Frischer Aufwind im elektrischen Flugverkehr

Frischer Aufwind im elektrischen Flugverkehr

Am 30. Oktober 2019 absolvierte die RX4E, Chinas erstes elektrisch angetriebenes Viersitzer-Flugzeug, ihren erfolgreichen Erstflug über Shenyang. Das am Liaoning General Aviation Research Institute der Shenyang University of Aeronautics and Astronautics entwickelte Flugzeug hat bewiesen, dass elektrisch angetriebenes Fliegen möglich ist, aber wird diese Technologie jemals leistungsstark genug für die Güterbeförderung sein? In diesem Artikel untersucht Darren Halford, Direktor bei EU Automation, dem Zulieferer für Automatisierungsausrüstung, das Potenzial von Elektroflugzeugen für den Einsatz in der Luftfracht.

Laut Angaben des EU-Emissionshandelssystems ist die Luftfahrt für etwa drei Prozent der gesamten Treibhausgasemissionen der Europäischen Union und für mehr als zwei Prozent der weltweiten Emissionen verantwortlich. Allerdings ist abzusehen, dass dieses Problem in Zukunft noch weiter wachsen wird. Die Internationale Zivilluftfahrtorganisation (International Civil Aviation Organisation, ICAO) prognostiziert ausgehend von der bereits nach oben korrigierten Vorhersage für 2020, dass die Emissionen um weitere 300 bis 700 Prozent ansteigen könnten. In Bezug auf die Verringerung des Anteils dieser Branche an den weltweiten Emissionen sind elektrisch angetriebene Flugzeuge, auch wenn sie noch in den Kinderschuhen stecken, ein vielversprechender Ansatz. Allerdings gilt es angesichts der 62,5 Millionen Tonnen an Gütern, die 2018 per Luftfracht transportiert wurden, zu bedenken, wie die Technologie verbessert werden kann, damit sie auch in der Lage ist, einen signifikanten Beitrag zu leisten.

Die wohl bedeutendste Hürde für den Einsatz elektrisch angetriebener Flugzeuge zum Gütertransport
 ist die Leistungsfähigkeit der aktuell verwendeten Batterien. Für Langstreckenflüge, die große Lastenbefördern sollten, brauchen Flugzeuge modernste Batterien und Elektromotoren mit mit einem optimalen Masse-Leistungs-Verhältnis.

Batterien, die für den Antrieb von Elektroflugzeugen genutzt werden, müssen ein sehr geringes Gewicht aufweisen, langlebig sein und über ein hervorragendes Kühlsystem verfügen, damit eine stabile Temperatur aufrechterhalten werden kann. Techniker konzentrieren sich vor allem auf die Lithium-Ionen-Batterie, da sie wiederaufladbar und wartungsarm ist und sich durch eine hohe Energiedichte auszeichnet. Heute liegt die Grenze der Energiedichte bei lediglich 250 Wattstunden pro Kilogramm, was ihren Einsatz auf Kurzstreckenflüge mit wenig Gewicht limitiert. Darüber hinaus können solche Batterien überhitzen und bei hohen Spannungen Schäden davontragen.

Leistungsstärkere Lithium-Ionen-Batterien sind zwar schon heute in Entwicklung, doch es kann noch Jahre, wenn nicht Jahrzehnte dauern, bis sie kommerziell verfügbar sind.

Warum nicht eine Hybridlösung?
Laut Kevin Noertker, dem Mitgründer und Vorsitzenden von Ampaire, einem Pionierunternehmen im Bereich der elektrischen Luftfahrt, besteht die beste Lösung momentan im Einsatz von Hybrid-Flugzeugtriebwerken, bei denen herkömmliche Verbrennungsmotoren und Elektromotoren mit Batterie in Kombination genutzt werden.

Auch Wasserstoff wird als emissionsneutrale Antriebsalternative in Betracht gezogen. Im Rahmen eines durch die britische Regierung unterstützten Projekts namens ZeroAvia wird ein in Kalifornien ansässiges Unternehmen mit Spezialisierung auf Wasserstoff als Treibstoff den Versuch starten, ein sechssitziges Flugzeug über eine Entfernung von bis zu 300 Seemeilen (über 550 Kilometer) ausschließlich mit Wasserstoffantrieb zu fliegen. Val Miftakhov, Gründer und CEO von ZeroAvia, sieht in der Wasserstoff-Brennstoffzelle, die eine hohe Energiedichte bietet und als Abfallprodukt lediglich Wasser produziert, eine potenzielle Alternative zu fossilen Brennstoffen.

Es ist also recht unwahrscheinlich, dass wir in der näheren Zukunft elektrisch angetriebene Flugzeuge in der Luftfracht einsetzen werden, doch schon heute können Hybrid-Lösungen dazu beitragen, die Klimabilanz dieser Branche zu verbessern.

Weitere Informationen zu Technologien, die die Herstellung im Luft- und Raumfahrtsektor in Zukunft revolutionieren werden, finden Sie auf www.euautomation.com/uk/automated.

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