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Elektroflugzeuge: Ready for Take-off

Klimaschützer fordern: Der Flugverkehr muss sauberer werden. Das Elektroflugzeug könnte dazu einen wichtigen Beitrag leisten. In einer neuen Studie erwarten die Experten von Citi Global Perspectives and Solutions (Citi GPS) rasche Fortschritte in der Entwicklung und im Einsatz von elektronisch angetriebenen Flugzeugen. So könnte der „Flugplan“ aussehen.

 In der Geschichte der Luftfahrt gab es bislang zwei revolutionäre Entwicklungen. Die erste fand im frühen 20. Jahrhundert statt. Am 17. Dezember 1903 gelang es Orville Wright mit einem von ihm und seinem Bruder Wilbur entwickelten propellergetriebenen Doppeldecker abzuheben, zwölf Sekunden in der Luft zu bleiben und wieder heil zu landen. Es war der erste motorisierte und von einem Piloten gesteuerte Flug in der Menschheitsgeschichte. Die zweite Revolution fand in den 1950er und 1960er-Jahren mit dem Einsatz von Mantelstrom-Triebwerken statt. Die neue Antriebstechnik sorgte für einen bis dahin nie gekannten Boom in der zivilen Luftfahrt. Und seither? Zwar konnten Fortschritte bei der Systemtechnik, den Materialien und der Treibstoffeffizienz verzeichnet werden, aber die heute gebauten Flugzeuge ähneln nach wie vor denen, die schon vor rund 60 Jahren aus den Fertigungshallen rollten.



Take-off für das Elektroflugzeug



Doch nun bahnt sich eine dritte Revolution an. Denn in Zukunft könnte der Himmel den Elektroflugzeugen gehören. Zu dieser Einschätzung kommt die Studie „Electric Aircraft – Flightpath of the Future of Air Travel“ von den Experten von Citi GPS. Die Entwicklung bei Elektromotoren, heißt es darin, sei schon so weit fortgeschritten, dass sie in absehbarer Zeit eine praktikable Alternative zu Düsenturbinen-Triebwerken darstellen könnten. Ein solcher Technologiesprung hätte zahlreiche Vorteile:

  • Mit Elektromotoren lässt sich der durch die Luftfahrtindustrie verursachte CO2-Ausstoß signifikant reduzieren. Die Experten von Citi GPS schätzen, dass derzeit rund 2,6 Prozent der weltweiten CO2-Emissionen auf die Luftfahrtbranche zurückzuführen sind. Dieser Anteil dürfte aufgrund des zunehmenden Luftverkehrs noch weiter steigen. Im Jahr 2050 könnte die Quote selbst bei verbesserter Treibstoffeffizienz und windschnittigeren Maschinen bereits bei 7 Prozent liegen. Durch einen vom Staat geförderten und von der Industrie vorangetriebenen Einsatz von Elektromotoren, so die Prognose von den Experten von Citi GPS, könnte der Anteil dagegen auf bis zu ein Prozent sinken.?
  • Ein vollelektrischer Motor reduziert die Lärmbelastung. Abgesehen davon, dass ein niedriger Geräuschpegel für alle Beteiligten ein angenehmes Erlebnis darstellt, würde er es den Airlines auch erlauben, näher an den Stadtzentren zu landen oder abzuheben. ?
  • Durch einen Systemwechsel von herkömmlichen Triebwerken auf elektronische Antriebe würde auch die Luftfahrtbranche profitieren. Zum einen über reduzierte Treibstoffkosten, die derzeit zwischen 20 und 35 Prozent der Gesamtkosten von Fluglinien ausmachen. Zum anderen über geringere Wartungskosten, da Elektromotoren aus weniger Teilen zusammengesetzt sind als Düsentriebwerke. Zudem sind sie zuverlässiger im Betrieb.



Weltweite Forschung und Innovation



Angesichts der genannten Vorzüge überrascht es nicht, dass bereits jetzt viel Geld in die Entwicklung von Elektroflugzeugen gesteckt wird. Die Experten von Citi GPS gehen derzeit von weltweit rund 170 Projekten aus, die sich mit dem Thema ernsthaft beschäftigen. Zu dieser Gruppe zählen nicht nur renommierte Unternehmen wie der britische Motorenhersteller Rolls Royce, der kürzlich die eAircraft-Sparte von Siemens übernommen hat oder das AirTaxi-Projekt des europäischen Luft- und Raumfahrtkonzerns Airbus. Auch zahlreiche Startups tummeln sich in dem Markt. Etwa Volocopter, eine Firma aus Bruchsal, die elektronisch angetriebene personentragende Multikopter entwickelt. Oder die britische Firma Skyports, die sich auf die Entwicklung und den Bau von speziellen Start- und Landeplätzen für den städtischen Elektroflugverkehr spezialisiert hat.



So sieht der Flugplan aus



Die Experten von Citi GPS haben vier Schlüsselmärkte für das Elektroflugzeug definiert: 1) Pilotenausbildung; 2) allgemeine Luftfahrt; 3) urbane Mobilität/Lufttaxis; und 4) Regionalflugzeuge. Und so sieht der Zeitplan aus: Bereits heute gibt es Elektroflugzeuge für die Pilotenausbildung. Ab dem Jahr 2022 könnten Elektroflugzeuge dann im Kleinflugverkehr (allgemeine Luftfahrt), ab dem Jahr 2025 in der urbanen Luftfahrt (Lufttaxi) und ab dem Jahr 2030 im Regionalflugverkehr Einzug halten. Das Marktvolumen in diesen vier Bereichen wird von den Experten von Citi GPS im Jahr 2030 auf mehr als 17 Milliarden US-Dollar geschätzt. 





Batteriedichte als Engpass



Die Experten von Citi GPS verweisen darauf, dass es bis zum endgültigen Durchbruch des Elektroflugzeugs noch einige Hindernisse zu überwinden gilt. Die größte Herausforderung liegt derzeit in der Batterietechnologie. Hinsichtlich der Energiedichte und der Ladezeiten ist es mit den aktuellen Batterien nicht möglich, längere Flugstrecken mit größeren Maschinen zu bewältigen. Dazu ein Beispiel: Bei der gegenwärtigen Energiedichte würde das Gewicht einer Batterie, die etwa 180 Passagiere befördern kann, bei etwa 500.000 kg liegen. Das entspräche dem 6- bis 8-fachen des maximalen Startgewichts eines A320. Allerdings, so heißt es in der Studie, mache die Batterietechnologie rasche Fortschritte. Ab 2040 sei es vorstellbar, dass auch vollbesetzte Schmalrumpfflugzeuge vom Typ des Airbus 320 bis zu 750 Meilen (entspricht rund 1.200 Kilometer) elektronisch zurücklegen könnten. Damit ließe sich dann immerhin fast 60 Prozent des gesamten zivilen Luftverkehrs abdecken.



Sorgen um den Akkustand



Ein weiteres Problem gibt es hinsichtlich der Luftfahrtsicherheit zu meistern. So hat es ganz andere Konsequenzen, wenn einem elektronisch angetriebenen Passagierflugzeug in 10.000 Metern Höhe der Saft ausgeht, als wenn das bei einem Elektroauto der Fall ist.Die komplette Citi GPS Studie „Electric Aircraft – Flightpath of the Future of Air Travel“ mit interessanten Detailinformationen und zahlreichen Grafiken finden Sie hier.
 

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