toekomst verduurzaming luchtvaart
Deze factsheet is tot stand gekomen in het kader van de samenwerking tussen de Tweede Kamer, de KNAW,
NWO, VSNU en de Jonge Akademie.
Auteurs: dr. Ing. Paul Peeters (lector Academie voor Toerisme, NHTV internationaal hoger onderwijs Breda),
ir. Joris Melkert BBA (docent luchtvaarttechniek, Faculteit Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek, TU Delft).

juni 2018

Inleidend
In het kader van de versterking van haar kennispositie heeft de vaste commissie voor Infrastructuur
en Waterstaat van de Tweede Kamer verzocht een wetenschappelijke factsheet op te stellen over de
actuele ontwikkelingen en prognose van technologische ontwikkelingen en innovatie op het gebied
van verduurzaming van de luchtvaart.

Centrale vraagstelling
De Kamer heeft behoefte aan een actueel inzicht in de stand van zaken en de prognose van technologische ontwikkelingen en innovatie op het gebied van verduurzaming van de luchtvaart (klimaat,
luchtkwaliteit en geluid). Daarbij zou zij zowel inzicht willen hebben in (de verwachte) technische
mogelijkheden voor duurzame vliegtuigen (bijvoorbeeld op gebied van motoren, brandstoffen en
aerodynamica) en de bijbehorende milieu-impact, als in bedrijfseconomische aspecten en de
verwachte tijdsduur waarin deze technische mogelijkheden breed kunnen zijn ingevoerd.

Hoofdboodschappen
1. Bij een ongewijzigd trendscenario zal de luchtvaart ergens tussen 2070 en 2100 alle emissies die
volgens de doelstelling van het Parijse klimaatakkoord nog mogelijk zijn opsouperen. Daarna zijn
dan negatieve emissies nodig.
2. Internationale maatregelen zijn vooralsnog onvoldoende ambitieus en effectief om luchtvaart­
emissies wereldwijd binnen de Parijse doelstelling te kunnen houden.
3. Wat betreft geluid blijkt dat technologie de ontwikkeling van het aantal vliegbewegingen op
­Schiphol weet te compenseren, maar dat de ervaren hinder de afgelopen paar jaar toegenomen
lijkt te zijn en dat bijvoorbeeld stiltegebieden onder mogelijk zwaar druk staan door vliegtuiggeluid. Wat betreft luchtkwaliteit blijkt uit zowel Nederlands als internationaal onderzoek vooral
ultrafijnstof een potentieel groot probleem voor de volksgezondheid op te leveren.
4. Alhoewel vliegtuigen continu beter worden, worden er geen technische verbeteringen voorzien
die het klimaatprobleem bijtijds op kunnen lossen.
5. Luchtvaart kan mogelijk wel wereldwijd binnen de Parijse doelemissiepaden blijven op basis van
een zwaar pakket aan maatregelen bestaande uit verminderde groei, alle beschikbare technologie, de planmatige invoering van synthetische e-fuels en integratie van luchtvaart in alle lange-­
afstandsmobiliteit.
6. Afgezet tegen de wereldbevolking vliegt de Nederlander significant meer dan de gemiddelde
­wereldburger.
7. Er is geen eenvoudige manier om de luchtvaart duurzaam te maken; een ‘silver bullet’ ontbreekt.
Maatregelen kunnen zijn:
- Significant meer onderzoek en ontwikkeling
- Het vervangen van oude vliegtuigen door schonere en stillere vliegtuigen is vooral effectief voor
geluid en luchtkwaliteit.
- Betere operationele procedures (inclusief herindeling luchtruim en invoering Single European Sky)
- Significante investeringen in alternatieve “drop in” brandstoffen, met name e-fuels.

1

- Voor de korte tot middellange termijn is verdere toetreding – naast ETS voor EU luchtvaart – van
luchtvaart tot gesloten emissiehandelssystemen effectief.
- Sterkere stimulansen om duurzamer te worden, zowel in de vorm van nieuwe wetgeving als
belastingen en maatschappelijke druk.
- Afhankelijk van het gehele maatregelenpakket, de groei van de wereldwijde luchtvaart sterk
afremmen of tot stilstand brengen.

1.

Inleiding

Wereldwijd is sprake van aanhoudende groei van de luchtvaart. Ook het aantal vluchten van en naar
Nederlandse luchthavens laat de afgelopen jaren weer een groei zien die vergelijkbaar is met de
rest van de wereld. Deze groei veroorzaakt een steeds groter spanningsveld met duurzaamheid. Bij
Schiphol loopt de groei inmiddels aan tegen de grenzen van de afgesproken capaciteit van 500.000
vluchten per jaar. Op middellange termijn vergt voortgaande groei van Schiphol grote infrastructurele
investeringen en een forse aanpassing van de indeling van het Nederlandse luchtruim. Al was het
alleen maar voor de handhaving van het huidige veiligheidsniveau. De groei van de luchtvaart staat
tegelijkertijd op gespannen voet met de opgave voor het tegengaan van klimaatverandering die in het
klimaatakkoord van Parijs is afgesproken.
Wereldwijd waren er in 2017 in totaal 74 miljoen vliegtuigbewegingen in de commerciële luchtvaart
en werden ongeveer 4,1 miljard passagiers vervoerd. In Nederland waren dat 646 duizend vliegtuigbewegingen en 76,2 miljoen passagiers. Dat is 0,87% van het wereldtotaal in vliegtuigbewegingen en
1,86% van het aantal passagiers wereldwijd. Afgezet tegen de wereldbevolking vliegt de Nederlander
daarmee significant meer dan de gemiddelde wereldburger.

1.1.

Vraagstelling

De Kamer heeft behoefte aan een actueel inzicht in de stand van zaken en de prognose van technologische ontwikkelingen en innovatie op het gebied van verduurzaming van de luchtvaart (klimaat,
luchtkwaliteit en geluid). Daarbij zou zij zowel inzicht willen hebben in (de verwachte) technische
mogelijkheden voor duurzame vliegtuigen (bijvoorbeeld op gebied van motoren, brandstoffen en
aerodynamica) en de bijbehorende milieu-impact, als in bedrijfseconomische aspecten en de verwachte tijdsduur waarin deze technische mogelijkheden breed kunnen zijn ingevoerd.
Vanwege de veelal nog onvolledige definitie van de te verwachten toekomstige technologische
ontwikkelingen en de grote spreiding in de vakliteratuur als het over kosten en baten gaat, geven
we voornamelijk enkele (veelal kwalitatieve) indicaties voor mogelijke kosten en nemen liever geen
verantwoordelijkheid voor bedrijfseconomische uitspraken. Deze laatste hangen ook in sterke mate af
van flankerend beleid.

1.2.

Duurzaamheidsproblemen van de luchtvaart

Klimaatverandering
Wereldwijd draagt luchtvaart 2,5% bij aan CO2 emissies en gemiddeld 4,9% aan klimaatverandering,
waarbij dat laatste getal ergens tussen 2-14% wordt geschat (Lee et al., 2010). Meer dan in het heden,
ligt de klimaatproblematiek van de luchtvaart in de toekomst zoals Figuur 1 duidelijk laat zien. Zowel
in hoge als lage groeiscenario’s voor wereldeconomie en –bevolking overschrijdt de luchtvaart de
doelemissies uit het Parijse klimaatakkoord ergens tussen het jaar 2070 en 2090, wat betekent dat
daardoor de doelen van het Parijse akkoord onhaalbaar worden (Peeters, 2017). Een probleem bij
klimaatverandering is dat de veroorzaker (emissies van broeikasgassen) geen directe relatie heeft
met de klimaatverandering zelf (toename van de temperatuur). Die laatste is alleen direct gerelateerd
aan de totale hoeveelheid CO2 in de atmosfeer. Wanneer dus de emissies met 10% omlaag gaan, dan
vertraagt dat het tempo van klimaatverandering met ongeveer 10%, maar het klimaat blijft veranderen. De Parijse doelstellingen vergen dat uiteindelijk de broeikasgasemissies nul worden of deels zelfs
negatief (door opslag).

2

25000

CO2 emissies (Mton)

20000
Referentie
15000

Hoge economische groei
Lage economishe groei
Extreem hoge groei

10000

Extreem laag
Wereldwijd (2,0°C)
Wereldwijd (1,5°C)

2100

2090

2080

2070

2060

2050

2040

2030

2020

2010

1990

0

2000

5000

Figuur 1: Ontwikkeling van de lange-termijn wereldwijde CO2 emissies van luchtvaart en de in de twee Parijse doelscenario’s
­afgesproken emissies voor alle sectoren samen. Bron: (Peeters, 2017), vergelijk ook (Anderson et al., 2007; Owen et al., 2010).

Geluidhinder
In 2015 ondervonden 4,1 miljoen inwoners van de EU een geluidsbelasting van meer dan 55 dB Lden
(dag, avond en nacht gewogen) als gevolg van de luchtvaart (EEA, 2018). In Nederland werden in 2016
zo’n 48.500 mensen door meer dan 55 dB Lden belast als gevolg van de luchthaven Schiphol (Ministerie­
van Infrastructuur en Milieu, 2017). Voor inwoners rondom de 45 grootste luchthavens in de EU
schommelt dit aantal tussen de 2,5 en 2,6 miljoen tussen 2005 en 2015. Bij een geringe technologische ontwikkeling en hoge groei loopt dat in 2035 op tot 3,4 miljoen, maar bij sterke technologische
ontwikkeling en hoge groei neemt het af naar 2,3 miljoen en bij lage groei en sterke technologische
ontwikkeling naar 1,6 miljoen (EEA, 2018). Op basis van nog lopend onderzoek bij de TU Delft lijkt
het erop dat in Nederland de geluidsemissie rond Schiphol het afgelopen decennium inderdaad zijn
gedaald, terwijl het aantal vliegbewegingen tot twee jaar geleden gelijk is gebleven en alleen de
­afgelopen jaren is toegenomen. Dat is in lijn met de Europese bevindingen. Het is de verwachting dat
na de zomer de eerste resultaten van het onderzoek van TU Delft beschikbaar zullen komen.
Een meestal weinig belicht aspect van vliegtuiggeluid vormt de invloed op de geluidsbeleving van
gebieden zoals stiltegebieden. Uit een recente studie in opdracht van de provincie Noord-Holland
(Natuur en Milieufederatie Noord-Holland, 2017), blijkt dat van de 41 stiltegebieden die de provincie
rijk is, er 26 niet langer aan de voorwaarden voor het predicaat stiltegebied voldoen als gevolg van
vliegverkeer. Daarvan zijn er zeven die ook door industrielawaai en/of wegverkeerslawaai die status
zouden kunnen verliezen, maar dus 19 exclusief door vliegtuiggeluid. Ook is er weinig aandacht voor
de gemeten relatie tussen de kwaliteit van recreatiegebieden en luchtvaartgeluid zoals bijvoorbeeld
beschreven in (Rapoza et al., 2015).
Tenslotte is het goed om te bedenken dat de relatie tussen de geluidsdruk gemeten in dB niet zo’n
sterk verband heeft met de ervaren hinder. Zo vinden Breugelmans et al. (2016) dat het percentage
van de bevolking dat ernstige hinder ervaart bij 55 dB Lden voor de diverse luchthavens in Nederland
varieert van 25% (Schiphol ondergrens) tot 75% (Eindhoven in 2014). Ook blijkt daaruit dat ver onder
de wettelijke limieten ook ernstige hinder wordt gerapporteerd: 2-10% bij 40 dB Lden, de limiet voor
stiltegebieden.
Luchtkwaliteit
Emissies van vliegtuigen naar de lucht, met name die van stikstofoxiden en deeltjes, hebben een
significante invloed op de gezondheid van de Europese bevolking: ongeveer 3700 mensen overleden
hierdoor gemiddeld 11 jaar eerder; de externe kosten daarvan beliepen ongeveer 8 miljard Euro (­ EEA,
2018). Dit is berekend zonder naar de onverwacht hoge emissies van ultrafijnstof door vliegtuig­
motoren te kijken (Alonso et al., 2018). Alonso et al. (2018) merken tegelijk op dat de maatregelen
om NOx emissies tegen te gaan ook deze ultrafijnstof emissies lijken te reduceren. Dat Schiphol een
invloed heeft op de fijnstofconcentraties in de wijde omgeving bleek uit een studie van Keuken et al.

3

(2014), die aantoonden dat deze concentratie – gemeten in het Amsterdamse bos - ongeveer drie
keer zo hoog waren op dagen met wind vanuit Schiphol vergeleken met andere dagen. Het is nog
niet bekend in welke mate vliegtuigen aan deze verhoogde concentratie bijdragen. Nader onderzoek
naar deze kwestie loopt nog enkele jaren (RIVM, 2017). Uit internationaal onderzoek blijkt echter
­al duidelijk dat de concentraties van ultrafijnstof met een factor 3-5 hoger kunnen liggen onder de
­aanvliegroutes van vliegtuigen vergeleken met gebieden die niet onder zo’n aanvliegroute liggen
maar een vergelijkbare verkeerssituatie op de grond kennen (Riley et al., 2016). Onze conclusie uit een
en ander is dat vliegtuigen potentieel een forse invloed op de emissies van fijnstof en de luchtkwaliteit
en gezondheid van mensen kunnen hebben.

2.

Technologische ontwikkelingen

2.1.

Historisch perspectief

Als je de ontwikkelingen in de luchtvaart bekijkt sinds de invoering van de straalmotor medio jaren 50
dan zijn die ronduit spectaculair. Zowel het brandstofverbruik als de geluidsproductie per passagierskilometer zijn substantieel gedaald. Figuur 2 in paragraaf 4.1 geeft de ontwikkeling van de benodigde
energie (=brandstofverbruik) voor het vervoeren van één stoel over een afstand van één kilometer. Het
brandstofverbruik is één op één gekoppeld aan de uitstoot van CO2. As men rekent aan de uitstoot
van CO2 van het vervoer van passagiers per vliegtuig en het vervoer per auto en daarbij de gemiddelde bezettingsgraad voor lange afstanden in ogenschouw neemt dan zijn vliegtuigen per afgelegde
kilometer inmiddels niet veel minder zuinig als de gemiddelde auto. Het grote verschil tussen auto’s
en vliegtuigen is echter dat mensen met vliegtuigen, door de hoge snelheid, veel grotere afstanden
afleggen, waardoor de emissies per reis voor de gemiddelde autovakantie 56 kg CO2 veroorzaakt en
de gemiddelde vliegvakantie 820 kg (Eijgelaar et al., 2016).
Wat betreft geluid zijn de vliegtuigen in de loop van de tijd ook significant stiller geworden. Sinds de
introductie van de straalmotor zijn vliegtuigen ongeveer 25 dB stiller geworden. De gebruikte decibelschaal is een logaritmische schaal. Dat betekent dat elke vermindering van 3 dB een steeds weer een
halvering van het geluid betekent.
Ook nu nog is elke nieuwe generatie vliegtuigen weer in de orde van 3 dB stiller dan de vorige generatie. Bijvoorbeeld zien we dat de nieuwe A320NEO-vliegtuigen ongeveer 4 dB stiller zijn dan oudere
generaties A320 vliegtuigen. Dat zien we in de praktijk ook terug op Schiphol. Door voortdurende
vlootvernieuwing neemt de netto geluidsproductie nog steeds af.

2.2.

Fabrikanten

Het aantal vliegtuigfabrikanten is de afgelopen decennia drastisch gereduceerd. Voor grote
passagiers­vliegtuigen (>100 passagiers) zijn alleen Boeing en Airbus over gebleven. De orderportefeuilles van beiden zijn voor ongeveer de komende zeven jaar gevuld. Het portfolio van vliegtuigen
dat wordt aangeboden is voor beiden ruwweg vergelijkbaar.
De ontwikkeling van een nieuw verkeersvliegtuig vergt grote investeringen (>10 miljard euro) en een
doorlooptijd van ongeveer 10 jaar vanaf het moment dat de beslissing tot ontwikkeling genomen
wordt tot het moment dat de eerste vliegtuigen uitgeleverd worden. De doorlooptijd en kosten zijn
hoog vanwege de complexe technologie en de vereiste veiligheidsniveau ’s. Immers alleen als volledig
is aangetoond dat een nieuw type vliegtuig voldoende veilig is wordt door de luchtwaardigheidsautoriteiten een bewijs van luchtwaardigheid verstrekt.

4

Beide fabrikanten hebben de afgelopen jaren een aantal nieuwe modellen op de markt gebracht
(Boeing 737MAX en 787 en Airbus A320NEO en A350) of zijn in de afrondende fase van een nieuwe
ontwikkeling (Boeing 777X). Op dit moment zijn er geen plannen voor grote nieuwe ontwikkelingen,
behalve mogelijk een middellange afstandsvliegtuig van Boeing (MoM, Middle-of-Market).
Voor de wat kleinere vliegtuigen (orde van grootte 100 passagiers) zijn er ook maar twee grote
­fabrikanten over gebleven, Embraer en Bombardier. Ook zij hebben een goed gevulde orderportefeuille en zijn er geen grote ontwikkelingen gaande. In China wordt gewerkt aan een tegenhanger van
de Airbus A320 en de Boeing 737. Deze COMAC C919 heeft in 2017 zijn eerste vlucht uitgevoerd maar
is voorlopig nog niet commercieel leverbaar omdat het certificatieproces nog niet is afgerond.

2.3.

Luchtvaartmaatschappijen

De catalogusprijs van de meest populaire vliegtuigen, Boeing 737 en Airbus A320, ligt in de orde van
100 miljoen euro per stuk. Daarbij gaan vliegtuigen ook geruime tijd mee. De technische levensduur
ligt in de orde van 25 tot soms wel 45 jaar. De economische levensduur is gemiddeld genomen wat
minder. De beslissing tot aankoop van nieuwe vliegtuigen is daarom een beslissing die zeer zorgvuldig
wordt genomen. Het is daarom ook niet eenvoudig en relatief duur elk jaar de nieuwste vliegtuigen te
kunnen kopen.
In de afgelopen decennia hebben we de opkomst van de low-cost carriers gezien. Dat heeft tot gevolg
gehad dat de ticketprijzen sterk zijn gedaald, zeker in de perceptie van het publiek. Als gevolg daarvan
is de financiële marge op de verkoop van een ticket erg klein geworden. Wereldwijd is de gemiddelde
winst op de verkoop van een ticket minder dan 10 dollar. Het gevolg hiervan is dat regelmatig luchtvaartmaatschappijen failliet gaan en de druk op de kosten erg hoog is. Dat uit zich onder andere door
langdurige onderhandelingen over de CAO’s.
De consequentie van dit alles is dat de marge om snel in te spelen op technologische ontwikkelingen
erg klein is. Zo zijn bijvoorbeeld alternatieve brandstoffen vaak veel duurder dan de standaard
gebruikte kerosine. Het is voor één enkele luchtvaartmaatschappij daarom ook niet betaalbaar om
een overstap te maken. Pas wanneer geleidelijk collectief wordt overgegaan op een dergelijke dure
brandstof dan kunnen luchtvaartmaatschappijen zich goed aanpassen zoals de meeste dat ook doen
na grote olieprijsschokken. Collectief hoeft er dus geen economische belemmering te zijn maar lokale
aanpassingen zijn economisch gezien problematisch voor luchtvaartmaatschappijen omdat zij met de
rest van de wereld moeten concurreren.

3.

Bestaand beleid (juridische aspecten)

De ICAO ontwikkelt internationaal regelgeving voor de veiligheid en de milieuprestaties van vliegtuigen. Deze zijn in normen vastgesteld en elk vliegtuig en/of motortype dient te worden gecertificeerd
en daarbij aan te tonen binnen deze normen te blijven. Aan de certificatieprocedure voor milieu­
normen worden dezelfde hoge eisen gesteld als voor vliegveiligheid. De werkwijze van ICAO is dat via
CAEP (Civil Aviation Environmental Project) drie werkgroepen normen op stellen voor geluid (WG-1),
motoremissies (WG-2) en CO2 uitstoot (WG-3). Dit gebeurt in samenwerking tussen industrie, over­
heden, luchtvaartbelangenorganisaties en maatschappelijke organisaties (met name ICSA, Inernational
Coalition for Sustainable Aviation). Het niveau van de norm wordt steeds zodanig gekozen dat deze
het meest kosteneffectief is: de grootste vermindering van milieubelasting per vliegtuig of motor per
€ kosten voor de industrie. Een andere voorwaarde is dat de norm niet ‘technology forcing’ is, oftewel
niet een bepaalde nieuwe technologie voor alle fabrikanten afdwingt.
Deze normen worden elke 5 tot 10 jaar aangescherpt, afhankelijk, van de technologische vooruitgang.
Individuele landen, voor Nederland via de Europese luchtwaardigheidsautoriteit EASA, nemen deze
regels over en kunnen ze tot op zekere hoogte aanscherpen. De nieuwste ronde aanscherpingen van
geluid en motoremissies en de introductie van een PM norm (deeltjes) en een CO2 norm voor de EU
worden beschreven door EASA (2017).

5

Een additionele regelgeving is opgesteld in het kader van Climate Neutral Growth (CNG). CNG wil
zeggen dat de internationale luchtvaart haar CO2 emissies na 2020 niet meer laat groeien, ondanks
een voortgaande groei van het volume van luchtvaart. Dat is geen ambitieuze doelstelling vergeleken
met de reductiedoelstellingen afgesproken in Parijs. De ICAO maatregelen bestaat eruit dat luchtvaartmaatschappijen vanaf ongeveer 2023 vrijwillig en vanaf 2028 verplicht de totale emissies niet meer
zullen laten groeien. Dit kan o.a. door de inzet van schonere vliegtuigen. Als dit niet lukt door de inzet
van betere vliegtuigen dan zullen de extra CO2 emissies boven het niveau van 2020 moeten worden
gecompenseerd via de vrije markt van Certified Emission Reductions (CERs). Door de snelle groei van de
luchtvaart is de vloot gemiddeld relatief nieuw (wereldwijd circa 10 jaar oud) en is het aandeel zeer
oude vliegtuigen gering en zal het weghalen daarvan meer symbolische dan werkelijke effecten op de
CO2 emissies hebben, maar mogelijk meer op geluid en luchtkwaliteit.
Om een bewijs van luchtwaardigheid te krijgen moeten vliegtuigen niet alleen voldoen aan technische
eisen maar moet ook het geproduceerde geluid beneden een bepaald vastgelegd niveau blijven.
Hiervoor is internationale regelgeving vastgelegd door de ICAO. Afhankelijk van het jaar van certificatie
moet een vliegtuig aan steeds strengere eisen voldoen. Deze worden weergegeven door zogenaamde
“chapters” of “stages”. Oudere vliegtuigen, zoals chapter 2 vliegtuigen, worden sinds 2002 al niet
meer toegelaten. Voor nieuwe vliegtuigen die sinds 2006 gecertificeerd worden is de minimumeis nu
chapter 4. In 2014 is in ICAO verband ook al een nieuwe norm afgesproken, chapter 14. Die norm zal
leidend worden voor de komende jaren. Het toegestane geluidsniveau is een functie van de massa van
het vliegtuig. Een zwaarder vliegtuig mag meer geluid produceren dan een lichter vliegtuig.
Naast het gebruiken van modernere en dus stillere vliegtuigen is er ook winst te behalen met het
uitvoeren van geluidsarme procedures. Voor de nadering en landing zijn zogenaamde Continuous
Descent Approaches (CDA) de aangewezen weg om geluid te reduceren. Dat betekent dat vanaf het
moment dat de kruishoogte wordt verlaten het vliegtuig een continue daalvlucht uitvoert. Het voordeel is dat de motoren op een laag vermogen draaien en daardoor zeer weinig geluid produceren. Er
hoeft dan geen gas bijgegeven te worden om een stukje horizontaal te vliegen. Het uitvoeren van
dergelijke naderingen vergt voldoende ruimte in het luchtruim. Tijdens piekuren is die ruimte vaak
niet aanwezig en is de verkeersleiding gedwongen vliegtuigen toch stukken horizontaal te laten vliegen.
Tijdens de start zijn er ook verschillende mogelijkheden. Men kan een vliegtuig na de start gelijk door
laten klimmen naar kruishoogte. Een andere optie is een vliegtuig na de initiële klim een stuk horizontaal te laten vliegen waarbij de snelheid toeneemt. In het eerste geval is men sneller op hoogte maar
is de voorwaartse snelheid wat beperkter. Dat betekent dat de geluidsbelasting langer op een kleiner
oppervlak wordt geconcentreerd. Bij de tweede optie is de hoeveelheid geluid wat hoger maar is de
tijdsduur wat korter. Over het algemeen wordt de tweede methode als wat minder hinderlijk ervaren
door de omwonenden. Het uitvoeren van deze procedures is ook weer afhankelijk van de beschikbare
ruimte in de lucht.

4.

Verduurzaming luchtvaart

4.1.

Evolutionaire Techniek

Figuur 2: Ontwikkeling van de brandstofefficiëntie van vliegtuigtypes in het verleden en met een projectie voor de toekomst (Peeters & Middel, 2007). De totale emissies zijn gebaseerd op Peeters (2017)

6

Elke generatie vliegtuigen is gemiddeld genomen 15-20% beter dan de voorgaande generatie. Ook
nu nog worden vliegtuigen gemiddeld 1-1,5% per jaar beter in de zin van brandstofverbruik en dus
emissies. Het grote probleem is dat dit echter niet genoeg is, zoals Figuur 2 duidelijk illustreert. Dat
komt door snelle groei van de luchtvaart met 4-5% per jaar. Een groei van 5% per jaar betekent een
verdubbeling elke 15 jaar. Lange-termijn scenario’s laten zien dat deze groei zou kunnen afnemen,
maar halverwege deze eeuw is sprake van bijna een verdrievoudiging ten opzichte van 2015 en aan
het eind een vertienvoudiging (Bows-Larkin et al., 2016; Peeters, 2017).

4.2.

Revolutionaire techniek

Andere lay-out van vliegtuigen
Sinds de introductie van het verkeersvliegtuig wordt er gevlogen met een configuratie die nagenoeg
ongewijzigd is. Deze configuratie bestaat uit een cilindervormige romp waar in de passagiers en de
bemanning plaats nemen. Aan deze romp worden twee vleugels bevestigd die de benodigde draagkracht leveren en ook dienen als opslagplaats voor de brandstof. Aan de romp of aan de vleugels
­worden twee of meer motoren geplaatst. Tenslotte zorgt de combinatie van het horizontaal en
­verticaal staartvlak voor de benodigde stabiliteit en besturing van het vliegtuig.
Deze zogenaamde “tube and wings” configuratie is in de loop der jaren heel erg ver geoptimaliseerd
en voldoet zeer goed. Er wordt echter ook al heel veel jaren nagedacht over andere configuraties.
Een veel bestudeerd alternatief is de zogenaamde “blended wing body” configuratie. Daarbij vloeien
de romp en de vleugels in elkaar over. Deze configuratie lijkt sterk op een vliegende vleugel. Er zijn
voordelen aan te wijzen voor een dergelijke configuratie. Er zijn echter ook nog heel veel technische
­uitdagingen die moeten worden overwonnen die ervoor zorgen dat deze configuratie geen oplossing biedt voor de korte termijn. Daar komt bij dat waarschijnlijk de belangrijkste reden voor het
niet i­nvoeren van een dergelijk nieuwe configuratie is dat het ontwikkelen van een dergelijk nieuw
vliegtuig grote economische risico’s met zich mee zal brengen. Met de huidige kleine marges voor
de sector en de goed gevulde orderportefeuilles van de fabrikanten is er geen enkele fabrikant die
dit risico zal nemen. Een dergelijk ontwikkelingsprogramma zal namelijk naar alle waarschijnlijkheid
enkele tientallen miljarden euro’s kosten. Een zelfde redenering geldt voor allerlei andere mogelijke
configuraties.
Zonnevliegtuigen
Het idee dat de grote luchtvaart ooit op zonne-energie zal vliegen die via zonnecellen op de vleugels
wordt opgewekt kan naar het rijk der fabelen worden verwezen op grond van het feit dat de energie
die een verkeersvliegtuig nodig heeft om te vliegen, uitgedrukt in een energiedichtheid van een
­vliegtuig per m2 vleugel circa 1000 keer zo hoog is als de zon maximaal kan leveren. Daarnaast is
er nog een reeks van andere praktische en economische bezwaren die dit technisch en economisch
­onhaalbaar maken. Het gebrek aan energiedichtheid van de zon kan niet met techniek worden
­opgelost, omdat zonnecellen al 30% of meer van de zonne-energie omzetten in elektriciteit en er bij
een praktisch nooit haalbare 100% nog altijd een factor 300 te weinig energie beschikbaar komt voor
het vliegtuig. Zie verder ook Peeters et al. (2016) over dergelijke ‘technologische mythes’.
Elektrisch vliegen
Elektrisch vliegen is een van de mogelijke alternatieven die wordt onderzocht en ook al op beperkte
schaal wordt uitgevoerd. Het kritieke punt hierbij is de accu. Voor de luchtvaart spelen niet alleen de
veiligheid en de kosten een rol maar zeer zeker ook de zogenaamde energiedichtheid. De energiedichtheid zegt hoeveel energie er kan worden opgeslagen in een kilo accu. Op dit moment kan er
ongeveer 50 keer minder energie in een kilo accu worden opgeslagen dan in een kilo kerosine (zie
Figuur 3). De verwachting is dat batterijen nog geruime tijd zullen verbeteren maar dat daar mogelijk een limiet op zit na een factor drie1. Wel is het zo dat de elektrische motor twee tot drie keer zo

1

Zie https://www.quora.com/Is-it-true-that-battery-energy-density-improves-5-8-per-year-Does-this-represent-an-average-or-isit-a-consistent-trend-each-year-Do-these-improvements-increase-the-cost-What-has-been-the-trend-if-any-regarding-energy-toweight-ratio.

7

efficiënt is vergeleken met een turbinemotor en daardoor is ongeveer een derde van de energie in de
batterij nodig. Daar komt helaas weer bij dat het gewichtsvoordeel (en dus ook een voordeel in benodigde energie) dat een vliegtuig ervaart gedurende de vlucht door de verbranding van kerosine, niet
geldt voor vliegtuigen met accu’s. De accu’s moeten de hele vlucht meegetorst worden. Het kost een
significante hoeveelheid energie om deze massa accu’s te vervoeren.
Om een korte-afstandsvliegtuig te maken, uitgaande van een halvering van de normale maximale
range van zo’n 2000 km, is derhalve een accu nodig is die 7 keer meer energie per kg bevat dan de
huidige generatie accu’s; voor lange afstanden is dat zo’n 15 keer. Deze benodigde verbeteringen
maken elektrisch vliegen voor de grote luchtvaart technisch gezien voorlopig onmogelijk. Figuur 4
laat zien dat een volledige vervanging van de vloot voor korte afstanden niet eerder dan 2080 is te
voorzien en voor lange afstanden pas rond 2100.
Voor de kleine luchtvaart is elektrisch vliegen wel een oplossing voor een emissievrije toekomst.
­Elektrisch vliegen zal overigens niet stil zijn omdat de propeller van het vliegtuig een aanzienlijke
hoeveelheid geluid zal produceren.

Figuur 3: Overzicht van de energiedichtheid met betrekking tot gewicht en volume voor kerosine, alternatieve brandstoffen en
batterijen (huidige batterij gebaseerd op Zhang & Yao, 2015).

Figuur 4: implementatie van elektrisch vliegen als functie van het tempo waarin de dichtheid van batterijen groter wordt.
Historische tempo varieerde tussen 5% en 8% per jaar (de groene band).

8

Op dit moment wordt door Airbus, Rolls-Royce en Siemens ook gewerkt aan een hybride oplossing.
Daarbij wordt voor 90% op kerosine gevlogen die wordt gebruikt om elektriciteit op te wekken om
elektromotoren aan te drijven. Het effect ervan is dus niet heel groot, maar de je hoeft niet decennia
te wachten tot de juiste accu er is. De besparing op de emissies is echter beperkt.
Nog een andere optie is om de accu te vervangen door brandstofcellen gevoed met waterstof. Ook dit
is mogelijk met bestaande technologie en kan dus decennia eerder worden gerealiseerd dan batterijvliegtuigen.

4.3.

Alternatieve brandstoffen

De standaard brandstof in de luchtvaart is op dit moment kerosine. Dit is een brandstof die een beetje
vergelijkbaar is met diesel. De hoeveelheid energie die in een kilogram kerosine zit is erg hoog. Voor
de luchtvaart is dit van groot belang omdat letterlijk elke gram telt. Daarnaast is kerosine niet licht
ontvlambaar en bevriest niet als een vliegtuig op grote hoogte vliegt. Een huidig nadeel van kerosine
is dat er relatief veel zwavel in zit. Deze zwavel is o.a. een bron van ultrafijn stof. Het RIVM is momenteel bezig met een langjarig onderzoek naar de invloed van ultrafijn stof op de gezondheid. Een
probleem met veel alternatieven zoals ethanol, methanol en vloeibaar methaan, is dat hun energiedichtheid lager is dan van kerosine (zie Figuur 3). Voor waterstof geldt dat het weliswaar aanzienlijk
minder zwaar is, maar ook aanzienlijk meer ruimte nodig heeft. In een vliegtuig zijn gewicht en
ruimte altijd erg schaars en daarom hebben dergelijke brandstoffen een grote impact op het
vliegtuigontwerp en zeker ook de kosten en tijd gemoeid met het ontwikkelen van een vliegtuig op
een dergelijke brandstof.
Waterstof is in die zin wel een apart geval. De energiedichtheid van waterstof is namelijk veel hoger
dan die van kerosine (zie Figuur 3) voor gewicht maar juist veel lager voor volume. Waterstof kan naar
alle waarschijnlijkheid ook gebruikt worden in de huidige generatie motoren (Kivits et al., 2010), al
zijn daarvoor wel aanpassing aan motoren nodig. Nadelen van waterstof zijn dat er erg veel volume
nodig is om het op te slaan, dat het gekoeld bewaard moet worden en dat het licht ontvlambaar is.
Om te voorkomen dat alles moet worden aangepast is het ook mogelijk zogenaamde “drop-in”
brandstoffen toe te passen. Deze brandstoffen kunnen in het bestaande systeem van vliegtuigen
en de d
­ aarbij behorende logistieke operatie gebruikt worden. Deze drop-in brandstoffen zijn gelijk
aan kerosine of lijken daar zo sterk op dat dit gebruik is toegestaan. Mogelijke vormen hiervan zijn
bio-kerosine, Gas-to-Liquid (GtL), Coal-to-Liquid (CtL), Power-to-liquid (PtL, ook wel solar fuel of e-fuel
genaamd). ­­­­A­l deze brandstoffen zijn vloeibaar en hebben een energiedichtheid die (bijna) identiek is
aan die van kerosine.
Bij GtL en CtL wordt fossiele brandstof (respectievelijk aardgas en kolen), via een chemisch proces
omgezet naar een vloeibare brandstof. Het proces daarvoor is al bijna een eeuw oud. Er is ook al
aangetoond dat deze brandstof veilig is voor vliegtuigen. Nadeel van deze brandstoffen is dat ze nog
steeds uitgaan van fossiele bronnen en dus de CO2-uitstoot er niet door zal verminderen. Het voordeel is wel dat door het omzettingsproces de verontreinigingen die in standaard kerosine zitten, zoals
zwavel, eruit gehaald zijn. De verbranding is dus veel schoner. Experimenten van TU Delft hebben
dit aangetoond (Snijders & Melkert, 2011). Dit heeft dus meteen effecten op de lokale luchtkwaliteit
rond luchthavens. Op dit moment is het wettelijk toegestaan om tot 50% van deze brandstoffen bij
te m
­ engen bij gewone kerosine. Het probleem op dit moment is de beperkte beschikbaarheid en de
hogere kosten.
Bio-kerosine en ander biobrandstoffen zijn technische gezien vergelijkbaar met GtL en CtL. Het
­voordeel van deze type brandstoffen is dat ze wel daadwerkelijk de CO2-uitstoot reduceren. Op levenscyclus basis is dat tussen de “van vrijwel geen besparing” tot 85% (de Jong et al., 2017). Nadelen zijn
de relatief geringe energie omzettingsefficiëntie van bladgroen (Biello, 2012) met algen als eenzaam
hoogtepunt op maximaal 3%, nog altijd tien keer minder dan de beste zonnecellen. Daardoor is veel
ruimte nodig tussen de 200 en 6000 liter/ha (algen 60.000). Daar komt bij dat de rest de netto uitstoot
van CO2 lang niet omlaag gaat maar dat deze uitstoot nog steeds gebeurt op kruishoogte terwijl de
opname van CO2 plaats vindt op zeeniveau.

9

Een veelbelovend nieuw alternatief is Power-to-Liquid brandstoffen (Schmidt & Weindorf, 2016; Terwel
& Kerkhoven, 2017). Hierbij wordt kerosine gemaakt door CO2 uit een industriële bron (CCU; carbon
capture and usage) of rechtstreeks uit de lucht te halen en de koolstofatomen daaruit los te maken.
Het chemische proces is ruwweg vergelijkbaar met de productie van GtL en CtL maar de bron van
de koolstofatomen is anders. De benodigde energie voor dit proces moeten uit duurzame bronnen
(wind, zon, waterkracht) gehaald worden om de CO2 emissies naar bijna nul te kunnen reduceren. Het
voordeel van deze brandstof is dat ze geen ‘vruchtbare’ grond nodig heeft en dus niet zo makkelijk
interfereert met de productie van voedsel of natuur en ook goed toepasbaar is in de luchtvaart. Ten
opzichte van biobrandstoffen gebruiken ze ongeveer tien keer minder ruimte, honderd tot duizend
keer minder water en is de levenscyclus reductie van CO2 bijna 100% (Schmidt & Weindorf, 2016).
Grootste nadeel is dat de kosten tussen de twee en zes keer hoger zijn dan die van fossiele kerosine.
Nadelen zijn ook hier weer de beschikbaarheid en de kosten. Er is een initiatief in Nederland om op
basis van CCU een proef te gaan doen (Terwel & Kerkhoven, 2017).

5.

Antwoorden op de gestelde detailvragen

5.1.

Technologische aspecten

-

Wat is de stand van zaken van de technologische ontwikkelingen en innovatie op het gebied van
verduurzaming van de luchtvaart? Is momenteel sprake van een nieuwe generatie duurzamere
vliegtuigen die op termijn kan worden ingezet?
In beginsel is elke nieuwe generatie vliegtuigen zuiniger dan de generatie die ze vervangt. Dat
komt niet alleen omdat brandstof een fors deel van de operationele kosten van een vliegtuig
vormen, zo’n 20-30%, maar ook omdat de vervoerprestaties van een vliegtuig (de zogenaamde
‘payload-range’), alsook de start- en landingsbaanlengte en derhalve het aantal luchthavens waar
het vliegtuig gebruik van kan maken, in hoge mate afhangen van de brandstof efficiency. Dus het
antwoord is in beginsel ‘ja’. Dat neemt niet weg dat de historisch sterke verbetering van efficiency,
er niet voor heeft gezorgd dat het totale brandstofverbruik is afgenomen; in tegendeel, deze is
juist sterk gegroeid, maar zou uiteraard nog harder gegroeid zijn zonder de voortdurende technische verbeteringen. Dit geldt ook in grote lijnen voor geluidhinder en luchtkwaliteit.

-

Welke technologische ontwikkelingen worden de komende jaren verwacht?
Naast de gangbare, evolutionaire ontwikkelingen in alle aspecten van een vliegtuigontwerp,
aerodynamica, constructie, motortechniek met name hogere drukken en temperaturen in turbines,
geared fans en dergelijke), die gemiddeld tot een ongeveer 1% per jaar verbetering leiden, is de
grootste verbetering voor CO2 emissies te verwachten van alternatieve brandstoffen en met name
van e-fuels via het power-to-liquids proces. Voor revolutionaire nieuwe vliegtuigontwerpen
(nieuwe vliegtuigconfiguraties, zeer hogesnelheidspropellers, elektrische vliegtuigen en waterstoffuel cell-elektrische vliegtuigen), bestaat al decennia lang belangstelling, maar de verwachting
is dat deze, zelfs als ze nu serieus in ontwerp worden genomen, wat nog niet het geval is, de
komende decennia geen significante invloed zullen hebben op de gemiddelde vlootprestaties.

-

Hoe pakken deze technologische ontwikkelingen uit voor de korte- (continentaal) en de lange
afstandsvluchten (intercontinentaal)?
Historisch gezien ontwikkelden lange-afstandsvliegtuigen zich iets sneller dan die voor korte
afstanden en de verwachting is dat dat wel zo zal blijven.

10

-

Welke internationale ‘best practices’ op het gebied van verduurzaming van de luchtvaart kunnen ­
in de Nederlandse context worden gerealiseerd?
Wanneer de luchtvaart geïsoleerd wordt bekeken, dan zijn er relatief weinig mogelijkheden voor
verduurzaming op het gebied van brandstofefficiency en klimaatverandering. De beste optie is dan
om vanuit Nederland de ontwikkeling van e-fuels voortvarend ter hand te nemen. In een eerste
fase kan daarbij worden voortgebouwd op een CCU (Carbon capture and usage) strategie, bijvoorbeeld voortbouwend op een bestaand initiatief van Hoogovens en de luchtvaart sector (Terwel &
Kerkhoven, 2017). Voor geluid en luchtkwaliteit) zijn ook geen doorbraken te verwachten. Sterker
nog, bijvoorbeeld propfan (en elektrisch vliegen) zouden ook tot meer lawaai kunnen leiden;
elektrisch vliegen is wel goed voor luchtkwaliteit rond luchthavens.

-

Welk besparingspotentieel hebben de technologische ontwikkelingen voor de verschillende emissies
(luchtkwaliteit, klimaat, geluid en brandstofverbruik)? Hoe verhoudt dat zich tot de huidige emissies
en de prognoses hiervan?
Voor klimaat/CO2 emissies en brandstofverbruik: de vanuit de sector en binnen de huidige markt
te verwachten verbeteringen zullen slechts een kwart van de huidige groei op kunnen vangen, met
andere woorden, de emissies groeien met circa 75% van de volumegroei. Het huidige internationale beleid is naar verwachting niet in staat daar substantieel verandering in te brengen.
Niet-CO2 klimaateffecten: deze zijn voor een belangrijk deel te ondervangen door vliegroutes aan
te passen. Dat gaat echter ten koste van extra CO2 emissies (5-10%) en ook iets hogere operatio­
nele kosten (2-3%). Onder internationale afspraken is dat dus goed mogelijk. Wat daarbij van
belang is, is dat de extra CO2 emissies een lange termijn bijdrage (vele generaties) zullen leveren aan
klimaatverandering die niet, of slechts met zeer grote inspanningen – versneld terug te draaien zal
zijn. De niet-CO2 effecten zijn van kortdurende aard (dagen tot maximaal zo’n tien jaar), waardoor
het de vraag is of die aangepakt moeten worden zolang dat extra CO2 oplevert.
De genoemde e-fuels hebben een groot besparingspotentieel. Bij gebruik CCU is dat tot 50%, bij
een systeem waarin atmosferische CO2 wordt gebruikt tot bijna 100%. In een toekomst gebaseerd
op ­e-fuels is het vermijden van niet-CO2-effecten een milieukundig gezien goede optie.
Voor geluid: voortdurende vlootvernieuwing heeft een positief effect op de geluidsproductie. De
belangrijkste bron van geluid tijdens de start zijn nu nog steeds de motoren. Tijdens de nadering
en landing begint zo langzamerhand het geluid dat wordt geproduceerd door de omstroming van
romp en vleugels maatgevend te worden (airframe noise). Dit komt omdat de motoren in de loop
der jaren significant stiller zijn geworden. Een nog betere aerodynamische vormgeving van het
vliegtuig kan ook het “airframe noise” verder doen afnemen. De lange termijn ontwikkeling laat
zien dat de vliegtuigen niet alleen steeds zuiniger worden maar ook steeds stiller zullen worden.
Voor emissies: de emissies van een vliegtuig zijn één op één gerelateerd aan het brandstofgebruik.
Zuiniger motoren, een lager gewicht van de constructie en een betere aerodynamica leveren direct
reducties in emissies op. Daarnaast liggen er nog veel kansen in het motorontwerp om de relatieve
emissies, emissies per kg kerosine, ook aanzienlijk te verminderen. Voortdurende investeringen
op dit vlak zijn daarom ook noodzakelijk. Dat geldt niet alleen voor de ontwikkeling van nieuwe
vliegtuigtypes door fabrikanten maar ook in het fundamenteel en toegepast onderzoek. Daarnaast
kunnen ook een optimalisatie van de gevlogen routes een significant effect hebben (tot zo’n 10%).
Niet alleen een herindeling van het Nederlands luchtruim kan daar aan bijdragen maar ook de
invoering van de Single European Sky. Op dit moment wordt er op veel vluchten nog steeds
onnodig “omgevlogen”.

11

5.2.
-

Bedrijfseconomische aspecten

Wat zijn realistische tijdpaden voor de inzet van de nieuwste technologieën door de luchtvaartmaatschappijen? Wat zijn belemmeringen en kansen voor versnelling van deze inzet en voor
bijvoorbeeld uitfasering van de minst duurzame vliegtuigen in zowel burger- als vrachtluchtvaart?
Antwoorden op de vraag hoe de techniek zich kan ontwikkelen zijn niet eenvoudig te geven en
economische gevolgen daarvan zelfs nog lastiger. In onderstaande tabel hebben we de belangrijkste
mogelijkheden op een rijtje gezet met tijdpaden en - deels kwalitatief - enige opmerkingen over de
kosten.

Technologie

Effect

Ontwikkeltijd

Luchtvaart-brede
implementatie

Economie

Evolutionaire
technologie

2050-2100:
1,0%/jr-0,7%/jr

Stapsgewijs per
generatie ca 15%
per 15-25 jaar

Voortdurend

Intern deel
luchtvaartsysteem

Revolutionaire
vliegtuig configuraties

zo’n 10-20% additionele efficiëntie
verbetering

20-30 jaar

na 2060 maar vergt
nu significante
investeringen in
fundamenteel en
toegepast onderzoek.

In beginsel kan
dit binnen sector;
probleem is het
risico van de vele
tientallen miljarden
ontwikkelkosten
per type plus
aanpassingen
infrastructuur

Elektrisch vliegen
(batterij)

100% mits 100%
duurzame energiebronnen

Korte afstand:
20-40 jaar
Lange afstand:
30-60 jaar

Korte afstand:
na 2080
Lange afstand:
na 2100

Volledige invoering
brengt mogelijk
honderden
miljarden ontwikkelkosten

Elektrisch vliegen
(Waterstof, brandstofcel)

100% mits 100%
duurzame energiebronnen

Korte afstand:
20 jaar
Lange afstand:
20 jaar

Korte afstand:
na 2050
Lange afstand:
na 2080

Volledige invoering
brengt mogelijk
honderden
miljarden ontwikkelkosten

Biobrandstoffen

40-80%

geen voor 1ste en
2de generatie;
10 jaar voor 3de
(bv algen)

2-3% vervanging
per jaar

Brandstofkosten
circa 1% tot 10%
per jaar omhoog
in 2-3% vervanging
per jaar pad

e-fuels (PtL)

95-100% mits
duurzame bronnen

via CCU: 5 jaar
via CCA: 10-15 jaar

2-3% vervanging
per jaar; in 30 tot
50 jaar volledige
vervanging. Op dit
vlak zou Nederland
een voortrekkersrol
kunnen spelen.

Brandstofkosten
circa 2% tot 18%
per jaar omhoog
in 2-3% vervanging
per jaar pad

Aanpassing vliegprocedures ter
vermijding niet-CO2
klimaateffecten en
“omvliegen”

Circa 40% klimaat­
effect; noot: circa
10% toename CO2

afhankelijk internationale regelgeving
(10 jaar?)

afhankelijk internationale regelgeving
(10 jaar?)
Invoering van de
Single European
Sky is daarbij
gewenst.

Circa 3-10% extra
operationele
kosten

12

5.3.
-

Maatregelen overheid

Welke belemmeringen zijn er om te komen tot een duurzamere luchtvaart? Welke mechanismen
hebben een negatieve invloed op de effectiviteit van nieuwe technologieën en overheidsmaat­regelen?
De belangrijkste belemmering voor meer revolutionaire (configuratie, elektrisch vliegen,
waterstof) dan evolutionaire technologische ontwikkeling vormen de existentiële2 bedrijfsrisico’s
verbonden aan ontwikkeling van dergelijke technologie binnen het bestaande duopolie (Airbus en
Boeing).
Voor batterij-elektrisch vliegen: de benodigde batterijtechniek is op dit moment volstrekt onvoldoende en kan theoretisch mogelijk niet worden gerealiseerd maar zal sowieso nog decennia op
zich laten wachten. Bijdragen aan onderzoek kan nuttig zijn, maar is een zeer lange termijn
oplossing.
Voor waterstof-brandstofcel-elektrisch. Hiervoor zijn geen theoretisch technische belemmeringen
en de ontwikkeling van een vliegtuig zou in principe met bestaande technologie ter hand genomen kunnen worden. Nederland kan hieraan bijdragen via fondsen voor onderzoek in internationaal verband.
Biobrandstoffen kennen twee belangrijke belemmeringen: de duurzaamheid (inclusief maatschap­
pelijk draagvlak) en de effectiviteit. Wat het eerste betreft vormen de (potentiële) conflicten tussen
het verbouwen van biomassa voor biobrandstoffen ten opzichte van voedselproductie en het
grote ruimtegebruik en daardoor de druk op natuur en ecosystemen. Biomassa uit afvalproducten
maakt de brandstof afhankelijk van afval uit de voedingsindustrie, terwijl de verduurzaming van
die industrie deels via het verminderen van afval zal lopen, waardoor het toekomstige volume
van dergelijke brandstoffen onzeker is. Wat betreft effectiviteit zijn er twee problemen: bladgroen
vormt in het algemeen geen efficiënte omzetter van zonne-energie in andere vormen van energie, zeker vergeleken met zonnecellen en windturbines, de benodigde landbouw leidt tot diverse
vormen van broeikasgassen (methaan, verandering van landgebruik, etc.) en het proces om van de
biomassa brandstof te maken kost veel energie. Dat laatste speelt bijvoorbeeld bij algen, waar een
kans bestaat dat het proces op levens­cyclusniveau energie kost in plaats van opbrengt (Slegers et
al., 2011). Daar moet dus veel duurzame energie bij.
e-Fuels (PtL) hebben – op basis van CCU – vooralsnog geen technologische belemmeringen. Alle
verschillende technologische en processtappen zijn niet alleen beschikbaar, maar ook al groot­
schalig toegepast in de industrie (maar voor andere doeleinden). Nederland zou hier een voor­
trekkersrol kunnen spelen.

-

Welke maatregelen kan de rijksoverheid nemen om verduurzaming van de luchtvaart te stimuleren
en innovatie te versnellen? Welke maatregelen behoren bij uitstek tot het domein van de overheid en
welke zouden door de sector zelf genomen moeten worden? Welke maatregelen zouden in Europees
verband kunnen worden genomen? Welke overheidsinstrumenten bieden internationaal en nationaal
de beste mogelijkheden?
De maatregel voor meer revolutionaire ontwikkelingen liggen in het enerzijds garanderen van
afzet voor de technologie (luchtvaartmaatschappijen worden sterk aangespoord het revolutionaire
vliegtuig af te nemen; dat dekt het marktrisico) en afdekking van existentiële risico’s voor de
ontwikkelkosten. Dergelijke maatregelen vergen een wereldwijde ondersteuning.
Voor batterij-elektrisch vliegen: bijdragen aan onderzoek naar nieuwe batterijtechnologie kan hier
nuttig zijn, maar het gaat om zeer lange termijn oplossingen, waarvan eigenlijk wel vaststaat dat
ze te laat komen om voldoende bij te dragen aan de klimaatdoelen van Parijs.

2

De investering is dermate groot dat een bedrijf, bij mislukking, het eigen voortbestaan op het spel zet.

13

Voor waterstof-brandstofcel-elektrisch kan Nederland bijdragen via onderzoeksfondsen in inter­
nationaal verband. Ook dit is een lange-termijn oplossing, maar met minder grote onzekerheid
over de tijdsduur van implementatie.
Biobrandstoffen: huidige beleid bestaat uit onderzoek naar (experimenten met en implementatie
van) biobrandstoffen (o.a. algen, 3de generatie biomassa). Een diepgravende onafhankelijke studie
naar de belemmeringen op het gebied van duurzaamheid lijkt aanbevelingswaardig.
E-Fuels (PtL): deze oplossing staat pas enkele jaren in de belangstelling. Belangrijke vraagstukken
hierbij zijn; hoe de huidige limiet van maximaal 50% bijmengen van synthetische brandstoffen
omhoog te brengen, hoe op een kosteneffectieve manier CO2 rechtstreeks uit de atmosfeer te
winnen en de vraag in hoeverre de in een 2°C scenario (dus onder de Parijse afspraken) voldoende
duurzame energie te vinden om de ‘power’ te leveren voor de omzetting van CO2 in kerosine. Het
energiegebruik van luchtvaart zal bij e-fuel gebruik ten minste verdubbelen. Ten slotte is de vraag
wat de gevolgen zijn van de extra kosten van e-fuels ten opzichte van op olie gebaseerde kerosine.
Een mogelijke overheidstaak is om het bestaande initiatief van onder andere Tata Steel en KLM te
ondersteunen (Terwel & Kerkhoven, 2017). Ook ligt er een rol voor de overheid om het gebruik
van e-fuels te stimuleren omdat, bij een prijsverschil van meer dan 100%, grootschalige opname
in de vrije markt geen grote kans maakt. Een Europees implementatietraject (bijvoorbeeld een
verplichting om x% per jaar fossiele kerosine te vervangen door e-fuels) kan een werkbaar implementatietraject bieden.
Niet-CO2 effecten zouden in beginsel in het Nederlandse luchtruim kunnen worden verminderd ­­
door bij het kiezen van route en vlieghoogte – met name van Nederland overvliegende
vliegtuigen –­r­ ekening te houden met de kans op contrail vorming. Een studie naar het effect
daarvan (op klimaat, andere emissies, economisch, veiligheid, juridische aspecten) en voor
situaties waarin alleen Nederland dit toepast of bijvoorbeeld de gehele EU, verdient aanbeveling.
Omdat de CO2 emissies door deze maatregelen toe zullen nemen, is deze maatregel vooral
klimaateffectief in samenhang met de invoering van e-fuels.
Overige (flankerende) maatregelen: bevorderen internationaal treinvervoer door de markt te
helpen betere informatie en boekingsmogelijkheden te ontwikkelen, door een gelijk fiscaal speelveld te creëren, door de luchtvaartnota uit te breiden naar een internationale reisnota, door de
verdere aansluiting van Nederland op het HSL-net voortvarend ter hand te nemen (met name in
oostelijke en noordelijke richting), en, op de zeer korte termijn, door de belemmeringen die de
directe verbinding Amsterdam-Londen in de weg staan, weg te nemen. Voorts zou er een duide­
lijker link gelegd kunnen worden tussen het luchtvaartbeleid en het (inkomend) toerismebeleid
en met name de (milieu-)gevolgen daarvan. Het NBTC zou daarbij een ‘carbon-check’ kunnen
hanteren bij de strategische marktontwikkeling van het toerisme naar Nederland en prioriteit
kunnen leggen bij het ontwikkelen van meer nabije bronmarkten die over land (per auto, trein,
etc.) naar Nederland kunnen reizen.
Nederland zou het reeds lopende onderzoek naar de gevolgen van luchtvaart voor fijnstofemissies
in internationaal verband kunnen uitbreiden en verbreden naar niet alleen de directe epidemiologische gezondheidseffecten, maar ook de relaties tussen concentraties en bronnen en de techniek
om deze emissies in de motor te verminderen.
-

Welke ‘best practices’ op het gebied van overheidsbeleid kunnen in Nederland zelf worden
gerealiseerd?
Voor geluidhinder geeft onderzoek aan dat vooral nachtvluchten bepalen hoeveel hinder wordt
ervaren (Bartels et al., 2018). Een strakker nachtregime wordt op sommige luchthavens met succes
toegepast (b.v. de huidige 50/50-regel voor groei op Schiphol). In navolging van geluid zou ook
een 50/50 regel voor CO2 emissies ingesteld kunnen worden.

14

5.4.
-

Juridische aspecten

Welke ontwikkelingen spelen momenteel op nationaal, Europees en internationaal niveau (bijvoorbeeld via EASA en ICAO) om de luchtvaartsector te stimuleren verduurzamingsmaatregelen te nemen?
Regelgeving die betrekking heeft op het vliegtuig, de motor of de brandstof wordt niet bepaalt
in Nederland maar in het wereldwijde en Europese verband. Belangrijk is het te beseffen dat dat
Nederland een relatief grote stem in ICAO en EASA verband heeft en die kan gebruiken om druk
internationaal op te ouwen voor een transitiepad naar e-fuels, versnelde regelgeving geluid en
engine emissies. Daarnaast kan Nederland zelf werken aan betere alternatieven voor luchtvaart,
bredere visie op internationale mobiliteit (i.p.v. per modaliteit) en bijvoorbeeld ICT toepassingen
ter vervanging van bepaalde reizen.

-

Welke juridische mogelijkheden en beperkingen gelden in nationaal en internationaal verband bij het
afdwingen van maatregelen in het kader van verduurzaming?
De huidige regelgeving bevindt zich op nationaal, Europees en VN (ICAO) niveau, is sterk verweven
en niet altijd eenvoudig te duiden. Het VN-beleid voor luchtvaart is niet voldoende om de effecten
van klimaatverandering tegen te gaan, dat wil zeggen, de emissies van CO2 uiteindelijk in de
tweede helft van deze eeuw naar nul te reduceren.

Referenties
Alonso, J., Catalano, F., Cumpsty, N., Eyers, C. J., Goutines, M., Grönstedt, T., Hileman, J., Joselzon, A., Khaletskii,
I., Mavris, D., Ogilvie, F., Ralph, D., Sabnis, J., Wahls, R., & Zingg, D. (2018). Independent expert integrated technology
goals assessment and review for engines and aircraft. 2017 independent expert integrated review panel. DRAFT version
for review. Montreal
Anderson, K., Bows, A., & Footitt, A. (2007). Aviation in a low-carbon EU: A research report by The Tyndall Centre,
University of Manchester. Manchester
Bartels, S., Rooney, D., & Müller, U. (2018). Assessing aircraft noise-induced annoyance around a major German airport and its predictors via telephone survey – The COSMA study. Transportation Research Part D: Transport and Environment, 59, 246-258. doi:https://doi.org/10.1016/j.trd.2018.01.015
Biello, D. (2012). Plants versus Photovoltaics: Which Are Better to Capture Solar Energy? Scientific American.
Bows-Larkin, A., Mander, S., Traut, M. B., Anderson, K. L., & Wood, F. R. (2016). Aviation and Climate Change –
The Continuing Challenge. In Blockley (Ed.), Encyclopedia of Aerospace Engineering. New York, NY: John Wiley &
Sons, Ltd.
Breugelmans, O., Houthuijs, D., & van Poll, R. (2016). Inventarisatie van gezondheids- en belevingsonderzoeken
(1996-2015) rondom (regionale) luchthavens van nationale betekenis (RIVM Briefrapport 2016-0101). Bilthoven
de Jong, S., Antonissen, K., Hoefnagels, R., Lonza, L., Wang, M., Faaij, A., & Junginger, M. (2017). Life-cycle analysis
of greenhouse gas emissions from renewable jet fuel production. Biotechnology for Biofuels, 10(1), 64. doi:10.1186/
s13068-017-0739-7
EASA. (2017). Notice of Proposed Amendment 2017-01. Implementation of the CAEP/10 amendments on climate
change, emissions and noise (NPA 2017-01). Cologne
EEA. (2018). Aviation and shipping — impacts on Europe’s environment TERM 2017: Transport and Environment
Reporting Mechanism (TERM) report (EEA Report No 22/2017). Kopenhagen
Eijgelaar, E., Peeters, P. M., de Bruijn, K., & Dirven, R. (2016). Travelling large in 2015. The carbon footprint of Dutch
holidaymakers in 2015 and the development since 2002 (ISBN: 978-90-819011-7-8). Breda
Keuken, M., Moerman, M., Zandveld, P., Henzing, B., Brunekreef, B., & Hoek, G. (2014). Ultrafijn stof rondom
Schiphol. In woonwijken van Amsterdam en Amstelveen zijn concentraties van ultrafijn stof verhoogd. Tijdschrift Lucht,
6, 8-11.

15

Kivits, R., Charles, M. B., & Ryan, N. (2010). A post-carbon aviation future: Airports and the transition to a cleaner
aviation sector. Futures, 42(3), 199-211. doi:10.1016/j.futures.2009.11.005
Lee, D., Pitari, G., Grewe, V., Gierens, K., Penner, J., Petzold, A., Prather, M., Schumann, U., Bais, A., Berntsen,
T., Iachetti, D., Lim, L. L., & Sausen, R. (2010). Transport impacts on atmosphere and climate: Aviation. Atmospheric
Environment, 44(37), 4678-4734.
Ministerie van Infrastructuur en Milieu. (2017). Geluidsbelastingkaarten luchthaven Schiphol voor het gebruiksjaar
2016. The Hague
Natuur en Milieufederatie Noord-Holland. (2017). Versterking stiltegebiedenbeleid Noord-Holland. Eindrapport.
Zaandam
Owen, B., Lee, D. S., & Lim, L. (2010). Flying into the Future: Aviation Emissions Scenarios to 2050. Environmental
Science & Technology, 44(7), 2255-2260. doi:10.1021/es902530z
Peeters, P. M. (2017). Tourism’s impact on climate change and its mitigation challenges. How can tourism become
‘climatically sustainable’? (PhD), Delft University of Technology, Delft.
Peeters, P. M., Higham, J., Kutzner, D., Cohen, S. A., & Gössling, S. (2016). Are technology myths stalling aviation
climate policy? Transportation Research Part D, 44, 30-42.
Peeters, P. M., & Middel, J. (2007). Historical and future development of air transport fuel efficiency. In R. Sausen,
A. Blum, D. S. Lee, & C. Brüning (Eds.), Proceedings of an International Conference on Transport, Atmosphere and
Climate (TAC); Oxford, United Kingdom, 26th to 29th June 2006 (pp. 42-47). Oberpfaffenhoven: DLR Institut für
Physic der Atmosphäre.
Rapoza, A., Sudderth, E., & Lewis, K. (2015). The relationship between aircraft noise exposure and day-use visitor
survey responses in backcountry areas of national parks. The Journal of the Acoustical Society of America, 138(4),
2090-2105.
Riley, E. A., Gould, T., Hartin, K., Fruin, S. A., Simpson, C. D., Yost, M. G., & Larson, T. (2016). Ultrafine particle size as
a tracer for aircraft turbine emissions. Atmospheric Environment, 139, 20-29. doi:
https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2016.05.016
RIVM. (2017). Plan van aanpak meerjarig onderzoeksprogramma “Gezondheidsrisico’s ultrafijn stof rond Schiphol”
(Versie 21 4 2017). Bilthoven
Schmidt, P., & Weindorf, W. (2016). Power-to-Liquids. Potentials and Perspectives for the Future Supply of Renewable
Aviation Fuel. Dessau-Roßlau
Slegers, P., Wijffels, R., Van Straten, G., & Van Boxtel, A. (2011). Design scenarios for flat panel photobioreactors.
Applied Energy, 88(10), 3342-3353.
Snijders, T. A., & Melkert, J. A. (2011). Evaluation of Safety, performance and emissions of Synthetic Fuel Blends in an
Cessna Citation II. Paper presented at the 3AF/AIAA Aircraft noise and emissions reduction symposium, ,
25-27 October, 2011, Marseille, France.
Terwel, R., & Kerkhoven, J. (2017). Climate-neutral Aviation with Current Engine Technology: The Take-off of Synthetic
Kerosene Production in the Netherlands
Zhang, R., & Yao, E. (2015). Electric vehicles’ energy consumption estimation with real driving condition data.
Transportation Research Part D: Transport and Environment, 41, 177-187. doi:
http://dx.doi.org/10.1016/j.trd.2015.10.010

Disclaimer: De Jonge Akademie, KNAW, NWO en VSNU bemiddelen tussen parlementaire kennisvraag en wetenschappelijk kennisaanbod.
De informatie in het kader van Parlement en Wetenschap is afkomstig van vooraanstaande wetenschappers, maar niet onderworpen aan
peer review en niet door de wetenschaps­organisaties geverifieerd.