Das Fliegen mit Flugzeugen gilt heutzutage als besonders klimaschädlich. Wasserstoffflugzeuge könnten das ändern.
Erstes bemanntes Wasserstoffflugzeug der Welt
Im Jahr 2009 wurde das erste bemannte Wasserstoffflugzeug der Welt, die Antares DLR-H2, vorgestellt. Das Flugzeug wurde von der DLR (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt) entwickelt und von der Firma Lange Aviation gebaut. Drei Monate später konnte ein Höhenrekord von 2558 Metern erreicht werden. Das Flugzeug lief mit Wasserstoff, der in einer Brennstoffzelle in elektrische Energie umgewandelt wurde. Die Gesamteffizienz zwischen Wasserstofftank und dem Elektroantrieb beträgt rund 44 Prozent.
Das Passagierflugzeug HY4
Am 12. Oktober 2015 wurde das Konzeptflugzeug HY4 vorgestellt. Es ist das weltweit erste viersitzige Passagierflugzeug, das mit Wasserstoff betrieben wird. Es hat eine Reichweite von bis zu 1500 Kilometern und eine Höchstgeschwindigkeit von 165 km/h. Im September 2016 gelang der Erstflug des HY4 über dem Flughafen Stuttgart. Vergangenes Jahr glückte der Flug mit flüssigem Wasserstoff. Flüssiger Wasserstoff besitzt eine höhere Dichte, wodurch mehr Wasserstoff in den Tank passt. Das Flugzeug kann dadurch eine größere Reichweite erreichen.
ZEROe Konzeptflugzeuge
Im Jahr 2020 stellte Airbus vier Konzeptflugzeuge vor unter dem Codenamen „ZEROe“ vor, die mit Wasserstoff betrieben werden sollen:
Turbofan
Das erste Konzeptflugzeug ist ein Turbofan, das bis zu 200 Passagiere befördern kann. Es hat eine Reichweite von 3700 Kilometern. Es ist für Interkontinentalflüge gedacht. Angetrieben wird es von einem modifizierten Gasturbinentriebwerk, das mit Wasserstoff betrieben wird. Dieser wird in Tanks hinter dem hinteren Druckkörper verflüssigt gespeichert.
ZEROe Turbofan Turboprop
Das zweite Konzeptflugzeug ist ein Turboprop, das bis zu 100 Passagiere befördern kann. Es hat eine Reichweite von über 1850 Kilometern. Es ist für Inlandsflüge gedacht. Angetrieben wird es von einer modifizierten Turboprop-Turbine, die mit Wasserstoff betrieben wird.
ZEROe Turboprop Blended-Wing Body
Das dritte Konzeptflugzeug ist ein Blended-Wing Body, das bis zu 200 Passagiere befördern kann. Es hat eine Reichweite von ungefähr 3700 Kilometern. Der Blended-Wing Body ist ein Flugzeug, bei dem der Rumpf und die Tragflächen ineinander übergehen.
ZEROe Blended-Wing Body Elektrischer Antrieb
Das vierte Konzeptflugzeug ist ein elektrisches Flugzeug, das bis zu 100 Passagiere befördern kann. Es hat eine Reichweite von ungefähr 1000 Kilometern. Es wird von 6 Elektromotoren angetrieben, die mit Strom von Brennstoffzellen mit Wasserstoff betrieben werden.
ZEROe Elektrischer Antrieb
„Diese Konzepte werden uns dabei helfen, weiter intensiv am Design und am Layout des weltweit ersten klimaneutralen, emissionsfreien Verkehrsflugzeugs zu arbeiten und es bis 2035 zur Einsatzreife zu bringen. Die Umstellung auf Wasserstoff als primäre Energiequelle für diese drei Flugzeug-Konzepte erfordert entschiedenes Handeln aller Beteiligten im gesamten Luftverkehrs-Bereich. Im Schulterschluss mit Regierungen und Industriepartnern können wir diese Herausforderung meistern und die Nutzung erneuerbarer Energien und Wasserstoff für eine nachhaltige Zukunft der Luftfahrt ausbauen.“
Guillaume Faury, CEO von Airbus
Vorteile von Wasserstoffflugzeugen
Wasserstoffflugzeuge haben viele Vorteile gegenüber herkömmlichen Flugzeugen: Sie können leiser sein, wenn sie mit Brennstoffzellen und Elektromotoren angetrieben werden. Sie können auch klimaneutral sein, wenn der Wasserstoff mit erneuerbaren Energien hergestellt wird. Zudem verbrennt es ohne Emissionen von Kohlendioxid, Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffen. Es wird lediglich Wasserdampf ausgestoßen. Gegenüber Elektroflugzeugen haben sie den Vorteil, dass sie keinen schweren Akku benötigen, der viel Platz wegnimmt. Außerdem können sie eine größere Reichweite haben als Elektroflugzeuge.
Nachteile von Wasserstoffflugzeugen
Es werden größere Tanks als für herkömmliches Kerosin benötigt, da Wasserstoff eine geringere Energiedichte hat. Das bedeutet, dass die Flugzeuge mehr Treibstoff verbrauchen und somit auch mehr Wasserstoff mitnehmen müssen. Das erhöht das Gewicht des Flugzeugs und verringert die Reichweite. Zudem ist Wasserstoff schwerer zu lagern als Kerosin. Es muss entweder verflüssigt oder unter hohem Druck gespeichert werden. Beides ist aufwendig und teuer. Außerdem ist Wasserstoff sehr leicht entzündlich und explosiv. Das bedeutet, dass die Tanks sehr stabil sein müssen, um ein Leck zu verhindern. Zudem ist die Herstellung von Wasserstoff sehr energieintensiv und nur mit erneuerbaren Energien klimaneutral.
Quellen:
Bilder: