Schonere vliegtuigen zouden minder condenssporen achterlaten. Maar dat gebeurt helaas niet

Nieuwe vliegtuigen zijn een stuk schoner en vliegen efficiënter dan hun voorgangers. Maar behalve dat echt duurzaam vliegen nog heel ver weg is, wordt ook een ander probleem maar niet opgelost: condensstrepen.

Uit nieuw onderzoek in Nature blijkt dat de bekende witte strepen achter vliegtuigen ook bij hele lage roetemissies in grote hoeveelheden ontstaan. Dat is jammer, omdat die contrails, zoals ze in het Engels heten, bijdragen aan de opwarming van de aarde.

De condensstrepen ontstaan als deeltjes uit de uitlaatgassen van motoren zich mengen met waterdamp en bevriezen, waardoor zich ijskristallen vormen die op grote hoogte blijven hangen en warmte vasthouden die door de aarde wordt uitgestraald. Men dacht dat roetdeeltjes een belangrijke rol spelen bij het ontstaan van de ijskristallen. Daarom zouden de zogenoemde lean-burn-motoren, die de uitstoot van roet flink verminderen, de door contrails veroorzaakte opwarming beperken, maar dat blijkt dus niet zo te zijn.

Volgens de onderzoekers is de bijdrage van condenssporen aan de opwarming inmiddels bijna even groot als die van de CO2-uitstoot door de luchtvaartsector. Nu het mondiale vliegverkeer weer groeit en richting 2050 naar verwachting nog sterk zal toenemen, wordt de vraag dus nog urgenter hoe de luchtvaart ook de effecten van contrails kan verminderen.

De condenssporen van lijnvluchten op kruishoogte

Het onderzoek van het Duitse lucht- en ruimtevaartcentrum DLR richt zich op de klimaateffecten van moderne lean-burn-motoren. Daarvan was nog nauwelijks bekend hoeveel ijskristallen hun condensstrepen vormen tijdens echte lijnvluchten op kruishoogte.

Voor de studie volgden de onderzoekers met een speciaal onderzoeksvliegtuig een Airbus A321neo, uitgerust met moderne motoren. Het onderzoekstoestel vloog soms op slechts 40 tot 250 meter afstand achter de Airbus om verse uitlaatpluimen te meten en bemonsterde verderop ook de gevormde condenssporen. Daarbij werden verschillende brandstoffen getest, van conventionele kerosine tot het duurzame HEFA-SPK en mengsels met uiteenlopende hoeveelheden zwavel en andere stoffen.

Veel minder roet

De eerste uitkomst lijkt op het eerste gezicht hoopgevend. Bij de normale lean-burn-motoren daalde het aantal roetdeeltjes op kruishoogte met ongeveer een factor duizend vergeleken met de oude vliegtuigmotoren. Maar precies daar zat de verrassing. De condensstrepen achter de moderne motoren bevatten nog steeds grote aantallen ijskristallen, zelfs zo’n duizend keer meer dan het aantal gemeten roetdeeltjes. Met andere woorden: roet alleen kan die ijskristallen niet verklaren.

Daarmee schuift het onderzoek een andere boosdoener naar voren: vluchtige deeltjes. Die ontstaan uit onder meer zwavelverbindingen in de brandstof, organische dampen uit onvolledige verbranding en mogelijk ook uit dampen van smeerolie die via het motorsysteem in de hete uitlaat terechtkomen. Volgens de onderzoekers kunnen juist die piepkleine, nieuw gevormde deeltjes in een omgeving met weinig roet dienen als kiem waarop waterdruppels en later ijskristallen ontstaan.

De rol van zwavel

De metingen wijzen vooral op een belangrijke rol voor zwavel. Bij een HEFA-mengsel met een lagere zwavelinhoud daalde het aantal ijskristallen in de condensstrepen met ongeveer een factor drie. Dat is aanzienlijk, maar niet genoeg om het probleem te laten verdwijnen. Zelfs bij veel schonere brandstoffen bleef de vorming van ijskristallen substantieel.

Voor brandstoffen met ultralage zwavelgehaltes lijken andere bronnen vervolgens belangrijker te worden. Dan kunnen organische dampen en smeeroliedeeltjes de hoofdrol overnemen. Computermodellen die speciaal voor deze studie zijn aangepast, sluiten daar redelijk goed op aan. Ze laten zien dat in de klassieke, roetrijke motoren vooral roetdeeltjes de vorming van ijskristallen sturen, terwijl in de roetarme lean-burn-motoren juist nieuw gevormde vluchtige deeltjes het proces domineren.

Aanpassingen aan klimaatmodellen

Dat heeft gevolgen voor de klimaatstrategie van de luchtvaart. De afgelopen jaren lag veel nadruk op duurzamere brandstoffen en op efficiëntere motoren. Dat blijft relevant: minder roet en minder CO2 zijn winst. Maar dit onderzoek maakt duidelijk dat daarmee niet automatisch ook het opwarmende effect van condenssporen sterk afneemt. Daarvoor zijn extra maatregelen nodig, bijvoorbeeld brandstoffen met nog minder zwavel, aanpassingen in de samenstelling van brandstof en mogelijk ook een herontwerp van het smeeroliesysteem van motoren zodat minder olie in dampvorm in de uitlaat belandt.

Bovendien hebben de resultaten gevolgen voor klimaatmodellen. Veel bestaande modellen gingen er impliciet van uit dat moderne roetarme motoren ook weinig ijskristallen produceren. Volgens de auteurs kan dat een onderschatting van het werkelijke klimaateffect hebben veroorzaakt. Dat is relevant, want inmiddels wordt al meer dan tien procent van de wereldwijde passagiersvluchten uitgevoerd met lean-burn-motoren en dat aandeel groeit.

Chemtrails
De condenssporen ken je misschien ook als chemtrails. Dat is de naam die complotdenkers geven aan de witte strepen in de lucht. Zij geloven dat vliegtuigen opzettelijk chemische stoffen verspreiden in de atmosfeer. Deze stoffen zouden zijn bedoeld zijn voor klimaatbeheersing, bevolkingscontrole of geheime militaire experimenten. Talrijke studies en verklaringen van organisaties zoals NASA en het Europees Milieuagentschap hebben dit maffe idee al meermaals weerlegd. Toch blijven sommige mensen erin geloven, vaak gevoed door wantrouwen tegenover overheden en wetenschap en gesteund door bekende complotdenkers op social media.

We schreven vaker over dit onderwerp, lees bijvoorbeeld ook Condensstrepen van vliegtuigen veroorzaken veel meer klimaatschade dan gedacht en Chemtrails van vliegtuigen zijn niet gevaarlijk, althans niet waarom je denkt | Short. Of lees dit artikel: Onderzoekers onthullen de echte CO2-impact van het vliegtuig.

Uitgelezen? Luister ook eens naar de Scientias Podcast: