Brennstoffzellen-Flugzeug "HY4" Hebt hier die Zukunft des Fliegens ab?

Deutsche Forscher haben ein Flugzeug entwickelt, das als eine Art fliegendes Taxi Kurzstreckenreisen ohne Lärm und Abgase ermöglichen soll. Nun ist es zum ersten Test gestartet.

Aus Stuttgart berichtet


Eigentlich sehen Flugzeuge ja immer gleich aus - wie eine Zigarre mit Flügeln. Doch das Ding, das da bei strahlendem Sonnenschein von der Startbahn des Flughafens Stuttgart abhebt, ist anders. Radikal anders.

Die Maschine mit der Registrierung S5-MHY4 macht ein wenig den Eindruck, als hätte sich ein Riese beim Modellflugzeugbasteln vertan: Der weiße Flieger hat zwei Rümpfe, jeder davon vorn mit einer verglasten Kabine versehen, verbunden sind sie mit einem gut 20 Meter langen Flügel. Der - verblüffend leise - Propeller sitzt in der Mitte.

"HY4" heißt die gut sieben Meter lange Maschine, zu deren offiziellem Erstflug das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) an diesem Donnerstag geladen hat. Der kryptische Name spricht sich so wie das Abklatschen mit der flachen Hand, high-five, nur eben in diesem Fall: high-four. Die Vier zeigt dabei an, wie viele Passagiere gleichzeitig befördert werden können. Das "HY" wiederum steht für die lateinische Bezeichnung des Treibstoffs im Tank: Wasserstoff.

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Prototyp "HY4": Fliegen mit Wasserstoff

Und das ist das Spannende daran: Wenn dieser Wasserstoff mit Hilfe von Strom aus erneuerbaren Energien erzeugt wird, macht "HY4" das komplett emissionsfreie Fliegen möglich. Der Wasserstoff wird, zusammen mit Luftsauerstoff, in einer Brennstoffzelle für die Herstellung von elektrischem Strom genutzt.

Und der wiederum treibt den 80-Kilowatt-Elektromotor zwischen den beiden Passagierkabinen an. In der rechten der beiden sitzen beim offiziellen Erstflug die beiden Piloten, die andere ist mit Ballast gefüllt. Damit der Vorzeigeflieger nicht in Schieflage kommt.

"Mit der 'HY4' wollen wir Elektromobilität in die Luft bringen, die Machbarkeit dieser Technologie demonstrieren und konkrete Anwendungsfelder im Passagiertransport aufzeigen", sagt der zuständige Projektleiter Josef Kallo vom DLR-Institut für Technische Thermodynamik. Sein Institutschef André Thess träumt gar vom "Fliegen ohne Reue".

Bis zu 1500 Kilomter

Wenn "HY4" in bis zu 5000 Meter Höhe mit - eher gemütlichen - 145 Kilometern in der Stunde im Reiseflug unterwegs ist, reicht die Brennstoffzelle an Bord zur Energieversorgung aus. Beim Start und bei Steigflügen liefert eine Lithium-Hochleistungsbatterie zusätzlichen Strom zu.

In Stuttgart dreht der Brennstoffzellenflieger nur ein paar Runden um den Flugplatz. Doch er soll auch für längere Reisen taugen. Die Reichweite geben die Entwickler - neben DLR sind das unter anderem der kanadisch-belgisch-deutsche Brennstoffzellenhersteller Hydrogenics, der slowenische Flugzeugbauer Pipistrel und die Uni Ulm - mit 750 bis 1500 Kilometern an.

Abhängig ist die Maximalstrecke von Geschwindigkeit, Flughöhe und Zuladung - und dem verwendeten Wasserstofftank. Im Moment wird der Treibstoff mit einem Druck von 350 bar zusammengepresst, also dem 350-Fachen der Erdatmosphäre am Boden. Schon bald sollen es 700 bar sein.

Problem CO2

Die Neuentwicklung soll dabei helfen, die Luftfahrt sauberer zu machen. Denn die Branche hat ein ernsthaftes Problem: ihren Erfolg. Der weltweite Flugverkehr wird auf lange Sicht boomen. Vorausgesagt wird ein jährliches Plus von fünf Prozent - bis mindestens zum Jahr 2034. Gleichzeitig will der Luftfahrtsektor schon ab dem Jahr 2020 nur noch ohne zusätzliche CO2-Emissionen wachsen.

Im aktuellen Weltklimavertrag ist die Luftfahrt genauso wenig berücksichtig wie der Schiffsverkehr. Gerade laufen bei der Uno-Luftfahrtorganisation Icao in Montréal Verhandlungen darüber, welche Regeln die Branche stattdessen bekommen soll.

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"Solar Impulse 2": Ohne Treibstoff um die Welt

Die sind dringend nötig: Knallhart rechneten die Analysten von "Carbon Brief" kürzlich auf Basis von Icao-Daten vor: Vom globalen Kohlenstoffbudget, das der Menschheit zum Erreichen eines 1,5-Grad-Ziels bei der Erderwärmung bleibt, wird die Luftfahrt bis 2050 mindestens zwölf Prozent verbrauchen. Wenn sie alle selbst gesteckten Ziele erreicht - sonst könnten es auch 27 Prozent werden.

Für klimafreundlicheres Wachstum des Sektors sollen die massive Verwendung von Bio-Sprit, eine optimale Ausnutzung des Luftraums und vor allem technologische Fortschritte bei den Flugzeugen sorgen. Dass große Passagiermaschinen, etwa auf interkontinentalen Verbindungen, elektrisch fliegen, verbietet die Physik. Die Energiedichte von Batterien oder Wasserstoff ist deutlich niedriger als die von Kerosin. Doch für kleinere Flieger wie die "HY4" könnten alternative Antriebe womöglich trotzdem interessant sein.

Aber auch hier gibt es bisher keinen Grund für allzu viel Euphorie. Boeing hat bereits 2008 einen Zweisitzer mit Wasserstoffantrieb vorgestellt - der nicht über den Status als Prototyp herauskam. Airbus hat sich um die Jahrtausendwende mit russischen Partnern mit dem Konzept eines Wasserstoffliegers befasst, ohne ihn je zu bauen.

"Neue Ära der Luftfahrt"

Dafür hat die Firma mit dem Zweisitzer "E-Fan" einen reinen Elektroflieger entwickelt und erfolgreich getestet. Fragt man aber jetzt beim Flugzeugbauer nach, heißt es: Bestenfalls wenn sich ein Partner interessiert zeige, werde die Maschine noch weiter gebaut. Der kleine Flieger gehört für Airbus nicht zum Kerngeschäft, das Interesse des Unternehmens an dem Projekt scheint ausgereizt.

In Zukunft will man stattdessen zusammen mit Siemens hybrid-elektrische Antriebe für die Flugzeuge der Zukunft studieren. Rund 200 Leute sollen dazu in einem E-Aircraft System House am Standort Ottobrunn/Taufkirchen arbeiten - auf absehbare Zeit aber vor allem in der Grundlagenforschung. Bis Ende des Jahrzehnts finden die Arbeiten im Computer und im Labor statt.

"Wir sind überzeugt, dass bis zum Jahr 2030 Verkehrsflugzeuge mit einer Kapazität von unter hundert Passagieren mit hybriden Antriebssystemen fliegen könnten", erklärte Airbus-Chef Tom Enders zum Start des Projekts. Interessant scheint dabei die grammatikalische Feinheit. Könnten - also: vielleicht. Und nicht: können - also: ganz bestimmt.

Zehnsitzer "definitiv machbar"

Auch jenseits des Atlantiks geht es gerade mit überschaubarem Tempo voran. Die Nasa entwickelt zwar mit der "X-57" gerade ein Elektroflugzeug, das im kommenden Jahr das erste Mal starten könnte. Es gehe um einen ersten Schritt beim Schritt in eine neue Ära der Luftfahrt, stellte Nasa-Chef Charlie Bolden zumStart des Projekts im Sommer aber dessen experimentellen Charakter klar. Die zweisitzige "X-57" soll dank 400 Kilogramm schwerer Batterien eine Stunde in der Luft bleiben können.

Die "HY4" ist da schon weiter. Nach den Vorstellungen ihrer Entwickler könnte sie einmal als elektrisches Lufttaxi zum Einsatz kommen. Beim DLR verweist man darauf, dass Deutschland mit seinen - nicht längst immer gut ausgelasteten - Regionalflughäfen über die passende Infrastruktur verfüge. Zudem sei der Elektroflieger aufgrund des hohen Drehmoments des Motors auch für kurze Startbahnen geeignet.

Mit vier Plätzen ist "HY4" noch ziemlich klein. Projektleiter Kallo sagt aber: "Definitiv machbar ist ein Sechs-, Acht- bis Zehnsitzer. Und als Vision kann mit Sicherheit auch ein Vierzigsitzer im Raum stehen." In 20 bis 25 Jahren könnte das soweit sein, so der Forscher.

Lange werden also noch die klassischen - und lauten - Jets die Startbahnen dominieren, wie auch an diesem Donnerstag in Stuttgart. Fragt man "HY4"-Pilot Johannes Anton nach dem Jungfernflug, wie er das Reisen in seiner Maschine beschreiben würde, sagt er: "Es fühlt sich ein bisschen an wie die Zukunft." Vibrationsarm, fast komplett lautlos sei der Flieger in der Luft. "Wenn man dann anschließend auf ein normales Flugzeug mit Verbrennungsmotor umsteigt, dann fühlt sich das ein bisschen an wie eine Dampfmaschine."



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