Wasserstoff, Brennstoffzelle: So sieht Airbus eine CO2-freie Zukunft

G.uillaume Faury steht unter Druck. Der Chef des Flugzeugherstellers Airbus hat gerade seine Mitarbeiter darüber informiert, dass aufgrund des Zusammenbruchs der Luftfahrt nach der Corona-Krise auch Entlassungen nicht ausgeschlossen werden können. Aber es gibt immer noch ein großes Problem – für die Zeit nach Corona.

Je mehr Flugzeuge abheben, desto mehr Aufmerksamkeit wird ihrem Beitrag zum Klimawandel gewidmet. Faury muss eine Antwort finden, wenn es eines Tages kein Flugverbot gibt. Seine Idee: Neue Airbus-Modelle können durch die Verwendung von Wasserstoff anstelle von Kerosin zu grünen Flugzeugen werden.

Faury hat angekündigt, dass Airbus bis 2035 ein emissionsfreies Flugzeug haben wird, also ohne schädlichen CO₂-Ausgabe, wird zur Verfügung stellen. Zu diesem Zweck würden verschiedene Technologiepfade untersucht und erste Demonstrationsmodelle erstellt, wie Prototyp-Vorläufer genannt würden.

Auf einen Tag ohne Emissionen Der Flugzeughersteller wird am kommenden Montag seine Wasserstoffstrategie vorstellen. Laut Branchenkreisen wurde außerdem der Bau von Demonstratoren angekündigt, beispielsweise für ein Kurzstreckenmodell mit einer Wasserstoffbrennstoffzelle zur Stromerzeugung für einen elektrischen Antrieb.

Lesen Sie auch

„Wir prüfen alle Wasserstoffoptionen“, erklärt Airbus-Manager Glenn Llewellyn kurz vor der Präsentation. Um das Gas für emissionsfreie Technologie, auch für größere Flugzeuge, zu nutzen, wird die ideale Lösung gesucht. Airbus nennt Wasserstoff einen möglichen „Game Changer“, der die Formel „Fliegen trägt zur globalen Erwärmung“ beseitigen sollte.

Es geht um die zukünftige Antriebstechnologie, die die Nachfolgegenerationen der derzeit meistverkauften A320-Flugzeuge und mit dem Airbus einen technologischen Vorsprung herausholen wird. Boeing erreichen wollen. Der Flugzeughersteller kann auch staatliche Unterstützungspakete aus Deutschland und Frankreich nutzen, die den Einsatz von Wasserstoff fördern.

Es sind jedoch noch viele Hürden zu überwinden, bevor Passagiere im Wasserstoffjet einer Fluggesellschaft sitzen können. Es ist auch ein Milliarden-Dollar-Glücksspiel, ob es niemals hocheffiziente Hochleistungsbatterien geben wird.

Die Wissenschaft stimmt zu, dass der Flugverkehr etwa 2,5 Prozent der vom Menschen verursachten CO2-Emissionen ausmacht. Mit mehr Flugzeugen könnte sich dieser Anteil jedoch in den kommenden Jahrzehnten verdoppeln.

Es gibt auch ein Dilemma. CO₂, das Treibhausgas Kohlendioxid, ist nicht der einzige Schadstoff. Hinzu kommen Stickoxidemissionen, Wasserdampf und der daraus resultierende Kondensstreifenzirrus, d. H. Eiskristallwolken, sowie Aerosoleffekte, die zum Treibhauseffekt beitragen. Dies bedeutet, dass der Beitrag zur globalen Erwärmung größer ist als reines CO allein₂-Ein Teil von.

In einer Studie der Manchester Metropolitan University, an der auch das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) beteiligt war, wurde der Beitrag der Luftfahrt zur globalen Erwärmung kürzlich auf 3,5 Prozent geschätzt. Alle Akteure der Branche sind sich einig, dass etwas getan werden muss, und Airbus-Chef Faury hat den Ehrgeiz, beim nachhaltigen Fliegen eine Vorreiterrolle einzunehmen.

Lesen Sie auch

Die Verwendung von Wasserstoff wäre eine Lösung. Es gibt verschiedene Szenarien: In herkömmlichen Flugzeugtriebwerken kann auch reiner Wasserstoff verwendet werden, so dass kein CO entsteht₂ entsteht. Das Flugzeug müsste jedoch massiv umgebaut und die Triebwerke angepasst werden.

Die wahrscheinlichste Lösung besteht darin, Wasserstoff in Brennstoffzellen zur Stromerzeugung zu verwenden, der wiederum Elektromotoren für den Flugzeugantrieb antreibt. Im Wesentlichen wäre es eine Alternative zu schweren Batterien in einem Elektroflugzeug. Hybridformen mit Brennstoffzellen und Batterien sind ebenfalls möglich.

Mit Elektromotoren wären dann völlig neue Flugzeugkonfigurationen möglich. Anstelle von zwei großen Motoren unter den Tragflächen wären viele Elektromotoren, möglicherweise sogar in die Tragflächen integriert, wahrscheinlicher.

Ein weiteres Anwendungsgebiet könnte der sogenannte grüne Wasserstoff sein, der aus regenerativer Energie erzeugt und dann zur Herstellung von synthetischem Kraftstoff verwendet wird. Airbus-Chef Faury will entscheiden, welchen Technologiepfad sie um 2025 wählen werden.

Wasserstoff und die logistischen Probleme

Die möglichen Anwendungen klingen vielversprechend, aber es gibt immer noch enorme Herausforderungen und sogar Nachteile. Wasserstoff braucht ein sehr großes Volumen. Das Gas müsste daher in gut isolierten Tanks unter hohem Druck im Flugzeug und in flüssiger Form bei minus 252 Grad Celsius transportiert werden.

Es gibt auch große logistische Probleme. Derzeit tanken Flugzeuge ihr Kerosin an jedem größeren Flughafen auf, und der Treibstoff kann problemlos in Tankschiffen transportiert werden. An den Flughäfen gibt es noch keine Wasserstoffinfrastruktur.

Es stellt sich auch die Frage, wie der Wasserstoff selbst erzeugt wird. Darüber hinaus glauben Experten, dass die Verbrennung von Wasserstoff als Ersatz für Kerosin in herkömmlichen Motoren noch größere Kondensstreifen erzeugt. Dies kann jedoch durch niedrigere Höhen verringert werden.

Kerosin ist viel billiger als Wasserstoff

Kerosin ist außerdem erheblich billiger, einfacher zu handhaben und einfacher herzustellen. Laut DLR-Wissenschaftler Björn Nagel „ist es technisch möglich, in etwa zehn Jahren ein Regionalflugzeug auf Wasserstoffbasis zu entwickeln.“

Dann schreibt er: „Es ist entscheidend, die wirtschaftlichen Voraussetzungen dafür zu schaffen, dass klimaneutrales Fliegen mit dem Fliegen mit Kerosin konkurrenzfähig wird.“ Grüner Wasserstoff wird in Zukunft wahrscheinlich auch teurer sein als Kerosin.

Industrie weist darauf hin, dass mehr als 40 Prozent des aktuellen CO₂-Emissionen finden auf Strecken von weniger als 2000 Kilometern statt. Diese Strecken könnten mit der Wasserstoff-Brennstoffzellentechnologie emissionsfrei betrieben werden.

Lesen Sie auch

Es ist seit langem bewiesen, dass ein Wasserstoff-Brennstoffzellenflugzeug mit elektrischem Antrieb im Prinzip funktioniert. 2016 startete das weltweit erste viersitzige Testpassagierflugzeug, das Hy4-Modell, mit dieser Technologie vom Flughafen Stuttgart.

Wissenschaftler des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) haben den Antriebsstrang des Flugzeugs entwickelt. Jetzt muss alles ein paar Größen größer ausprobiert werden.