Das Potenzial der Elektroflieger
Werden wir weiterhin einmal im Jahr nach Mallorca fliegen können, möglicherweise sogar guten Gewissens? Den Ingenieuren gehen die Ideen so schnell nicht aus.
(Bild: Airbus)
- Tim Schröder
Der Flugverkehr wächst schneller als jeder andere Mobilitätsbereich – seit 1990 um sage und schreibe 240 Prozent. In Deutschland stiegen im ersten Halbjahr 2019 sogar mehr Menschen ins Flugzeug als je zuvor. Insgesamt ist die Luftfahrt weltweit für rund fünf Prozent der Klimaerwärmung verantwortlich. Angesichts dieser Daten stellt sich die Frage, ob man jemals mit gutem Gewissen wird fliegen können. Luftfahrtexperten halten das für möglich, unter anderem durch Elektro- und Hybridantriebe, wie das Magazin Technology Review in seiner aktuellen November-Ausgabe 11/2019 meldet (jetzt am Kiosk).
Bis 1000 Kilometer lohnt sich E-Antrieb
Yves Robin Berweger und Lukas Fabian Aeschlimann von der Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften haben das Potenzial alternativer Antriebe untersucht. Ihr Fazit: Auf Kurzstrecken bis etwa 1.000 Kilometer könne "das Gewicht der Akkus so gering gehalten werden, dass sich ein Elektroantrieb lohnt", sagt Maschinenbauingenieur Berweger. 1.000 Kilometer klingen recht unbedeutend. Doch tatsächlich machen solche Flüge weltweit rund 60 Prozent des Flugverkehrs aus.
Heute werden diese Kurzstrecken meist von Jets bedient, die auf eine Reichweite von 3.000 bis 4.000 Kilometern ausgelegt sind. Damit sind diese Flieger überdimensioniert – und zu groß für alternative Antriebe. "Die im Regionalverkehr eingesetzten Flugzeuge müssen also kleiner werden", sagt Georg Möhlenkamp, Leiter des Lehrstuhls Leistungselektronik und Antriebssysteme an der TU Cottbus. "Hier steckt das große Potenzial für die alternativen Antriebe."
Zu diesen Antrieben zählen auch Wasserstoff-Brennstoffzellen. Bisher waren sie eher ein Thema für die Forschung, aber einige Start-ups arbeiten an praxistauglichen Konzepten. ZeroAvia etwa will ab 2022 Antriebsstränge für Jets mit bis zu 20 Sitzen und 800 Kilometern Reichweite auf den Markt bringen. Daneben sind kleine Regionaljets mit Hybridantrieben interessant: Ein mit Kerosin betriebener Generator im Flugzeugrumpf erzeugt Strom für Elektro-Propeller. Der Vorteil: Ein solcher Generator kann immer mit der optimalen Drehzahl laufen, wodurch sich der Treibstoffverbrauch reduziert. Und die Akkus lassen sich schon am Boden laden, um beim Start zusätzliche Energie zu liefern. Im Verbundprojekt "E-Fan X" statten Airbus und Rolls-Royce ein kleines Verkehrsflugzeug mit einem Hybridantrieb aus. Damit wollen die Hersteller zunächst testen, wie gut die Komponenten zusammenspielen.
Schon heute von der Stange
"Wir gehen davon aus, dass in 20 Jahren erste kleinere Regionaljets mit einem Hybridantrieb und bis zu 100 Sitzplätzen unterwegs sein werden", sagt Georg Möhlenkamp. Die Technik sei heute bereits verfügbar – doch brauche die Lizenzierung neuer Komponenten wegen der hohen Sicherheitsstandards in der Luftfahrt ihre Zeit.
Ein Hybridantrieb ist für Klaus Höschler, Professor für Flug-Triebwerksdesign an der TU Cottbus, auch deshalb interessant, weil man sich damit vom klassischen Flugzeugdesign verabschieden könne. Der Antrieb könne im Rumpf verschwinden, die Elektropropeller ließen sich fast beliebig über das Flugzeug verteilen – und damit auch den Lärm senken. In Europa existieren zahlreiche kleine Flugplätze, die aus Lärmschutzgründen bisher nicht für den kommerziellen Luftverkehr zugelassen sind. Mit solchen Maschinen wäre reger Regionalverkehr zwischen kleinen Flugplätzen möglich.
Schon heute kann man Elektroflugzeuge von der Stange kaufen. Die slowenische Firma Pipistrel zum Beispiel verkauft schon seit längerer Zeit kleine zweisitzige Propellerflugzeuge. Die werden aber meist von Privatleuten oder Geschäftskunden genutzt. Doch macht dieses Segment weltweit gerade einmal etwa zwei Prozent des Flugverkehrs aus. Klaus Höschler sieht eher einen Bedarf für "kleine Elektroflugzeuge mit um die zehn Sitzplätze oder hybrid angetriebene Flugzeuge mit bis zu 50 Sitzplätzen, die geringe Distanzen von wenigen Hundert Kilometern bedienen könnten".
In dieses Segment will die israelische Firma Eviation vorstoßen. 2019 hat sie den Prototyp ihres E-Fliegers Alice auf der Pariser Luftfahrtschau vorgestellt. Er soll künftig bis zu neun Passagiere rund 1.000 Kilometer weit transportieren. Höschler: "Hinzu kommen heute weltweit rund 200 Projekte allein im Bereich der Flugtaxis mit vielen kreativen, jungen Leuten. Da werden viele revolutionäre Ideen zusammenkommen, die sich auch auf größere Flugzeuge übertragen lassen."
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(grh)
