2026 soll ein A380 mit Brennstoffzellen-Triebwerk am Buckel abheben

Der Flugzeughersteller Airbus will bis 2035 einen emissionsfreien Flieger in Verkehr bringen und setzt auf ein wasserstoffbetriebenes Brennstoffzellen-Triebwerk

Vor zwei Jahren stellte Airbus mehrere mögliche Flugzeugkonzepte vor. Mit dem Ziel, das erste emissionsfreie Verkehrsflugzeug der Welt zu bauen. 2035 soll es dann bereits abheben. Während diese Konzepte verschiedene Größenkategorien, aerodynamische Layouts und Antriebsarchitekturen untersuchen, haben sie alle eines gemeinsam: Sie werden mit Wasserstoff betrieben.

Der Flugzeugbauer hat Ende November bekanntgegeben, dass er nun auch ein wasserstoffbetriebenes Brennstoffzellen-Triebwerk entwickelt. Es soll ein Regionalflugzeug mit hundert Sitzplätzen in die Luft bringen. Die Triebwerke ähneln äußerlich Turboprop-Triebwerken, enthalten in Wirklichkeit aber Wasserstoff-Brennstoffzellen, die durch eine elektrochemische Reaktion Strom für den Antrieb von Elektromotoren erzeugen. In diesem Zusammenhang hat Airbus Machbarkeitsstudien und Labortests durchgeführt, um ein voll funktionsfähiges Brennstoffzellen-Triebwerk und einen Demonstrator zu entwickeln, der bis Mitte dieses Jahrzehnts – etwa 2026 – im Flug getestet werden könnte, heißt es auf der Website des Unternehmens. Über 1.800 Kilometer soll man damit fliegen können.

Der A380 dient als Testplattform des wasserstoffbetriebenen Brennstoffzellen-Triebwerks. Es soll hinten am Rumpf montiert werden.

Der erwähnte Demonstrator wird die “multimodale Flugtestplattform” von Airbus nutzen: den Riesenvogel A380. Das Flugzeug wird äußerlich so modifiziert, dass es das Brennstoffzellen-Triebwerk tragen kann, während Airbus im hinteren Rumpf des Flugzeugs einen Tank zur Aufnahme des verflüssigten Wasserstoffs installieren wird. “Das Flugzeug verfügt über viel Platz im Inneren, sodass wir alles unterbringen können, was wir brauchen, und die Möglichkeit haben, verschiedene Konfigurationen zu testen”, sagt Mathias Andriamisaina von Airbus dazu.
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Es gebe zwei Möglichkeiten, Wasserstoff als Energiequelle für den Antrieb von Flugzeugen zu nutzen, schreibt dazu das Fachmagazin “Aerotelegraph”: Zum einen durch die Verbrennung von Wasserstoff in einer Gasturbine. Zum anderen durch den Einsatz von Brennstoffzellen, die einen Propellermotor antreiben. Eine Wasserstoff-Gasturbine kann außerdem mit Brennstoffzellen anstelle von Batterien in einem hybrid-elektrischen System kombiniert werden. “Da eine einzelne Brennstoffzelle nur einige Millimeter dick und etwa so groß wie ein Briefumschlag ist, setzt sie nicht viel Energie frei”, hält man fest. Um eine ausreichende Leistung für den Einsatz im Flugzeug zu erreichen, müssten hunderte Brennstoffzellen elektrisch in Reihe geschaltet werden, um einen sogenannten Stack zu bilden. Anschließend würden Stacks zu Brennstoffzellen-Kanälen zusammengefasst.

Beim Airbus-Demonstrator werde der flüssige Wasserstoff aus dem Tank in einen gasförmigen Zustand umgewandelt, beschreibt das Unternehmen den Vorgang. Anschließend werde der gasförmige Wasserstoff über Versorgungsleitungen an die Brennstoffzelle verteilt. Von dort aus gelange er in die Brennstoffzelle im Inneren der “Gondel”, wo auch Dioxygen-Moleküle durch einen kontrollierten Luftstrom zugeführt würden.

“Die Reaktion in der Brennstoffzelle erzeugt elektrischen Gleichstrom, der anschließend mithilfe von Wechselrichtern in Wechselstrom umgewandelt wird”, erklärt Airbus. Elektromotoren im vorderen Bereich würden dann die elektrische Energie in mechanische Energie umwandeln. Am Ende der Antriebskette sorge der Propeller für den Vortrieb. Die von der Brennstoffzelle erzeugte Wärmeenergie muss über ein Flüssigkeitskühlsystem an Wärmetauscher weitergeleitet werden, wo sie an die Umgebungsluft abgegeben wird. Als Nebenprodukt der elektrochemischen Reaktion entstehe auch Wasser, das über einen Auslass an der Rückseite der Gondel abgeleitet werde. (red, 7.12.2022)
Sie gelten in Zeiten des Klimawandels und der “Flugscham” als die Alternative für Kurzstreckenflüge: Hochgeschwindigkeitszüge. Bemühungen, einschlägige Züge und die entsprechenden Strecken zu bauen, gibt es aber schon länger: Bereits seit den 1980er-Jahren wurden in Europa und Asien Milliarden in neue Hochgeschwindigkeitsstrecken mit hoher Kapazität investiert. Vorreiter dabei waren der japanische Shinkansen und der französische TGV (Train a Grand Vitesse).

Doch China holt auf: In den letzten zehn Jahren hat sich das Land zum unbestrittenen Weltmarktführer entwickelt und ein 38.000 Kilometer langes Eisenbahnnetz gebaut, das fast jeden Winkel des Landes erreicht, wie unter anderem bei CNN nachzulesen ist. Spanien, Deutschland, Italien, Belgien und England sind dabei, das europäische Netz zu erweitern, und weitere Länder werden voraussichtlich bis 2030 folgen.

Die saudi-arabische Haramain High-Speed Railway (HHR) verbindet seit 2018 die heiligen Städte Mekka und Medina mit einer Geschwindigkeit von bis zu 300 Kilometer pro Stunde. Mit 35 in Spanien gebauten Talgo-Zügen, die speziell für den Betrieb in der Wüste bei Temperaturen von bis zu 50 Grad Celsius modifiziert wurden, dauert die 450 Kilometer lange Strecke nur zwei Stunden. Mit dem Auto dauert die Fahrt bis zu zehn Stunden.

Die Hochgeschwindigkeitszüge Frecciarossa der italienischen Staatsbahn wurden 2017 als Antwort auf einen neuen privaten Konkurrenten eingeführt, ist bei CNN zu lesen. Ausgelegt auf eine Geschwindigkeit von 400 Kilometer pro Stunde sind die stromlinienförmigen, 10.000 PS starken Züge im täglichen Personenverkehr mit maximal 300 Kilometer pro Stunde unterwegs. Sie verbinden Turin, Mailand und Venedig mit Bologna, Florenz, Rom und Neapel.

Seit dem Start der Strecke Seoul-Busan im Jahr 2004 können KTX-Züge mit bis zu 330 Kilometer pro Stunde fahren, obwohl die übliche Höchstgeschwindigkeit 305 Kilometer pro Stunde beträgt. Die KTX-I-Züge der ersten Generation, die auf französischer TGV-Technologie basieren, haben die Fahrzeit zwischen Seoul und Busan von über vier Stunden auf nur noch zwei Stunden und 15 Minuten halbiert.

Spanien trat 1992 mit der aus Frankreich importierten TGV-Technologie in den Hochgeschwindigkeitsclub ein. Seitdem hat das Land seine eigenen superschnellen Züge entwickelt und das längste Netz von Fernverkehrsstrecken in Europa gebaut, das von Madrid nach Sevilla, Malaga, Valencia, Galicien und Barcelona führt. AVE, die Abkürzung für Alta Velocidad Espana, verkehrt im kommerziellen Betrieb normalerweise mit einer Höchstgeschwindigkeit von 310 Kilometer pro Stunde.

Im November 2018 wurde die erste und bisher einzige Hochgeschwindigkeitsbahn Afrikas eröffnet, die die Hafenstadt Tanger mit Casablanca in Marokko verbindet. Die nach einem Fabelwesen “Al-Boraq” genannte Strecke ist die erste Phase des geplanten 1.500 Kilometer langen Hochgeschwindigkeitsnetzes des Landes, wie CNN berichtet. Die in Frankreich gebauten Doppelstock-Elektrozüge vom Typ TGV Euroduplex verkehren mit Geschwindigkeiten von bis zu 320 Kilometer pro Stunde auf einer 186 km langen Strecke zwischen Tanger und Kenitra.