On December 17, 1903, the Wright brothers made the first controlled and sustained flight in human history, marking the beginning of aviation development. Aviation has since revolutionized mobility, strengthened international networks, facilitated cross-border trade, fostered cultural exchanges, and in the process, reshaped global society and economy. Despite its social and economic benefits, aviation is notoriously known for its impacts on the environment, particularly climate change. In 2023, direct emissions from aviation accounted for approximately 2% of global greenhouse gas emissions, and without intervention, they are projected to increase by two to fivefold compared to 2023 levels by mid-century. 

To advance our knowledge of aviation sustainability and inform energy transition pathways, this thesis assesses the environmental sustainability of future air travel powered by alternative fuels and novel propulsion systems, using Sweden as a representative case. Due to its multi-dimensionality, aviation is conceptualized from a socio-technical system perspective, where the interplay between political, economic, social, technological, and ecological issues is considered. Using prospective life cycle assessment and absolute environmental sustainability assessment, the potential environmental performance of future air travel in Sweden is evaluated both in relative terms and from an absolute perspective. These different approaches seek to determine whether air travel supported by alternative fuels and novel propulsion technologies can offer environmental advantages over fossil kerosene, and if so, whether they can operate within the planetary limits.

The results suggest that while alternative fuels and novel propulsion systems can support air travel with a lower climate change impact than that of fossil kerosene, these travel alternatives may have a relatively higher potential to degrade the overall environment, demonstrating significant burden-shifting between environmental problems, across sectors, geographies, and time scales. When assessing future air travel in an absolute sense, the results indicate that the potential environmental impacts associated with Sweden’s projected air travel in 2050, even with advanced technologies, could overshoot the climate change and biodiversity loss thresholds by several orders of magnitude. 

Although this research is subject to uncertainties associated with data limitations, methodological choices, and future projections, its indicative insights help identify opportunities for bringing Swedish air travel to environmentally sustainable levels while ensuring aviation continues to fulfill its societal role. Policymakers and stakeholders are recommended to adopt a systemic approach to guiding the aviation energy transition. This includes setting integrated environmental targets based on planetary limits and aligning them across aviation and interconnected industries. Given that the life cycle environmental performance of air travel is increasingly linked to the development of interconnected industries, a broader transition across multiple sectors may be necessary. Achieving this would require coordinated governance to prevent burden-shifting, as well as cross-sector collaboration to strengthen knowledge building, skills development, and financial investment in critical shared infrastructure. Finally, alongside technological advancements, effective demand-side management represents a complementary strategy that can potentially support a sustainable energy transition in aviation. 

Den moderna luftfartens historia började den 17:e December 1903, när  bröderna Wright genomförde världens första kontrollerade flygning. Sedan dess har utvecklingen inom flygindustrin tagit fart och i grunden förändrat hur människor rör sig, skapat globala nätverk, främjat handel över nationsgränser och möjliggjort kulturella utbyten. Dessa framsteg har haft en avgörande betydelse för samhällsutvecklingen och den globala ekonomin. Samtidigt är flygindustrin starkt förknippad med betydande utsläpp och påverkan på klimatet. År 2023 stod flyget för cirka två procent av de globala växthusgasutsläppen. Om inga kraftfulla åtgärder vidtas riskerar dessa utsläpp att öka med två till fem gånger till år 2050, jämfört med nivåerna 2023.

Den här avhandlingen syftar till att bedöma den potentiella miljöpåverkan av framtida flygresor, särskilt de som baseras på alternativa flygbränslen och nya framdrivningssystem, i syfte att bidra till kunskap och riktlinjer för en hållbar energiomställning inom flygsektorn. Sverige används som fallstudie. Eftersom luftfarten är ett komplext och tvärsektoriellt system krävs ett sociotekniskt perspektiv för att förstå dess utveckling. Inom ramen för studien har framtidsscenarier tagits fram, som belyser samspelet mellan politik, ekonomi, teknik, samhälle och ekologisk hållbarhet. Med hjälp av framtidsinriktade livscykelanalyser och bedömningar av absolut miljöhållbarhet utvärderas hur olika framtida flygscenarier i Sverige kan påverka miljön. Målet är att undersöka om, och i vilken grad framtidens svenska flygresande kan bli mer miljöanpassat än dagens fossilbränslebaserade alternativ, och om detta resande kan rymmas inom planetens gränser.

Resultaten visar att även om alternativa bränslen och ny teknik kan minska klimatpåverkan jämfört med fossilt flygbränsle, kan de samtidigt leda till ökad belastning inom andra miljöområden. Studien påvisar tydliga risker för problemförskjutning - mellan miljöaspekter, sektorer, geografiska regioner och tidsperioder. När framtida flygresande bedöms i relation till absoluta miljögränser, tyder resultaten på att Sveriges beräknade flygaktivitet år 2050, trots teknologiska framsteg, riskerar att överskrida flera av planetens gränser. Överskridandena kan vara betydande, särskilt vad gäller klimatpåverkan och förlust av biologisk mångfald.

Även om denna studie präglas av osäkerheter kopplade till begränsningar i data, metodval och framtidsantaganden, ger resultaten vägledande insikter som kan bidra till att identifiera möjligheter för att styra svensk flygtrafik mot en miljömässigt hållbar nivå - samtidigt som flygets samhällsroll bevaras. För att leda energiomställningen inom flyget rekommenderas beslutsfattare och andra relevanta aktörer att anta ett systemperspektiv. Det innebär bland annat att formulera samordnade miljömål baserade på planetens gränser, och att säkerställa att dessa mål är i linje med utvecklingen inom både flyget och andra närliggande sektorer. Eftersom flygets miljöprestanda i allt högre grad påverkas av förändringar inom dessa sektorer, kan en bredare omställning som sträcker sig över flera branscher vara nödvändig. En sådan omställning kräver samordnad styrning för att undvika att miljöbelastningar förskjuts, samt sektorsövergripande samarbete för att stärka kunskapsutveckling, kompetensförsörjning och investeringar i kritisk gemensam infrastruktur. Slutligen utgör efterfrågestyrning, vid sidan av teknologiska framsteg, en kompletterande strategi som kan stödja en hållbar energiomställning inom flyget.