Clean Aviation Joint Undertaking, die öffentlich-private Partnerschaft der Europäischen Union, die sich der Unterstützung der europäischen Luftfahrtindustrie auf dem Weg zur Klimaneutralität verschrieben hat, hat ihre erste Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen für innovative Lösungen veröffentlicht, die die nächste Generation klimaneutraler Flugzeuge der Zukunft antreiben.
Axel Kerin ist Geschäftsführer von Clean Aviation.
Ein wesentlicher Bestandteil der Lösung ist Wasserstoff.
Wasserstoff eliminiert CO2 -Emissionen im Flug vollständig und CO2-frei produziert werden können. In Anbetracht von Nicht-CO2 Auch die Emissionen lassen sich nach neuesten Schätzungen durch die Wasserstoffverbrennung um bis zu 75 % und den Brennstoffzellenantrieb um bis zu 90 % klimawirksamer machen.
Angesichts einer schnell fortschreitenden Energiekrise investiert die EU stark in sauberen Wasserstoff – und stellt Wasserstoff als eine der vielversprechenden erneuerbaren Energiequellen dar, die dazu beitragen wird, die Nutzung fossiler Brennstoffe im Rahmen des neuen REPowerEU-Plans auslaufen zu lassen.
Die Anpassung von Flugzeugkonstruktionen und -systemen an Wasserstoff als Kraftstoff oder Energiequelle erfordert jedoch erhebliche Forschungs- und Entwicklungsarbeiten, Flotten- und Infrastrukturinvestitionen sowie die Entwicklung begleitender Vorschriften, um einen sicheren und wirtschaftlich tragfähigen wasserstoffbetriebenen Luftverkehr zu gewährleisten. Hier kommt die innovative Intelligenz der Community von Clean Aviation und Clean Sky ins Spiel!
Wasserstoff ist grundlegend anders als Kerosin, mit anderen Eigenschaften und folglich anderen Anforderungen. Wasserstoffbrennstoff hat einen sehr hohen Massenenergiegehalt, viermal höher als Kerosin. Eine besondere Herausforderung besteht darin, dass es für eine identische Energiemenge in flüssiger Form das 3-fache Volumen an Kerosin und in komprimierter gasförmiger Form das 2- bis 4-fache an Kerosin einnimmt. Off-the-Box-Denken. Hinzu kommt die Notwendigkeit, flüssigen Wasserstoff bei -253 °C zu speichern, und es ist klar, dass noch einige große Herausforderungen zu bewältigen sind.
Mehrere technologische Herausforderungen liegen vor uns: Steigerung der Gesamteffizienz der Verwendung von Wasserstoffkraftstoff durch leichtere Tanks und Brennstoffzellensysteme, Verteilung von flüssigem Wasserstoff im gesamten Flugzeug, Bau von Gasturbinen, die Wasserstoff mit niedrigen NOx-Emissionen verbrennen können, und die Entwicklung effizienter Betankungstechnologien, die dies ermöglichen Durchflussraten vergleichbar mit Kerosin.
Eine Studie, die 2020 gemeinsam von Clean Aviation und Clean Hydrogen Joint Undertakings in Auftrag gegeben wurde, ergab, dass Wasserstoff – als Primärenergiequelle für den Antrieb, entweder für Brennstoffzellen, Direktverbrennung in Gasturbinentriebwerken oder als Baustein für synthetische flüssige Kraftstoffe – Flugzeuge mit einer Indienststellung bis 2035 für Kurzstreckenflugzeuge machbar antreiben können. Mit einem Aufpreis von weniger als 18 € pro Person auf einem Kurzstreckenflug und einer Reduzierung der Klimaauswirkungen um bis zu 90 % kann Wasserstoff eine zentrale Rolle im zukünftigen Mix aus Flugzeug- und Antriebstechnologien spielen.
Die Studie zeigte, dass der Wasserstoffantrieb innerhalb des betrachteten Zeitrahmens am besten für Pendler-, Regional- und Kurz- bis Mittelstreckenflugzeuge geeignet ist, was einer der Gründe ist, warum sich unser aktueller Aufruf – wie auch Clean Aviation im Allgemeinen – auf diese konzentriert Segmente des Luftverkehrsmarktes.
Es gibt noch einen weiteren Grund, warum wir uns auf diese Flugzeuge konzentrieren: Flüge mit einer Länge von weniger als 4000 km – die größtenteils von diesen Flugzeugen durchgeführt werden – sind derzeit für etwa 2/3 des weltweiten CO2-Ausstoßes der Luftfahrt verantwortlich2 Emissionen.
Die Studie geht davon aus, dass wasserstoffbetriebene Kurz-, Mittelstrecken-, Pendler- und Regionalflugzeuge bis 2050 40 % aller Flugzeuge ausmachen könnten, wobei dieser Anteil nach 2050 weiter steigen wird. Die anderen 60 Prozent der Flugzeuge werden per Drop-in angetrieben nachhaltige Flugkraftstoffe [SAF] – im Wesentlichen Biokraftstoffe und sogenannte E-Fuels. Auch diese können dazu beitragen, das Netto-CO der Luftfahrt zu reduzieren2 -Emissionen, aber im Vergleich zu wasserstoffbasierten Antrieben weniger dramatische Auswirkungen haben
Im Rahmen unseres Aufrufs suchen wir nach bahnbrechenden Technologien und bahnbrechenden Innovationen, die die bestmögliche Nutzung des Wasserstofftreibstoffs im Flugzeug der Zukunft ermöglichen. Neues Denken über den Tellerrand ist gefragt und wir suchen nach den besten Lösungen für die technologischen Herausforderungen von Wasserstoff!
Mit einem Budget von 736 Millionen Euro allein für diesen ersten Aufruf werden unsere neuen Flugzeugkonzepte in der Lage sein, die CO2-Emissionen von Flugzeugen bis 2035 um nicht weniger als 30 % zu senken, verglichen mit der hochmodernen Technologie von 2020, die den Weg bereiten wird Weg zur klimaneutralen Luftfahrt bis 2050.
Im Rahmen dieser ersten Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen suchen wir unter anderem nach einem Team, das einen Bodentest eines Wasserstoff-integrierten Antriebssystems auf der Grundlage modernster Komponenten entwickeln kann, der auf die Identifizierung von Fehlermodi durch ein vollständiges „virtuelles System“ abzielt Flugtest“.
Wir suchen auch nach einem Konsortium, das ein komplettes Antriebsstrangsystem Iron Bird einschließlich treibender und nicht treibender Lasten auf einem hohen Technologiereifegrad zusammenstellen kann. Darüber hinaus würden wir gerne einen Flugtest eines kleinen Flüssigwasserstoff-Integraltanks sehen.
Die vollständige Liste der 14 verschiedenen technologischen Herausforderungen, verteilt auf unsere drei Hauptrichtungen – bahnbrechende Technologien für Wasserstoff, Hybrid- und vollelektrische Konzepte sowie ultraeffiziente Flugzeugarchitekturen – wurde für Innovatoren identifiziert und ist auf der Clean zu finden Luftfahrt-Website hier.
Um mehr über Clean Aviation und unsere Arbeit zu erfahren, empfehle ich Ihnen, unsere Website www.clean-aviation.eu zu besuchen. Hier finden Sie auch Informationen über die Demonstranten und die im Clean Sky 2-Programm erzielten Fortschritte sowie unsere Ambitionen für ein zukünftiges, grüneres Europa. Wir glauben, dass disruptive Innovationen es uns ermöglichen werden, bis 2035 saubere und CO2-neutrale Flugzeuge zu fliegen, sodass wir weiterhin die Vorteile der Luftfahrt nutzen können, ohne die Umwelt zu gefährden.