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Oktober 29, 2019

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Elektrisches Fliegen | Die Zukunft der Luftfahrt
Elektrisches Fliegen | Die Zukunft der Luftfahrt

Wann heben elektrisch angetriebene Flugzeuge endlich ab?

Die Umweltaktivistin Greta Thunberg überquerte den Atlantik lieber auf dem Seeweg als mit dem Flugzeug, weil sie die mit Flugreisen verbundenen Emissionen vermeiden wollte. Laut der Europäischen Union ist der Flugverkehr für etwa drei Prozent aller anthropogenen Kohlendioxidemissionen verantwortlich, und dieser Anteil wird angesichts der erwarteten Verdoppelung des Luftverkehrswachstums in den nächsten zwanzig Jahren nur noch weiter steigen.

Weltweit heben jede Minute 84 Flüge von der Piste ab und im Jahr 2018 fanden mehr als vier Milliarden Flugreisen statt. Heutige moderne Flugzeuge arbeiten pro Passagierkilometer zwar um 80 % treibstoffsparender als die Modelle von vor 50 Jahren, doch der Luftverkehr wächst rasant. Neben den ökologischen Auswirkungen gibt es für Fluglinien jedoch eine weitere Motivation, den Umstieg auf Elektroantriebe zu vollziehen — die Kosten.

Fluglinien wenden 25 bis 50 Prozent ihrer Ausgaben für Flugzeugtreibstoff auf — das sind pro Jahr insgesamt 180 Milliarden USD — da liegt der Umstieg auf Elektroantriebe eindeutig auf der Hand. Für Passagiere könnten elektrisch angetriebene Flugzeuge günstigere Flugtickets und geräuschärmere Flugreisen bedeuten. Laut der Unternehmensberatungsgesellschaft Roland Berger stieg die Anzahl der in Entwicklung befindlichen Elektroflugzeuge im Jahr 2018 um 50 Prozent auf 170 an, und Investitionen in diesem Bereich werden in Zukunft wohl nur noch weiter ansteigen.

Was kommt als Nächstes?

Trotz des enormen Hypes rund um die elektrische Luftfahrt ist die Branche noch weit davon entfernt, kommerzielle Flüge mit Elektroantrieb flächendeckend anbieten zu können. Zurzeit ist das elektrische Fliegen auf kleine Flugzeuge und kurze Distanzen beschränkt. Eine der bedeutendsten Einschränkungen dabei ist das Gewicht der Batterien — diese haben ein wesentlich niedrigeres Verhältnis von Leistung zu Gewicht als herkömmliche Flugzeugtriebwerke und sind extrem schwer — und wir alle wissen, wie kleinlich Fluglinien beim Gewicht (von Koffern) sein können.

Durch die Verwendung innovativer Kompositmaterialien kann bei Schlüsselkomponenten bis zu 70 Prozent Gewicht eingespart werden. Eine weitere Möglichkeit, wie Hersteller das Gewicht reduzieren können, ist die Nutzung von 3D-Druckern, die Material nur dort aufbringen, wo es tatsächlich benötigt wird, und die Gitterstrukturen erzeugen können. Leichtere, bessere Flugzeuge sind ein Teil der Lösung, doch was wir wirklich brauchen, sind Batterien mit einer höheren Energiedichte.

Wer wird die Führungsrolle übernehmen?

Luftfahrtunternehmen jeder Größe arbeiten an Elektroflugzeugen. Airbus arbeitet mit Siemens und Rolls Royce zusammen, um ein hybrid-elektrische Antriebssystem für den Flugverkehr zu entwickeln. Das dabei entstandene Versuchsflugzeug verwendet zwei Elektromotoren und ermöglicht eine Flugzeit von 60 Minuten.

Ein weiteres spannendes Projekt auf diesem Gebiet ist „Alice“, das auf der Pariser Luftfahrtschau 2019 vom israelischen Unternehmen Eviation enthüllt wurde. Dieses zu 95 Prozent aus Kompositmaterialien bestehende Flugzeug soll bis zu neun Passagiere über bis zu 1046 km befördern können. Als Hauptantrieb fungieren Druckpropeller, die am Rumpfende sowie an den beiden Tragflächenspitzen angebracht sind. Die verwendeten Elektromotoren stammen von Siemens und magniX.

Das Start-up-Unternehmen Ampaire hingegen verfolgt einen etwas anderen Ansatz und entwickelt ein nachgerüstetes Elektroflugzeug mit dem Ziel, dafür bis Ende 2020 die Zulassung der US-amerikanischen Luftfahrtbehörde FAA zu erhalten. Die Reichweite dieses E-Flugzeugs wird bei etwa 160 km liegen und es wird sieben bis neun Passagiere befördern können.

Wir sind heute an einem Punkt angelangt, an dem sich die Möglichkeit für Kurz- und Mittelstreckenflüge mit Elektroflugzeugen durchaus realistisch am Horizont abzeichnet. Das wird spürbare Auswirkungen haben — Roei Ganzarski von magniX erklärt, dass jedes Jahr zwei Milliarden Flugtickets für Flugreisen unter 800 km gebucht werden. Allerdings werden laut der Air Transport Action Group etwa 80 Prozent der Kohlendioxidemissionen des Flugverkehrs durch Flüge mit einer Strecke von über 1.500 km verursacht, wir haben also noch ein ordentliches Stück Weg vor uns.

Es sieht danach aus, dass Flugzeuge mit Hybridantrieb und nicht vollständig elektrisch angetriebene Maschinen der nächste Schritt in der Luftfahrtbranche sein werden. Hybrid-Flugzeuge könnten eine Überbrückungslösung darstellen, bis die technologischen Voraussetzungen für E-Flugzeuge erfüllt sind, da diese Maschinen Kraftstoff sparen und trotzdem zahlreiche Leistungsvorteile moderner Gasturbinen oder Propellerantriebe aufweisen.

Damit E-Flugzeuge im wahrsten Sinne des Wortes durchstarten und abheben können, sind weitere Entwicklungen in den Bereichen Batterietechnologie und Flugzeugdesign notwendig. Solange müssen Umweltaktivisten wohl weiterhin mit dem Schiff reisen. Umweltbewusste Hersteller, die Ihre betrieblichen Prozesse grüner gestalten möchten, könnten sich für generalüberholte oder refabrizierte Automatisierungskomponenten entscheiden. So lassen sich im Vergleich zum Neukauf Kosten einsparen und die Menge an Komponenten reduzieren, die auf Mülldeponien landen.

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