Jag är också en dubbel medborgare i USA och ett EU-land. Jag avgår rutinmässigt USA, som är bunden till EU, utan att visa mitt amerikanska pass till någon. Ingen har någonsin sagt något om detta.
Amerikanska lagar kräver att amerikanska medborgare ska "bära" ett giltigt amerikanska pass när de lämnar USA. Så skillnaden mellan mina erfarenheter och din plan är att jag överensstämde med lagen eftersom jag hade mitt pass i USA i min ficka. Hade någon frågat, skulle jag ha kunnat visa det. En annan sak att komma ihåg är att lagen inte ger något straff (det brukade vara ett straff, men det upphävdes på 1970-talet). Så även om du lämnar USA utan ditt pass är det mycket osannolikt att du har något allvarligt problem.
Din erfarenhet kan dock vara beroende av flygbolaget. När jag flög till Afrika ungefär ett år sedan bad Delta-incheckningskiosken min resande följeslagare, en icke-amerikansk medborgare, att skanna hennes visum. Eftersom jag planerade att använda mitt USA-pass i den andra änden, och vi inte hade mycket extra tid, checkade jag bara in med mitt amerikanska pass. Jag har aldrig flugit på Delta till EU, eller åtminstone inte nyligen, men det verkar som om du kan stöta på något motstånd om du försöker planera med dem.
Jag vet inte om andra amerikanska flygbolag kommer att ha förfaranden som liknar Delta. De flygbolag jag har flög med att visa mitt EU-pass är mestadels EU-företag, men jag flyger till Curaçao med mitt EU-pass för några månader sedan, på JetBlue, och ingen frågade om min invandringsstatus i USA .