Airbus plant Wasserstoff-Flugzeug bis 2035

2035 soll das erste komplett mit Wasserstoff angetriebene, kommerziell betriebene Passagierflugzeug abheben – so zumindest die Pläne des europäischen Flugzeugbauer Airbus. Unter den Codenamen „ZEROe“ – was abgekürzt für null Emissionen steht – hat CEO Guillaume Faury kürzlich gleich drei Konzepte vorgestellt. Es handelt sich um Designs für verschiedene CO₂-emissionsfreie Flugzeuge, die für den Linienbetrieb ausgelegt sein sollen. Der Konzern will mit einem der Ansätze in den kommenden Jahren die Weichen für die Dekarbonisierung der Luftfahrt stellen.

Reichweite bis 3700 Kilometer

Mit seinen „ZEROe“-Plänen geht der aktuell weltgrößte Flugzeugbauer jetzt einen großen Schritt. „Dies ist ein historischer Moment für den gesamten kommerziellen Luftfahrtsektor und wir beabsichtigen, eine führende Rolle beim wichtigsten Übergang zu spielen, den diese Branche je erlebt hat“, kündigte Airbus-Chef Guillaume Faury an. Bei dem Konzept hat sein Unternehmen mit dem Triebwerkshersteller Safran, dem Gemeinschaftsunternehmen der beiden, der ArianeGroup, und dem französischen Luftfahrtforschungsinstitut Onera kooperiert.

Das Ergebnis sind drei Designs: Das erste Flugzeug soll mit einem modifizierten Mantelstromtriebwerk ausgestattet sein. In seiner Form ähnelte es damit modernen Passagiermaschinen. Die Wasserstofftanks befänden sich im hinteren Bereich. 120 bis 200 Reisende soll der Jet rund 3700 Kilometer weit befördern können. Zum Vergleich: Ein Airbus A320 hat eine Reichweite von 5500 Kilometern. Die zweite Option ist eine Maschine mit einer Propellerturbine, die ebenfalls mit Wasserstoff angetrieben wird, und bis zu 100 Menschen über 1000 Kilometer weit fliegen können soll. Am futuristischsten mutet der dritte Vorschlag an, der „Blended Wing Body“, der an einen großen Flügel erinnert. Er böte 200 Passagieren Platz und hätte ebenfalls eine Reichweite von 3700 Kilometern.

Gelder aus Corona-Hilfsprogramm

Für die Entwicklung stehen dem Konzern unter anderem Gelder aus dem 15 Milliarden Euro schweren Hilfsprogramm der französischen Regierung für die Luftfahrt in der Corona-Krise zur Verfügung. Eine Bedingung dabei ist, bis zum Jahr 2035 den Wechsel auf Wasserstoffantrieb einzuleiten. Auch in der Nationalen Wasserstoffstrategie in Frankreich sind Mittel in Milliardenhöhe für die Erforschung von Technologien und den Ausbau einer Wasserstoffwirtschaft vorgesehen.

Der Zeitraum von 15 Jahren zur Umsetzung des Vorhabens ist dabei durchaus ambitioniert gewählt. Es reicht nämlich nicht aus, einfach bestehende Flugzeuge mit Wasserstofftanks, Brennstoffzelle oder modifizierten Turbinen auszurüsten. Denn flüssiger Wasserstoff benötigt bei gleichem Gewicht einen viermal so großen Tank wie Kerosin. Außerdem muss er auf minus 253 Grad Celsius gekühlt und stark komprimiert werden. Deshalb muss das Design der Wasserstoffflugzeuge von Grund auf neu entwickelt werden – mit viel Platz für die Spezialtanks.

Der Umstieg auf neue, klimafreundlichere Antriebstechnologien ist allerdings eine Aufgabe, die die gesamte Branche lösen muss. Laut der Internationalen Energieagentur (IEA) ist der Luftverkehr für 2,8 Prozent der weltweiten CO₂– Emissionen aus fossilen Brennstoffen verantwortlich. Um die Pariser Klimaziele zu erreichen, sind daher auch Flugzeughersteller, Airlines und Flughäfen gefragt. Sie müssen neue, emissionsärmere Modelle und Technologien entwickeln, ihre Flotten modernisieren und die benötigte Infrastruktur für die Verkehrswende in der Luft schaffen.

Mehrere Einsatzmöglichkeiten für Wasserstoff

 Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) geht davon aus, dass Power-to-X-Technologien dabei eine Schlüsselrolle spielen werden. Denn Wasserstoff lässt sich auf verschiedene Arten zum Antrieb von Flugzeugen nutzen: In umgerüsteten Gasturbinen kann der Kraftstoff direkt verbrannt werden. Brennstoffzellen können ihn in elektrische Energie umwandeln, um Elektromotoren anzutreiben. In Kombination mit CO₂ kann damit zudem synthetisches Kerosin produziert werden.

Ganz neu ist die Idee übrigens nicht: Bereits in den 1980er-Jahren rüstete die Sowjetunion ein Passagierflugzeug des Typs Topulev auf Wasserstoff um. Nach der Ölkrise wollte die Regierung unabhängiger von Erdöl werden. Die Maschine absolvierte erfolgreich zahlreiche Testflüge, das Projekt wurde allerdings nicht weiterverfolgt.

Erneuerbaren-Quote für Kraftstoffe geplant

Im Zuge der Energiewende erhöht die Europäische Union nun den Druck auf die Beteiligten, die Technologien zur Marktreife zu bringen. Denn bis 2030 soll der Anteil Erneuerbarer Energien im gesamten Verkehrssektor bei 14 Prozent liegen – 2019 betrug der Anteil lediglich rund acht Prozent.

Auch die deutsche Regierung plant eine Erneuerbaren-Quote für Kerosin. 2026 sollen 0,5 Prozent des Flugzeugkraftstoffs auf Wasserstoffbasis kommen beziehungsweise mit Erneuerbaren Energien produziert worden sein. 2028 soll der Anteil bei einem Prozent liegen, 2030 bei zwei Prozent. Das sieht ein aktueller Gesetzesentwurf von Umweltministerin Svenja Schulze vor.

Darin heißt es außerdem, dass die Kraftstoffe „nicht biogenen Ursprungs“ sein sollen. Biokerosin, das wie Biokraftstoffe aus Pflanzen gewonnen wird und das zum Beispiel die Lufthansa bereits getestet hat, darf also nicht eingesetzt werden, um den vorgeschriebenen Anteil zu erreichen. Bei der Verabschiedung der Nationalen Wasserstoffstrategie im Frühsommer 2020 war noch keine feste Quote für alternative Antriebsstoffe festgelegt , sondern nur als Prüfauftrag formuliert worden.

Elektroantriebe mit Startschwierigkeiten

 Noch in den Kinderschuhen steckt eine weitere Technologie: Obwohl es technisch bereits möglich ist, Flugzeuge mit Elektroantrieb zu bauen, stehen die Hersteller vor noch größeren Problemen als zum Beispiel Autobauer: Die Reichweite der bisherigen Prototypen ist sehr gering, die Akkus dafür extrem schwer. Da jedes Gramm mit hohem Energieaufwand in die Höhe gebracht werden muss, sind E-Flugzeuge von Praxistauglichkeit weit entfernt.

Es gibt also bereits Ansätze, die Energiewende in der Luftfahrt voranzutreiben. Durch nationale Wasserstoffstrategien wie sie Deutschland und zuletzt Frankreich vorgestellt haben, wird das Thema zudem von politischer Ebene aus unterstützt. Guillaume Faury ist zuversichtlich: „Zusammen können wir uns der Herausforderung stellen, Erneuerbare Energien und Wasserstoff für die nachhaltige Zukunft der Luftfahrtindustrie in großem Maßstab zu nutzen.“