalisierung zukunftssicher zu machen und operative Exzellenz zu erreichen.

Nachhaltigkeit in der Luftfahrt: Nächste Schritte

Die nachhaltige Transformation der Luftfahrtindustrie erfordert die Ausrichtung an etablierten branchenweiten Umweltzielen. In einer konservativen Branche wie der Luftfahrt, die Sicherheit an erste Stelle setzt, ist der Fortschritt in Richtung Netto-Null nicht über Nacht zu erreichen. Im Hinblick auf einen umweltfreundlicheren Betrieb wird der Erfolg anhand operativer KPIs gemessen, sobald die Flugzeuge im Einsatz sind. So wird sichergestellt, dass die tatsächlichen Nachhaltigkeitsergebnisse den Branchenzielen entsprechen. Dieser Bewertungsprozess umfasst Kraftstoffeffizienz, Emissionsreduzierung und umfassendere Umweltziele im gesamten Transportökosystem.

Die Luftfahrtvorschriften verändern sich grundlegend in Richtung Nachhaltigkeit, was für die Beteiligten sowohl Herausforderungen als auch Chancen mit sich bringt. Fortschrittliche digitale Technologien und maßgeschneiderte Softwarelösungen spielen eine entscheidende Rolle bei der Erfüllung dieser sich ständig weiterentwickelnden Anforderungen. Von Treibstoffoptimierungssystemen bis hin zu Emissionsverfolgungsplattformen ermöglichen digitale Lösungen Fluggesellschaften, ihre Compliance zu überwachen, zu messen und eine umweltfreundlichere Betriebseffizienz zu erreichen.