Kreislaufwirtschaft in der Luftfahrt: Entwicklung eines einheitlichen Bewertungsansatzes für verschiedene Flugzeugtypen

Kurzfassung

Die gegenwärtige Forschung im Bereich der Luftfahrtkreislaufwirtschaft konzentriert sich vorrangig auf die Betrachtung von Flugzeugen am Ende ihres Lebenszyklus. Das Hauptziel dieser Arbeit ist es, den vollständigen Lebenszyklus durch einen ganzheitlichen Ansatz zu quantifizieren und verschiedene Flugzeugtypen unter Berücksichtigung ökonomischer, ökologischer und kreislaufwirtschaftlicher Faktoren zu vergleichen. Dazu wurden vier Fragestellungen adressiert: die aktuelle Umsetzung der Kreislaufwirtschaft in der Luftfahrt und bestehende Herausforderungen, die Anpassung des Butterfly-Diagramms der Ellen MacArthur Foundation an die Luftfahrt, die Entwicklung eines Bewertungsansatzes für verschiedene Flugzeugtypen und die Auswirkungen unterschiedlicher Materialien auf die Umsetzbarkeit der Kreislaufwirtschaft. Im ersten Schritt wurde das Butterfly-Diagramm der Ellen MacArthur Foundation an die verschiedenen Szenarien innerhalb der Luftfahrt angepasst, wodurch deutlich wurde, dass bereits einige Kreislaufwirtschaftsansätze in der Branche implementiert sind. Dies schließt die Weiterverwendung von Bauteilen in anderen Flugzeugen und umfassendes Recycling am Ende des Lebenszyklus ein. Zusätzlich wurde die Notwendigkeit weiterer Forschung in Richtung effizienter und kostengünstiger Recyclingmethoden für Verbundwerkstoffe deutlich. Im Anschluss wurde ein Bewertungstool entwickelt, das Bauteile ganzheitlich bewertet. Die Lebenszyklusanalyse ermöglichte die Ermittlung der CO2-Äquivalente, wobei Reifen und Felgen aufgrund ihrer hohen Wechselfrequenz den größten Anteil ausmachten. Die Lebenszykluskostenanalyse verdeutlichte, dass Bremsen mehr als 50% der Gesamtkosten ausmachen. Der Kreislaufwirtschaftsindex zeigte, dass verschiedene Materialklassen unterschiedliche Umsetzbarkeiten in der Kreislaufwirtschaft aufweisen, während bei verschiedenen Metallen kaum Unterschiede erkennbar waren. Die bisherige Forschung eröffnet vielversprechende Ansätze für zukünftige Untersuchungen, darunter die detailliertere Weiterentwicklung des Butterfly-Diagramms der Ellen MacArthur Foundation unter Berücksichtigung verschiedener Zuliefererkonstellationen. Die Bewertung neuer Flugzeugkonzepte wie des Blended Wing Body oder wasserstoffbetriebener Flugzeuge könnte mithilfe des entwickelten Tools erfolgen, wobei eine ganzheitliche Vergleichsanalyse mit aktuellen Modellen durchgeführt werden sollte. Das entwickelte Tool ermöglicht durch einfache Anpassung die Einbeziehung zusätzlicher Komponenten oder Flugzeugtypen.