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Eine Brennstoffstelle treibt die HY4 des DLR an. Der Viersitzer hat eine Reichweite von 750 bis 1 500 Kilometern bei einer Höchstgeschwindigkeit von gut 200 km/h. - Bild: DLR

Lang ist’s her. Damals waren noch die Beatles auf Platz 1 der Hitparaden, wer modisch sein wollte, trug Schlaghose und der 1. FC Köln, 1860 München und Werder Bremen machten die Fußball-Meisterschaft unter sich aus. Damals in den Swinging Sixties erlebte die Antriebstechnik in der Luftfahrt die letzte disruptive Innovation – der Nebenstrom für die Gasturbine. „Bedarf ist also da“, sagt Dr. Frank Anton,Leiter eAircraft bei Siemens. Und die Luftfahrtbranche arbeitet daran, diesen Bedarf zu decken.

So sind beispielsweise Anton und sein Team gemeinsam mit Airbus dabei, den hybrid-elektrischen Antrieb in Serie zu bringen. Bis 2030 könnte der erste Prototyp mit mehr als 20 Sitzplätzen  abheben. Zwischen 2030 und 2035 soll der Durchbruch geschafft sein: Maschinen mit diesem Antrieb transportieren im Regelbetrieb 60 bis 100 Passagiere über Distanzen von gut 1 000 Kilometern.

Damit das gelingt, investieren Siemens und Airbus bis 2020 mehrere hundert Millionen Euro. Einer der Gründe für diese Initiative: Die Europäische Union schreibt in der Luftfahrt eine CO2-Reduktion vor. Diese Emissionsziele sehen bis 2050 eine Senkung des CO2-Ausstoßes um 75 Prozent vor, verglichen mit den Werten des Jahres 2000. Mit herkömmlichen Vorgaben ist das unerreichbar.

Noch steckt die Entwicklung in der Startphase. Im April 2016 haben Airbus und Siemens vereinbart, beim hybrid-elektrischen Antrieb zu kooperieren. „Die Zusammenarbeit mit Airbus erschließt unserem Haus neue Perspektiven und wir öffnen uns noch stärker für disruptive Innovationen“, sagt Joe Kaeser, Vorstandsvorsitzender von Siemens. Die beiden Konzerne haben ein Team von 200 Mitarbeitern zusammengestellt. Sie arbeiten zusammen am Standort Ottobrunn.

Dort wollen die Konzerne Prototypen für verschiedene Antriebssysteme entwickeln; in Leistungsklassen von einigen 100 Kilowatt bis hin zu zehn und mehr Megawatt – also für Flugzeuge mit bis zu 100 Sitzen für lokale Flüge bis hin zur klassischen Kurz- und Mittelstrecke, für Hubschrauber oder auch unbemannte Flugzeuge.

Beide Unternehmen haben bereits 2011 gemeinsam mit dem österreichischen Unternehmen Diamond Aircraft ein erstes Flugzeug mit Hybridantrieb vorgestellt. Siemens hat seitdem einen Elektromotor für Flugzeuge entwickelt, der bei gleichem Gewicht fünfmal mehr Leistung liefert.

Die Airbus Group gewinnt seit 2014 mit dem E-Fan, einem vollelektrisch angetriebenen Zweisitzer für die Pilotenausbildung, Erfahrungen im Betrieb von Elektroflugzeugen. Mit dem geplanten E-Aircraft System House am Standort Ottobrunn werden Airbus erweiterte Kapazitäten zur schnelleren Entwicklung von Komponenten und Systemtechnologien zur Verfügung stehen. Siemens plant seinerseits, hybrid-elektrische Antriebssysteme für Luftfahrzeuge als künftiges Geschäft aufzubauen.

Doch wie funktioniert der hybrid-elektrische Antrieb? Die Gasturbine wird künftig die Leistung für den Reiseflug bereitstellen, indem sie einen elektrischen Generator antreibt. Während des Starts und des Steigflugs steuern Batterien zusätzliche Energie bei.

Elektromotoren treiben Propeller oder Fans an. Siemens-Entwickler Anton erklärt: „Die elektrischen Antriebe kann ich im Flugzeug anders verteilen, als das mit bisherigen Triebwerken möglich ist.“

Konstrukteure können aerodynamischere Flugzeuge entwickeln

Dadurch können die Konstrukteure das Flugzeug insgesamt aerodynamischer und so effizienter auslegen. „Beides bringt die Luftfahrt weiter, die um jeden Effizienzpunkt ringt“, so Anton. Die Airlines würden von großen Kosteneinsparungen profitieren. „Mehr als 50 Prozent der Lebenszykluskosten eines Flugzeugs machen die Ausgaben für das Kerosin aus“, rechnet Anton vor.

Durch den Einsatz von hybriden Elektroantrieben ließe sich der Kraftstoffverbrauch um bis zu 50 Prozent verringern, sodass die Gesamtkosten des Flugzeugs um ungefähr 25 Prozent sinken. Neben der Energieersparnis ist die Lärmbelästigung der zweite wesentliche Treiber des elektrischen Fliegens. Durch das Konzept der verteilten Antriebe können die Konstrukteure ein wesentlich leiseres Flugzeug entwickeln. Anton sagt: „Stellen Sie sich ein Flugzeug vor, dass ab dem Flughafenzaun nicht mehr zu hören ist. So eine Maschine hat keine Lärmgegner.“

Auch Wettbewerber Boeing sieht im elektrischen beziehungsweise hybrid-elektrischen Antrieb großes Potenzial für die Zukunft. Das US-Unternehmen erklärte gegenüber unserer Zeitung, dass man schon mehrere Maschinen mit dem Antrieb ausgerüstet und auch geflogen habe.

Die Vorteile liegen auf der Hand. So sollen auch schon zahlreiche Fluglinien Interesse an den hybrid-elektrischen Maschinen bekundet haben. Auf Anfrage von ‚Produktion‘ teilte Lufthansa mit, man stehe als größter Airbus-Kunde in engem Austausch mit dem Flugzeughersteller. Austrian Airlines erklärte gegenüber unserer Zeitung: „Elektromobilität steht in der kommerziellen Luftfahrt noch am Anfang. Wir verfolgen aber neue Technologien und Erkenntnisse mit großem Interesse.“

Lufthansa sei aber grundsätzlich daran interessiert, die Emissionsvermeidung voranzutreiben und der hybrid-elektrische Antrieb sei eine sehr interessante Technologie. Ohnehin habe die Fluglinie grundsätzliches Interesse an Technik, die die Loslösung von fossilen Treibstoffen möglich macht. So sei auch der hybrid-elektrische Antrieb keine Utopie oder Science-Fiction.

Gleichwohl sei der Weg zum hybrid-elektrischen Fliegen noch sehr weit. Deswegen stünden derzeit andere Techniken zur Verringerung des Treibstoffverbrauchs im Fokus. Doch letztendlich könnte aber ein Umstand einer großen Verbreitung hybrid-elektrischer Flieger bei Lufthansa im Wege stehen: Die Kranich-Airline will künftig nur noch Maschinen mit über 100 Sitzplätzen anschaffen. Siemens und Airbus sprechen allerdings von Maschinen mit bis zu 100 Sitzplätzen, die sich für den hybrid-elektrischen Antrieb eignen.