So bereitet sich die Luftfahrtindustrie auf das emissionsfreie Fliegen vor

Auf der Pariser Air Show überbieten sich Anbieter mit Ideen und Initiativen zum klimaneutralen Luftverkehr. Doch die Hürden sind gewaltig.

Wenn die Paris Air Show in Le Bourget ein Thema hat, dann ist es der fast schon systemimmanente Konflikt zwischen Fliegen und Klimaschutz. In der Vergangenheit konnten die großen Flugzeughersteller noch mit emissionsarmem Gerät kokettieren. Inzwischen haben sie verstanden, dass es bitterer Ernst ist. Aus einem Spielfeld muss ein seriöses Standbein werden.

Das Umdenken hat begonnen, das zeigt sich in Le Bourget. Die Technikchefs (CTOs) der sieben größten Industrieunternehmen aus der Branche wollen künftig kooperieren, um „Flugzeuge, Motoren und Technologie zu entwickeln, die den Kraftstoffverbrauch senken und die CO2-Emissionen mindern“. Mit dabei sind die Erzkonkurrenten Airbus, Boeing und Dassault, und mit GE, Rolls Royce, Safran und United Technologies (Mutter von Pratt & Whitney) auch die führenden Motorenhersteller.

Seit Jahresbeginn hat das Thema neue Mobilität an Schwung gewonnen, besonders im Zusammenhang mit dem Ziel, die CO2-Emissionen zu reduzieren. Die Experten der US-Investmentbank Jefferies warnen, das von dem Thema Umwelt eine erhebliche „Ansteckungsgefahr“ und eine zunehmende Unsicherheit ausgehe.

Die CTOs stellen sich ausdrücklich hinter das Ziel, die CO2-Emissionen des Luftverkehrs bis 2050 auf die Hälfte des Werts von 2005 zu senken, trotz der rapiden Wachstumsraten. Schon in den nächsten zwei Jahrzehnten wird sich die Zahl der kommerziellen Zivilflugzeuge voraussichtlich auf rund 40.000 verdoppeln.

Vieles wird versucht. Das israelische Unternehmen Eviation etwa stellt in Le Bourget sein vollelektrisches Regionalflugzeug Alice vor. Neun Personen kann es 650 Meilen weit fliegen und viele Städteverbindungen in Europa, den USA oder Asien abdecken. Schon 2022 soll die Auslieferung beginnen.

United Technologies präsentiert Pläne für einen Hybridantrieb. Elektromotoren sollen die klassischen Triebwerke ergänzen. 2020 soll „Project 804“ abheben, ein modifizierter Dash-Regionalflieger von Bombardier. Ein Turboprop-Motor wird durch ein E-Aggregat ergänzt. Dort, wo heute Gepäck transportiert wird, finden Batterien Platz.

Die technische Herausforderung ist die Leistungsdichte der Motoren. Spitze sind derzeit 500 Kilowatt je Kilogramm. Das Project 804 soll aber ein Megawatt schaffen. Ergänze man beide Turboprop-Motoren durch elektrische, könne man „30 Prozent der CO2-Emissionen einsparen“, sagt Technologiechef Paul Eremenko.

Die Grundidee: Im Steigflug, bei dem viel Leistung verlangt wird und viel Schadstoffe in die Luft gepustet werden, schalten sich die Elektromotoren zu und verzehren die gesamte Batterieladung. Die wird dann erst nach der Landung wieder aufgefüllt.

Zehn Jahre weiter sieht Eremenko sogar ein Flugzeug in der Größenklasse der A320 oder Boeing 737 mit Elektromotoren und einer Leistungsdichte von zehn Megawatt. Die Stromversorgung soll auf 1000 Volt ausgelegt sein. Schon bei 48 Volt-Anlagen im Auto bekommen manche Wartungstechniker kalte Füße.

Überall wird an dem Thema gearbeitet. Der britische Triebwerkshersteller Rolls Royce übernimmt zum Jahresende von Siemens die Entwicklung elektrischer Flugzeugmotoren. Der Triebwerkshersteller MTU wiederum beteiligt sich an dem Aachener Flugtaxi-Entwickler e.SAT, der auch an Hybrid-Antrieben arbeitet.

Doch Experten warnen beim Thema elektrische oder elektro-hybride Flugzeugantriebe vor Euphorie. Bjorn Fehrm, Technikexperte des Luftfahrt-Informationsdienstleisters Leeham, sieht wesentliche Unterschiede zum Auto, wo beide Technologien funktionieren. Bei jedem Abbremsen werde die Energie quasi weggeworfen, die vorher zum Beschleunigen investiert werden musste. Moderne elektrische Autos würden die Energie beim Bremsen wieder auffangen. In einem Flugzeug sei das nicht möglich. „Alle Energie wird hier dazu benötigt, den Luftwiderstand zu überwinden.“ Selbst bei der Landung sei das der Fall.

Flugzeuge sind beim Gewicht sehr sensibel

In der Konsequenz heißt das: Elektrische Flugzeuge brauchen viel Batterieleistung, was wiederum viel Gewicht bedeutet. „Ein Flugzeug ist beim Thema Gewicht sehr sensibel, ein Auto ist es nicht“, so Fehrm. Selbst elektrisch-hybride Antriebe stoßen an dieser Stelle auf große Herausforderungen, so Fehrm.

Zudem müsse sich ein elektrisch-hybrider Antrieb der Konkurrenz der klassischen Antriebe stellen. Das sei eine Herausforderung, denn die Turbofan-Motoren würden immer effizienter. Und sauberer, wie sich in Le Bourget in der Halle des Paris Air Lab zeigt. Unter dem Flügel einer Concorde – als Überschallflieger Symbol der Energieverschwendung, aber immer noch gut anzusehen – zeigt ein Firmenkonsortium seine Forschungsergebnisse.

Holzspäne, gelbliche und grünliche Flüssigkeiten, aber auch eine farblose, die Kerosin-Qualität erreicht. „Den Kerosin-Ersatz können wir aus Holzabfällen oder aus einer Pflanze gewinnen, die landläufig als Unkraut gilt“, sagt ein Ingenieur von Safran. „Damit tritt der Anbau nicht in Konkurrenz zur Bodennutzung für die tierische oder menschliche Ernährung.“ Über den gesamten Produktionszyklus hinweg werde 60 Prozent weniger CO2 freigesetzt. Aber der Franzose weist auch auf den Nachteil hin: „Das alternative Kerosin ist noch dreimal so teuer wie eines, das aus Erdöl gewonnen wird.“

Hier beißt sich die Katze in den Schwanz: Weil alternatives Kerosin teuer ist, wird es nicht hergestellt. Weil deshalb die Menge fehlt, bleibt es teuer. Steuerlich begünstigen kann man es nicht, weil Flugbenzin nicht besteuert wird. Was den Mitarbeiter eines Motorenherstellers zu einem ungewöhnlichen Vorschlag führt: „Besteuert konventionelles Kerosin, dann hat das „grüne“ Kerosin eine Chance!“

Selbst wenn man alle heute bekannten Ansätze zusammennimmt, kommt man noch nicht auf eine radikale Wende. Die 50-Prozent-Senkung bis 2050 ist noch nicht plausibel hinterlegt. „Mein Traum ist es, dass (die schwedische Klima-Aktivistin) Greta Thunberg in ein paar Jahren in ein emissionsfreies Flugzeug steigt“, sagte Airbus-CTO Grazia Vittadini kürzlich. Noch sieht man nicht, wie dieser Traum Wirklichkeit werden könnte.

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