Das Auto gilt als der Klimakiller Nummer eins, und sogar Flugzeuge stehen zunehmend in der Kritik. Ein klimaneutraler Luftverkehr ist daher das Ziel der IATA, der „International Air Transport Association“. Der Dachverband, dem 290 Fluggesellschaften angehören, will im Jahr 2050 klimaneutral sein und ist deshalb an der Entwicklung von Wasserstoff für Flugzeuge besonders interessiert. Bedingt durch die enorm hohen Kosten sind die Airlines immer bestrebt, ihren Verbrauch an Treibstoff und die damit verbundenen CO2-Emissionen zu reduzieren. Wasserstoff für Flugzeuge ist auf jeden Fall eine gute Idee, allerdings ist der Weg dorthin noch weit.
Der Verbrauch an Treibstoff steigt stetig
Während in Europa der CO2-Ausstoß seit mehr als zwölf Jahren pro Passierkilometer um rund 24 Prozent verringert wurde, wurde bei Flugreisen weltweit ein Anstieg um 16 Prozent registriert. Ein Grund für die Erhöhung sind neben den sogenannten Billigfliegern, auch die operativen und technischen Verbesserungen, die durch Effizienzgewinne erzielt wurden. Sie sorgen für ein sehr starkes Wachstum im Luftverkehr und in der Folge für eine deutlich gestiegene Zahl an Flügen. Für die IATA ist damit klar, dass es neue „revolutionäre“ Ansätze braucht, um eine Verbesserung zu erreichen. Wasserstoff für Flugzeuge wird daher seit einiger Zeit immer wieder diskutiert.
Zwei Szenarien sind möglich
Um Wasserstoff für Flugzeuge nutzbar zu machen, gibt es zwei Einsatzszenarien: Zum einen kann Wasserstoff, anstatt des sonst üblichen Kerosins, in einem Düsentriebwerk direkt verbrannt werden. Dazu müssen die Triebwerke aber zunächst an den Wasserstoff angepasst werden. Bei der Funktionsweise des Antriebs gibt es grundsätzlich keine Unterschiede. Zum anderen könnte mit der Hilfe einer Brennstoffzelle elektrische Energie gewonnen werden. Damit werden dann die Elektromotoren mit Propellern angetrieben. Bei beiden Optionen wird, da auf einen kohlenstoffbasierten Treibstoff verzichtet wird, kein schädliches CO2, sondern nur noch Wasser als Emission erzeugt.
Eine echte Herausforderung
Sicher ist Wasserstoff für Flugzeuge eine sehr gute Idee, aber aktuell gibt es noch eine Reihe von Problemen, die es zu lösen gilt. Das größte Hindernis ist, ausreichend grünen Wasserstoff zu einem wettbewerbsfähigen Preis zu produzieren. Eine weitere große Herausforderung ist die Mitnahme von Wasserstoff als geeigneten Treibstoff in Flugzeugen. Bisher wurde das flüssige Kerosin entweder in den Tragflächen oder in einem speziellen Tank unterhalb der Passagierkabine eingefüllt. Mit Wasserstoff ist so etwas nicht möglich, schon allein wegen seiner nur geringen Energiedichte. Um den Wasserstoff in ausreichenden Mengen überhaupt speichern zu können, muss dies entweder unter hohem Druck oder unter minus 250° Grad gekühlt und in flüssiger Form erfolgen.
Wasserstoff für Flugzeuge benötigt neue Tanksysteme
Damit Flugzeuge mit Wasserstoff fliegen können, müssen die Tanksysteme entsprechend ausgelegt werden. Dazu kommt, dass die Tanks für den Treibstoff zylindrisch konstruiert, ausreichend groß und vor allem druckfest sein müssen. Ausreichend Platz besteht für diese Tanks aber nur im Rumpf des Flugzeugs. Werden sie dort untergebracht, dann schrumpft aber das Platzangebot, sowohl für die Passagiere als auch für die Fracht. Falls nur kleinere Mengen an Wasserstoff getankt werden, dann wäre es vielleicht möglich, zusätzliche Behälter unter den Tragflächen zu verwenden.
Schlechte Aussichten
Vergleicht man die beiden Antriebsmöglichkeiten, den Wasserstoff und das traditionelle Kerosin direkt miteinander, dann schneidet der Wasserstoff deutlich schlechter ab. So haben Flugzeuge, die mit Wasserstoff fliegen, nicht nur eine geringere Kapazität, sondern auch eine geringere Reichweite. Außerdem ist eine komplett andere Infrastruktur und Logistik an den Flughäfen weltweit erforderlich, wenn die Flugzeuge mit Wasserstoff betankt werden müssen. Trotz aller Probleme gibt es ein großes Potenzial von Antrieben, die mit Wasserstoff funktionieren für ein nachhaltiges und damit klimafreundliches Fliegen. Die Branche hat bereits viele Studien und Versuche in Auftrag gegeben, was noch fehlt, ist die Einigung darauf, dass Flugzeuge mit Wasserstoff fliegen.
Wie sieht die weitere Entwicklung aus?
Mit Airbus hat einer der ganz großen Flugzeughersteller bereits angekündigt, dass bis zum Jahr 2035 das erste kommerzielle Passagierflugzeug emissionsfrei fliegen wird. Die Reichweite beziffert Airbus mit 3500 Kilometern und der Flieger soll 100 Passagieren Platz bieten. Ob das Unternehmen diesen Termin tatsächlich halten kann, ist jedoch mehr als fraglich. Bis dahin müssen noch viele Probleme gelöst werden, wobei der wasserstoffbasierte Antrieb nur eine dieser Aufgaben ist. Das Flugzeug selbst ist noch in der Entwicklung, daher wird zunächst mit schon existierenden kleinen Flugzeugenmodellen „geprobt“. Diese Modelle sind realistischer und werden aller Wahrscheinlichkeit nach sogar früher fertig.
Fazit
Wasserstoff für Flugzeuge – von dieser Idee sind andere Hersteller ebenfalls begeistert. So will der Unternehmen ZeroAvia schon in den nächsten Jahren ein Flugzeug mit einer Reichweite von 1000 Kilometern bauen, in dem zehn bis maximal 20 Fluggäste Platz haben. ZeroAvia konnte für seine ehrgeizigen Pläne bereits bekannte Fluggesellschaften wie United Airlines und Alaska Airlines als Investoren gewinnen.
Bild: @ depositphotos.com / aa-w
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