Nach 30 Jahren im Dienste der kommerziellen Luftfahrt dient der A320 "Halle an der Saale" jetzt als Hydrogen Aviation Lab der Forschung in Sachen Wasserstoff. (Bild: Lufthansa Technik)
Ein ausgemusterter Airbus A320 erhält ein zweites Leben im Dienst der Wissenschaft. Das Hydrogen Aviation Lab, Hamburgs neues Reallabor zur Erprobung von Wartungs- und Bodenprozessen zukünftiger wasserstoffbetriebener Flugzeuge, ist in Hamburg vorgestellt worden. Wirtschaftssenator Michael Westhagemann, Fördergeber des Gemeinschaftsprojekts von Lufthansa Technik, dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), dem ZAL Zentrum für Angewandte Luftfahrtforschung und Hamburg Airport, nahm den umgestalteten Airbus A320 in Augenschein. Die Vorstellung des Flugzeugs gibt zugleich den Startschuss für den Einbau der verschiedenen Wasserstoffkomponenten in den kommenden Monaten.
Die Luftfahrtbranche will klimaneutral werden – und setzt auf Wasserstoff als mögliche Energiequelle der Zukunft. Neue Flugzeuge brauchen dafür eine neue Infrastruktur am Boden, deren Entwicklung jetzt in Hamburg beginnt: Lufthansa Technik, das DLR, das ZAL und Hamburg Airport werden künftig gemeinsam umfangreiche Wartungs- und Bodenprozesse in Verbindung mit der Wasserstofftechnologie konzipieren und erproben. Unterstützt wird das Vorhaben durch die Hamburger Behörde für Wirtschaft und Innovation sowie die Hamburgische Investitions- und Förderbank (IFB Hamburg).
Ein Meilenstein ist jetzt erreicht: Lufthansa Technik hat die ehemalige „Halle an der Saale“, die über 30 Jahre für die Lufthansa Group im Dienst stand, nun so weit vorbereitet, dass sie in den nächsten Monaten als Reallabor ausgestattet werden kann. Dazu gehören der Aufbau einer Wasserstoffinfrastruktur am Boden sowie die Installation eines Flüssigwasserstofftanks und einer Brennstoffzelle im Flugzeug.
Lufthansa Technik CEO Sören Stark, die DLR-Vorstandsvorsitzende Anke Kaysser-Pyzalla, ZAL-Geschäftsführer Roland Gerhards und Michael Eggenschwiler, CEO Hamburg Airport, erläuterten dem Senator die thematische Ausrichtung des neuen Reallabors. Als solches wird der verwendete Airbus A320 zwar nicht mehr flugtauglich gehalten, kann aber für die realitätsnahe Untersuchung von Bodenprozessen an verschiedenste Standorte der Lufthansa Technik Basis und des Flughafens geschleppt werden.
Video: Das Hydrogen Aviation Lab
Das Wasserstoff-Labor mit Flügeln: Hydrogen Aviation Lab. - Inhalt: Lufthansa Technik
Beispielhafte Forschungsschwerpunkte und Fragestellungen im Hydrogen Aviation Lab:
- Betankung und Befüllung mit flüssigem Wasserstoff:
▪ Wie kann Wasserstoff in bestehende Flughafen-Infrastruktur optimal integriert werden?
▪ Wie stellen wir konkurrenzfähige Betankungszeiten und -abläufe sicher?
▪ Wie vermeiden wir eine Überfüllung und Verschwendung von Wasserstoff? - Kühlung, Isolation und Arbeitsschutz:
▪ Wie verhindern wir Eisanlagerungen an Komponenten und Oberflächen?
▪ Welche zusätzlichen Schutzanforderungen entstehen möglicherweise im Arbeitsbereich (No Step / No Grab Areas, persönliche Schutzausrüstung für Mitarbeitende)? - Entweichung von Wasserstoffgas: Der sogenannte „Boil-Off“:
▪ Wie verhindern wir, dass LH2, das gasförmig (Gaseous H2, kurz: GH2) wird, unkontrolliert entweicht?
▪ Welche Sicherheitsprotokolle ergeben sich durch die Handhabung von Wasserstoff, beispielsweise bei
der Betankung und Lagerung?
▪ Wie können wir entwichenes GH2 wieder zurückgewinnen und weiter nutzen? - Inertisierung des gespeicherten Wasserstoffs:
▪ Welche Schutzvorkehrungen müssen hinsichtlich der Feuergefährlichkeit von H2 getroffen werden?
▪ Wie könnten geeignete Sicherheitsprotokolle aussehen?
▪ Welche Schulungen müssen für das Boden- oder Wartungspersonal erarbeitet werden?
Vorbereitung auf wasserstoffgetriebene Flugzeuge
Senator Michael Westhagemann sagte: „Mit dem Hydrogen Aviation Lab hat Hamburg ein großartiges Projekt auf den Weg gebracht. Es wird einen wertvollen Beitrag leisten, die Luftfahrt für die Nutzung von Wasserstoff als Kraftstoff fit zu machen. Der Fokus auf Wartungs- und Betankungsvorgänge soll uns wichtige Erkenntnisse für den Aufbau einer Wasserstoffinfrastruktur liefern. Mit dem Reallabor ergänzen wir die Hamburger Strategie um einen zentralen Baustein, die Luftfahrt nachhaltiger zu machen. Es geht uns um zwei strategische Ziele: den Aufbau einer Wasserstoffwirtschaft in Hamburg und die Dekarbonisierung der Mobilitätsbranchen. Wir freuen uns sehr, dieses weltweit einzigartige Projekt durch den Sonderfonds Luftfahrt ermöglichen zu können.“
Mit dem Hydrogen Aviation Lab möchten sich die Projektpartner in der Hansestadt zum einen schon heute bestmöglich auf die Abfertigung und Instandhaltung wasserstoffbetriebener Flugzeuge vorbereiten, deren Indienststellung für die Mitte des nächsten Jahrzehnts prognostiziert wird. Zum anderen soll das Reallabor aber auch wertvolle Impulse an die Entwickler:innen ebenjener zukünftigen Flugzeuggenerationen liefern, um bei kommenden Modellen die Abläufe sowie das Sicherheitsniveau in Instandhaltung und Abfertigung zu optimieren. Ein besonders plakatives Beispiel ist die Betankung mit flüssigem Wasserstoff (Liquid H2, kurz: LH2): Mit dem heutigen Stand der Technik würde die Betankung für einen Langstreckenflug unter Umständen mehrere Stunden in Anspruch nehmen. Angesichts der eng getakteten Betriebsabläufe in der Airline- Branche wäre das kaum praktikabel. In dieser und weiteren Forschungsfragestellungen (siehe beispielhafte Auflistung) soll das Hydrogen Aviation Lab wertvolle neue Erkenntnisse und Herangehensweisen liefern.
Digitaler Zwilling für Predictive-Maintenance-Forschung
Parallel zu den Forschungsarbeiten mit der echten Hardware wird für das Hydrogen Aviation Lab auch ein sogenannter Digitaler Zwilling des Airbus A320 erzeugt. Mithilfe von Simulationen können die Wissenschaftler:innen dann auch Methoden der sogenannten Predictive Maintenance, also der vorausschauenden Instandhaltung, für die Systeme und Bestandteile zukünftiger Flugzeuggenerationen entwickeln und erproben. Auf Basis gezielter Datenanalysen lassen sich dann Ausfälle der Wasserstoffkomponenten und -systeme rechtzeitig vorhersagen, so dass ein prophylaktischer Austausch erfolgen kann, bevor der Ausfall den Betrieb des Flugzeugs beeinträchtigt.
Lufthansa Technik
Geballter Input zum Thema Wasserstoff
Lesen Sie unseren praktischen Überblick "Top 10: Das sind die größten Wasserstoff-Projekte". Darin erfahren Sie, welche Themen rund um Wasserstoff besonders relevant sind.
Weitere Empfehlungen der Redaktion zum Thema Wasserstoff und Brennstoffzelle:
- Die Salzgitter AG hat den Weg der klimaneutralen Stahlproduktion eingeschlagen, um seinen CO2-Fußabdruck zu verringern. Lokal produzierter Wasserstoff gilt als Basis für das Unterfangen. Doch auf Dauer wird die dort produzierte Menge von H2 nicht ausreichen.
- Der Einsatz von Wasserstoff gilt als optimale Lösung, industrielle Prozesse CO2-neutral zu gestalten. Hierzulande kann dafür nicht genügend H2 produziert werden. Doch welche Transportlösung ist ideal, um H2 aus der Ferne zu beschaffen? Ein Überblick.
- CO2-Neutralität ist das eine wichtige Ziel. Doch ein großer Wunsch von Unternehmen ist es, energieautonom zu sein. Dabei lassen sich beide Ziele perfekt miteinander kombinieren.
- Um die Energiewende umzusetzen, gilt grüner Wasserstoff als Allheilmittel. Doch Deutschland ist auf Importe angewiesen. Welche Länder das größte Potenzial als Lieferant haben.
- Mit einer eigenen Infrastruktur produziert Linde MH grünen Wasserstoff und versorgt damit 21 Brennstoffzellenstapler der Werksflotte mit Energie.
- Die FEV-Fachkonferenz 'Zero CO₂ Mobility' drängt auf alle technologischen Alternativen aus erneuerbaren Energiequellen für eine nachhaltige Mobilität – durch E-Fahrzeuge, grünen Wasserstoff in Brennstoffzellen sowie E-Fuels für die Bestandsflotte.
- Nachhaltige Energieversorgung ist durch (transportable) Wasserstoff-Brennstoffzellen möglich. So können Diesel-Generatoren einfach ersetzt und der CO2-Ausstoß eliminiert werden. Wie das funktioniert, beschreibt der Beitrag .
- Das BMW-Werk in Leipzig verfügt deutschlandweit über die größte Wasserstoff-Fahrzeugflotte in der Intralogistik. Welche weiteren Einsatzgebiete für H2 bereits geplant sind, erklärt der folgende Beitrag: BMW setzt auf Wasserstoff in der Intralogistik
- Die Energiekrise bestärkt den Wunsch, Wasserstoff vermehrt einzusetzen. Für einen großflächigen Einsatz ließen sich auch vorhandene Gasnetze nutzen. Was dabei zu beachten ist, beschreibt der Beitrag 'So funktioniert der Markthochlauf von Wasserstoff'.
- Im Hinblick auf einen Lieferstopp von Kohle und Erdgas gehen Wasserstoff und dessen Derivate Ammoniak und Methanol gehen als vielversprechende Alternativen zu den konventionellen Energieträgern ins Rennen. Wie das funktioniert, lesen Sie in dem Beitrag Wasserstoff statt Kohle – so macht H2 die Industrie grüner.
- Wie Siemens Mobility und die Bahn auf den CO2-neutralen Antrieb mittels Wasserstoff setzen und dabei eine mobile Wasserstoff-Schnellbetankung für unterwegs integrieren, erfahren Sie in dem Beitrag Bahn und Siemens Mobility präsentieren neuen Wasserstoffzug.
- Auch die Bundeswehr sieht in Wasserstoff eine strategische Chance, denn H2 kann ein Konzept für mehr Autonomie Deutschlands und den Schutz des Klimas sein. Lesen Sie dazu den Beitrag Energieautonomie durch Wasserstoff auch bei der Bundeswehr.
- Welchen Beitrag Wasserstoff auf dem Weg zur CO2-neutralen Fabrik leisten kann, demonstriert Bosch in der Praxis. Lesen Sie dazu den Artikel "So nutzt Bosch die Potenziale von H2 für die Fertigung".
- Die klimaneutrale Fabrik soll Wirklichkeit werden. Wie das geht und welche Technologien Maschinenbauer dazu in einer Wasserstoffwirtschaft anbieten können, lesen Sie in dem Beitrag "Das ist der Weg zur CO2-neutralen Fabrik mittels Wasserstoff".
- Mit 8,75 Megawatt elektrische Leistung baut Siemens in Wunsiedel in Bayern eine der größten CO2-freien Wasserstofferzeugungsanlagen in Deutschland. Lesen Sie dazu "Grüne Wasserstoffproduktion: Siemens gibt Startschuss".
- H2FLY und Deutsche Aircraft planen, 2025 eine Dornier 328 als CO2-freies Wasserstoff-Brennstoffzellen-Flugzeug in die Luft zu bringen. Die Hintergründe lesen Sie hier.
- Wasserstoff und Klimaziele werden oft zusammen genannt. Was getan werden muss, damit Deutschland beim Wasserstoff wettbewerbsfähig bleibt, steht im folgenden Beitrag: Wasserstoff: Was jetzt passieren muss - mit Praxisbeispielen von Bosch und MAN.
- Mittels Wasserstoff sind CO2-freier Transport und Logistik möglich. Doch nicht nur deshalb sehen Daimler und Bosch im Brennstoffzellenmotor Zukunftspotenzial. Genaue Infos dazu gibt es im Beitrag "Warum Daimler und Bosch auf die Brennstoffzelle setzen".
- Die Produktion von Wasserstoff sowie von Brennstoffzellen kann der Industrie gehörig den Rücken stärken. Wer sind die Profiteure und welche Hürden gibt es? Wie Wasserstoff für Aufschwung in der Industrie sorgt, lesen Sie hier.
- Wasserstoff wird zum 'Industrie-Treibstoff': Warum Bosch jetzt Brennstoffzellen baut, wie Thyssenkrupp Stahl CO2-neutral herstellt und warum auch die spanende Fertigung profitiert. Lesen Sie dazu "Brennstoffzelle: Maschinenbau lebt durch Wasserstoff auf".
- Die Zukunft gehört dem Wasserstoffantrieb! Das meint zumindest der Philosoph Richard David Precht. Unter energetischen und ethischen Gesichtspunkten sei die Brennstoffzellen-Technologie den batterie-elektrischen Autos überlegen. Hat er Recht? Ob er Recht hat oder nicht, klärt dieser Beitrag: "Fahren die besseren E-Autos mit Brennstoffzelle?".
- Einem interdisziplinären Forschungsteam der Technischen Universität München (TUM) ist es gelungen, die Größe von Platin-Nanopartikeln für die Katalyse in Brennstoffzellen so zu optimieren, dass die neuen Katalysatoren doppelt so gut sind, wie die derzeit besten kommerziell verfügbaren Verfahren. Ist das der Durchbruch für die Brennstoffzellen-Technik?
- Wie sich Wasserstoff-Stapler im Betrieb schlagen, haben mehrere Unternehmen erfolgreich getestet. Was das für Lithium-Ionen- und Diesel-Stapler bedeutet. Der Beitrag "Warum Staplerflotten künftig mit Wasserstoff fahren" klärt darüber auf.
