Vom Cryoplane bis zu HYCARUS

HY4
HY4, © DLR

Obwohl die Wasserstofftechnologie in der Luftfahrt ihren Ursprung hat, gibt es in diesem Bereich bis heute kaum kommerzielle Anwendungen: Damals, im Jahr 1783, stieg der erste mit Wasserstoff gefüllte Heißluftballon empor. Später flogen dann mit Wasserstoff befüllte Zeppeline quer über den Atlantik. Aber seit dem Hindenburg-Unglück in Lakehurst 1937 ist dieses leichteste aller Elemente nur noch in der Raumfahrt der Treibstoff der Wahl. Es ist aber nicht so, dass nicht weiter an der H2-Luftfahrt geforscht würde – und es gibt mittlerweile durchaus vielversprechende Ansätze.

Vor fast zwanzig Jahren wurde im Rahmen eines millionenschweren EU-Förderprogramms am Cryoplane, einem wasserstoffbetriebenen Passagierflugzeug, geforscht. Rückblickend lässt sich feststellen, dass diese vornehmlich theoretischen Vorarbeiten hauptsächlich eines hervorgebracht haben: Bis zum Jahr 2025 dürfte kaum eine Chance für die Realisierung solch eines Vorhabens bestehen.

Es ist hier ähnlich wie beim Growian, der Großwindanlage, die 1983 erbaut und nie regulär betrieben wurde: Weil zu früh ein zu großer Entwicklungssprung in neue Dimensionen versucht wurde, mussten diese Konzepte scheitern. In der Windbranche gelang allerdings dann später der sukzessive Aufbau allmählich immer größer werdender Anlagen, so dass mittlerweile der Growian „überflügelt“ wurde. Ähnlich könnte es in der H2-Passagierluftfahrt laufen, wo seit J

ahren kontinuierlich an der Entwicklung von Kleinflugzeugen wie der HY4 (s. Abb. & HY4-Erstflug) gearbeitet wird, damit dann zukünftig nicht nur vier, sondern vierzig Personen befördert werden können.

Dacapo, DIANA und Diehl

Neben dem H2-Antrieb wird derzeit auch an Brennstoffzellensystemen gearbeitet, die die Bordenergieversorgung zumindest teilweise übernehmen könnten. So förderte die NOW GmbH mit 7,3 Mio. Euro über fünf Jahre lang das Projekt BRIST – Brennstoffzellen, Integration und Systemtests, im Rahmen dessen in Hamburg unter anderem das Fuel Cell Test Center (FCTC) aufgebaut wurde.

Die an BRIST beteiligte Diehl Aerospace GmbH arbeitet zudem an einem mobilen Energieversorgungssystem für Passagierflugzeuge. Da die Bordküche der Hauptstromabnehmer in Flugzeugen ist, entwickelte das Unternehmen eine fahrbare BZ-Einheit, die analog zu konventionellen Flugzeug-Trolleys in der Küche angedockt wird und diese mit Strom versorgt, so dass sich die Energieversorgung von Bordküchen und Kabinen unabhängig von der des Flugzeugs gestalten lässt. Neben der Brennstoffzelle sowie einem Kraftstoffbehälter beinhaltet dieser Trolley ein eigens entwickeltes Reformersystem. Anstelle von Druckgasflaschen setzten die Ingenieure hierbei auf Propylenglykol als Energieträger, da diese flüssige Substanz mit Wasser gemischt nicht brennbar und zudem ungiftig ist. Außerdem wird sie bei Flugzeugen bereits als Kühl- und Enteisungsmittel eingesetzt, beinhaltet aber gleichzeitig viel Wasserstoff, der mit Katalysatoren herausgelöst werden kann.

Der Überlinger Luftfahrzeugausrüster verfolgt dieses Konzept, das bis zu einer Zusammenarbeit mit Airbus aus dem Jahr 2007 zurückreicht, bis heute gemeinsam mit dem Fraunhofer ICT sowie dem DLR. Im Sommer 2014 erhielt das Team von Ronny Knepple, Leiter der Diehl-Abteilung Energiesysteme, für die Idee des Dacapo (Distributed Autonomous Cabin Power) den Crystal Cabin Award. Bis Ende 2016 lief die Entwicklung im Rahmen des Projektes DIANA, das durch das Nationale Luftfahrtforschungsprogramm (LuFo) des BMWi gefördert wurde. Knepple erklärte ge

genüber HZwei: „Ziel von DIANA war der Funktionsnachweis (Proof of Concept). Dieser wurde nach exakt 50 Monaten intensiver Forschung beim ‚Power On‘ am 2. März 2016 mit einem Labordemonstrator erbracht.“ Das Nachfolgeprojekt GETpower startete im Juli 2016.

Auf europäischer Ebene wird ein ganz ähnliches Vorhaben unter dem Titel HYCARUS (Hydrogen Cells for AiRborne USage) durchgeführt. Darin involviert sind Unternehmen wie Air Liquide und Zodiac Aerospace.

Wann Wasserstoff allerdings in größerem Maßstab als Treibstoff eingesetzt werden könnte, ist nach wie vor offen. Es zeichnet sich jedoch ab, dass hier Power-to-Liquids eine wichtige Rolle spielen wird.

Easyjet ließ im Februar 2016 vermelden, dass es zukünftig in Hybrid-Flugzeuge investieren wird, um Emissionen zu reduzieren. So soll im Bodenverkehr ein neues Antriebskonzept, basierend auf Brennstoffzellen und regenerativen Bremsen, für weniger CO2-Emissionen sorgen. Die Billigfluglinie verkündete, dass sie in Kooperation mit der Cranfield University an diesem System, das das Manövrieren auf dem Rollfeld ohne aktive Düsen ermögliche, arbeite.

s. HY4-Erstflug & Energiewende im Luftverkehr

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