Luftfahrt: Airbus und Toshiba arbeiten an einem Wasserstofftriebwerk

Die Dekarbonisierung des Luftfahrtsektors wird größtenteils durch den Umstieg auf Wasserstoff erfolgen. Eine enorme technologische Herausforderung.

Wasserstoff ist eine vielversprechende Energiequelle für die Luftfahrt, da er die CO2‑Emissionen erheblich reduzieren könnte, ein entscheidendes Thema, um bis 2050 Klimaneutralität zu erreichen. Als Treibstoff in Wasserstoffflugzeugen oder in elektrischen Antriebssystemen eingesetzt, könnte Wasserstoff eine nachhaltige Alternative zu fossilen Kraftstoffen bieten.

Es bleiben jedoch mehrere Herausforderungen zu bewältigen, angefangen beim Speicher des Wasserstoffs, der bei sehr niedriger Temperatur (−253 °C) gelagert werden muss. Die Betankungsinfrastrukturen sind ebenfalls äußerst komplex, sowohl hinsichtlich seiner Produktion (grün mit erneuerbaren Energien) als auch seiner Verteilung. Abgesehen von grünen Kraftstoffen, den sogenannten Sustainable Aviation Fuels (SAF), ist Wasserstoff die einzige andere wirklich relevante Lösung. Batterieelektrische Antriebe könnten vielleicht einige sehr kurze Flüge (bis zu 1000 km) abdecken, aber sie werden den Bedürfnissen von Mittel‑ und Langstreckenflügen wegen der zum Abheben mitzunehmenden Batteriemasse nicht gerecht.

Wasserstoff, die einzige Rettung?

Airbus UpNext, eine Tochtergesellschaft von Airbus, und Toshiba Energy Systems & Solutions Corporation (Toshiba), die Energiesparte der Toshiba‑Gruppe, haben soeben eine strategische Partnerschaft angekündigt, um ihre Kompetenzen in supraleitenden Technologien zu bündeln, mit dem Ziel, Wasserstoffflugzeuge zu entwickeln.

Supraleitungstechnologien, die flüssigen Wasserstoff bei −253 °C nicht nur als Treibstoff, sondern auch als Kühlmittel für elektrische Antriebssysteme nutzen, könnten die Leistungsfähigkeit von Flugzeugen grundlegend verändern. Diese kryogene Technologie würde eine nahezu verlustfreie Leistungsübertragung innerhalb der elektrischen Systeme ermöglichen und so die Energieeffizienz und die Gesamtleistung der Flugzeuge steigern.

Hin zu einem Zwei‑Megawatt‑Motor!

In den letzten zehn Jahren hat Airbus aktiv daran gearbeitet, die Risiken supraleitender Technologien zu verringern. Kürzlich hat Airbus UpNext das Projekt Cryoprop gestartet, einen Demonstrator, der darauf ausgelegt ist, ein supraleitendes elektrisches Antriebssystem mit zwei Megawatt zu testen. Toshiba wiederum forscht auf diesem Gebiet seit fast 50 Jahren und stellte im Juni 2022 seinen eigenen Prototyp eines supraleitenden Zwei‑Megawatt‑Motors für Mobilitätsanwendungen vor. Zwei Megawatt – oder 2 MW – entsprechen einer Leistung von 2682 PS bzw. dem Energieverbrauch von 2000 Haushalten.

Eine solche Leistung, multipliziert mit der Zahl der Triebwerke, könnte mittelgroße Propellerflugzeuge bei Geschwindigkeiten nahe 700 km/h antreiben. Aber wir kommen zum Kern des Problems zurück: die Speicherung so großer Mengen Wasserstoffs an Bord von Flugzeugen…

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