Start   Energie   Wasser   Arbeit   Wirtschaft   Lösung   Politik   Team   Produkt    Recycling   KFZ   Schiffe   Flugzeuge    Werbung

Welt   Schmutz   Luft    Wetter  Gewalt    Frauen   Waffen    Psychologie    Pflanzen   Tiere   Essen   Friede   Glaube    Impressum

Flugzeuge

Es gibt Alternativen:  Elektro-Flugzeug Alice und Zero e

Eviation stellt mit “Alice” das erste komplett elektrisch angetriebene Flugzeug vor. Zunächst nur für acht Personen, aber es ist ein kleines Wunder, was den israelischen Ingenieuren gelungen ist. Jetzt hat Airbus nachgezogen und den Zero e vorgestellt. Leider sind die Personenkapazitäten dieser Flieger so begrenzt wie die Reichweiten. Für ein voll-elektrisches Passagierflugzeug wie einen Airbus A320 müssten beim heutigen Stand der Technik über 50 Tonnen Batterien eingeplant werden, rechnet das DLR vor. Und selbst das würde nur für 20 Minuten Flugzeit reichen. Doch im Regionalverkehr sind sie eine echte Alternative. Ich flog schon in Flugzeugen für 120 Personen zusammen mit nur 8 Personen, da wäre solch ein Flieger optimal gewesen.

Luftschiffe

Eine wirklich alte Möglichkeit ist die Idee des Grafen Zeppelin, sie war und ist eine wunderbare Lösung und zeigt nun auch, dass diese Luftschiffe die wirtschaftlichste Lösung sind. Ein Flugzeug konventioneller Bauart ist dem Luftschiff in fast allen Bereichen weit unterlegen. Produktion, Materialkosten-verbrauch, CO²- Ausstoß. Lange galten Luftschiffe als überholt, nicht mehr konkurrenzfähig. Das aber hat sich inzwischen geändert. Denn der technische Fortschritt ermöglicht ganz neue Luftschiff-Modelle. Hinzu kommt, dass Klimaschutz und Umweltauflagen ein Umdenken auch und gerade beim Gütertransport erfordern.

Nanuq, Turtle und H2 Clipper

Solar Luftschiffe der neuen Art. Nicht mehr im Look einer Zigarre, jetzt mit einer großen Fläche und mit Photovoltaik-Paneelen ausgestattet. Sehen Sie sich das Video an. Keine Emissionen, kein Treibstoff, keine großen Landebahnen nötig, so muss die Zukunft sein. Die Nutzlast beträgt hier 30 Tonnen. entspricht ungefähr einer Anzahl von ~ 165 Personen. Dies kann insbesondere im Hinblick auf den nicht vorhandenen Verbrauch durchaus befriedigen.

Natürlich muss der Gesetzgeber den alten Weg beenden. Konventionelle Flugzeugen sollten nur noch mit besonderer Erlaubnis, zu hohen Kosten, in die Luft dürfen und das nur für eine gewisse Übergangsphase. Das klingt zunächst schwierig, aber so muss es sein. Der Gesetzgeber ist für alle Bürger verantwortlich, nicht nur für einige wenige Unternehmen, die im Übrigen ständig darauf aus sind Löhne zu senken und Mitarbeiter zu entlassen um mit den ständig steigenden Gewinnen schritt halten zu können. Er muss Prioritäten setzen. Was ist wichtiger? Die Gesundheit der Menschen, der Schutz der Menschen vor Umweltkatastrophen? Oder die, so heilige, so genannte, unternehmerische Freiheit. Ich denke, der persönliche Schutz steht vor dem Willen von Unternehmen und Investoren. Wenn ihr Treiben die Weltbevölkerung bedroht, ist ein Verbot die geeignete Maßnahme. Alles andere ist vorsätzlich fahrlässige Körperverletzung. Auch hinsichtlich der Lärmbelastung ist das Luftschiff jedem herkömmlichen Flugzeug weit überlegen. Natürlich fliegen diese Luftschiffe nicht so schnell wie die herkömmlichen CO2 Spritzen. Aber sie gefährden oder belästigen niemanden und bitte stellen Sie sich vor, Sie würden so schön über die Landschaft schweben, Glauben Sie mir, danach wollen Sie nie mehr im Flugzeug, eingequetscht wie ein Huhn in der Massentierhaltung, fliegen.  (Link zum Video über Nanuq & Co. in der Mitte des Bildes). Mit der Turtel ist ein absolutes Großraumschiff in Planung. Fragt sich nur wie es mit der Infrastruktur der Flughäfen zurecht kommen soll. 

Seitdem moderne Materialien das allmähliche Entweichen des Gases durch die Hülle verhindern, ist die Idee eines Lufttransports ohne Emissionen wieder eine attraktive Alternative zum Flugzeug. Der Grund ist einfach: Das Luftschiff bleibt wegen des Auftriebes des Gases in der Luft. Es benötigt nur Energie um voranzukommen, nicht aber um nicht abzustürzen. Also anders als ein Flugzeug, dessen Triebwerke immer einen Luftstrom um die Tragflächen erzeugen müssen.

Der H2 Clipper geht noch einen Schritt weiter als andere Projekte. Er nutzt kein Helium, sondern Wasserstoff. Wasserstoff kann explosionsartig verbrennen, doch das Gas erreicht durch sein Gewicht einen höheren Auftrieb als Helium. Bei gleicher Größe kann das Gas viel mehr Last transportieren. Und tatsächlich soll der Clipper Frachtschiffen und Zügen Konkurrenz machen: Der Clipper wird 150 Tonnen bewegen und eine Reichweite von 10.000 Kilometern haben. Mit 280 km/h geht es gemessen an Flugzeugen gemächlich voran, verglichen mit See- und Zugverkehr aber sehr schnell.

Emissions-freie Flugzeuge der Zukunft werden einen viel stärkeren Gleitanteil nutzen müssen, das wird dazu führen, dass ihr Geschwindigkeitsvorteil schrumpft. Im Gegenzug werden Luftschiffe ein immer Windgefälligeres Design und stärkere Antriebe erhalten wodurch der Geschwindigkeitsvorteil der Flugzeuge weiter schrumpfen wird. Am Ende könnte ein emissionsfreies Flugschiff entstehen, das wäre es, das sorgenfreie Fliegen wäre zurück, am besten gleich ohne einen wie die Hühner auf der Stange Frachtraum für Menschen.

Apropos emissionsfreie Flugzeuge der Zukunft... Was gibt es?

H2Fly aus Stuttgart hat die nächste Generation des Brennstoffzellensystems „H175“ angekündigt. Dabei handelt es sich um eine modular aufgebaute Antriebseinheit, die für den Einsatz in Verkehrsflugzeugen entwickelt wird.
Airbus Zwei Hybrid-Wasserstoff-Turbofan-Triebwerke sorgen für Schub. Im hinteren Rumpfbereich befindet sich der Wasserstofftank. 
Bauhaus Luftfahrt: Durch die vergrößerte Rumpfoberfläche eines Wasserstoffflugzeuges ergibt sich ein synergetisches Einsparpotenzial bei Anwendung eines Rumpfpropulsors.

Für die Mittel- und Langstrecke stellt sich Airbus etwa ein Wasserstoffbetriebes Turbofan-Konzept vor. Modifizierte Triebwerke sollen das flüchtige Gas direkt verbrennen. Laut Airbus könnte dieser Flieger ab 2035 in Dienst gehen. Was bei der Konstruktion erst bei genauerem Hinsehen ins Auge fällt: Im hinteren Rumpfbereich haben die H2-Flieger keine Fenster. Dort befindet sich der Wasserstofftank. Der Grund dafür: Wasserstoff hat bei gleichem Energieinhalt, auch auf minus 253 Grad Celsius tiefgekühlt und damit flüssig ist, noch ein viermal so großes Volumen wie herkömmliches Kerosin. In den Tragflächen, wo sich heute die Kerosintanks befinden, ist daher einfach nicht mehr genug Platz für Wasserstoff. Diese Einschränkung gilt ebenso für wasserstoffbasierte Antriebe, die auf Brennstoffzellen setzen wie H2Fly. Über den größeren Platzbedarf hinaus ist bei einem Flüssigwasserstofftank wegen der im Vergleich zu Kerosintanks höheren Drücke zudem kugel- oder zylinderförmige Bauweisen nötig. Um eine ähnliche Anzahl von Passagieren befördern zu können, müssen Wasserstoffbetriebe Flugzeuge somit entweder länger werden oder größere Rumpfdurchmesser aufweisen.

Denkbar ist auch die Aufteilung auf mehrere kleine Tanks oder die Kombination eines größeren H2-Speichertanks mit vergleichsweise niedrigem Druck und einem kleineren Hochdrucktank. Für Langstrecken- und Ultra-Langstreckenflüge werde aber auch ein einzelner Tank trotz des üblicherweise eingesetzten Leichtmetall Aluminium so groß und schwer, dass sich der Einsatz von flüssigem Wasserstoff nicht mehr wirtschaftlich rechnet, man hätte dann nur noch Platz für den Tank und keinen Platz mehr für die Passagiere.

Die Wasserstoffturbine Wasserstoff direkt verbrennen

Im Februar erhielt Pratt & Whitney vom US-Energieministerium den Zuschlag für die Entwicklung eines Wasserstoffantriebs für die kommerzielle Luftfahrt. Das 24-monatige Projekt unter dem Namen Hydrogen Steam Injected, Inter-Cooled Turbine Engine (HySIITE) ist der erste Baustein für ein Triebwerk für die nächste Narrowbody-Generation. Bei entsprechender Finanzierung und einem passenden Flugzeugprogramm könnte es um 2035 marktreif sein. Als Treibstoff soll flüssiger Wasserstoff anstelle von Kerosin direkt verbrannt werden. Bei der Verbrennung von Wasserstoff entsteht zwar kein CO2. Allerdings verbrennt es bei höheren Temperaturen als Kerosin, dadurch steigen die ebenfalls unerwünschten NOx-Emissionen. Diesem Problem will Pratt & Whitney mit einer neuartigen Brennkammer begegnen, die über eine Dampfeinspritzung verfügt.

Rolls-Royce will ebenso mitmachen beim Wasserstoff-Hype. Der britische Luxusautohersteller steckt mitten in der Entwicklung einer Wasserstoff-Turbine, die zukünftig kleine bis mittelgroße Flugzeuge in der Luft halten soll.

Mit Wasserstoff in die Zukunft?

Wasserstoff hat das Potenzial, die Emissionen der Luftfahrt auf ein Minimum zu reduzieren und einen Großteil der künftigen Flugzeug-Flotte sogar nahezu emissionsfreie fliegen zu lassen. MTU sieht in diesem Zusammenhang grundsätzlich drei Möglichkeiten der Nutzung des flüchtigen Gases:

Drop-in-fähige nachhaltige, alternative Kraftstoffe auf Basis von Wasserstoff (Sustainable Aviation Fuels, kurz SAFs), die beispielsweise mit dem Power-to- oder Sun-to-Liquid-Verfahren hergestellt werden, können sofort in bestehenden Flugzeugen und Triebwerken verwendet werden.

Ebenfalls schnell umgesetzt werden könnte die direkte Verbrennung von flüssigem Wasserstoff in Fluggasturbinen. Dazu müsste das Triebwerk – insbesondere die Brennkammer – angepasst werden. Das könnte in wenigen Jahren erreichbar sein, so die MTU-Einschätzung.

Langfristig setzt die MTU auf eine dritte Nutzungsmöglichkeit von Wasserstoff: seine Wandlung in elektrische Energie mittels einer Brennstoffzelle. Diese Technologie verspricht nahezu komplette Emissionsfreiheit.

Wasserstoffbetriebene Flugzeuge können einen Beitrag zur CO2-neutralen Luftfahrt leisten. Doch  Auslegung und Fertigung der CFK-Tanks sind anspruchsvoll – insbesondere wenn der Wasserstoff flüssig gespeichert werden soll.

Fazit: Luftschiffe sind die Zukunft bei Fracht- und Langstrecken und Ultralangstreckenflügen

Für Interkontinentalflüge wird Wasserstoff untauglich bleiben. Abgesehen vom hohen technischen Aufwand für Tanks und Turbine, gerade die Wartungsintervalle der extrem heiß verbrennenden Turbinen dürften sehr kurz sein, was die Kosten weiter in die Höhe treiben würde, geht es beim Wasserstoff auch um die Sicherheit. Abstürze lassen sich nun einmal nicht vermeiden und ein Flugzeug mit einem großen Wasserstofftank würde bei einem Absturz im ungünstigsten Fall einen ziemlich großen Schaden verursachen. Auch gerade in einem hektischen Flugbetrieb eines Flughafens werden Unfälle geschehen und diese könnten mit Wasserstoff schlimm enden. Aber abgesehen von diversen Risiken wird sich Wasserstoff nicht im Intercontinentalgeschäft anwenden lassen. Um hier eine Null-Emission zu erreichen und wir müssen sie erreichen, am besten schon gestern, kommen wir um Luftschiffe, so denke ich, einfach nicht herum. Außerdem sind Luftschiffe die Chance unseren Superhektik-Wahnsinn auf einer Ebene zu entschleunigen. Mit einer Designverbesserung und stärkeren Antrieben kann aus einem Luftschiff ein Flugschiff werden und den Geschwindigkeitsvorteil des Flugzeugs erheblich vermindern. Schauen wir uns die Energiebilanzen etwas genauer an so lohnt es sich wahrscheinlich sogar erheblich auch auf mittleren bis kurzen Strecken Luftschiffe ein zu setzen und Flugzeuge nur noch für für Spezielaufgaben zu verwenden.      

Nach oben                 

Start   Energie   Wasser   Arbeit   Wirtschaft   Lösung   Politik   Team   Produkt    Recycling   KFZ   Schiffe   Flugzeuge    Werbung

Welt   Schmutz   Luft    Wetter  Gewalt    Frauen   Waffen    Psychologie    Pflanzen   Tiere   Essen   Friede   Glaube    Impressum