Technik gegen Klimawandel Zeppeline und sparsame Flugzeuge: Ist klimaneutrale Luftfahrt möglich?
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30. September 2022, 15:53 Uhr
Schwere Batterien, explosiver Wasserstoff: Bei gewöhnlichen Flugzeugen sind fossile Brennstoffe nur schwer zu ersetzen. Sind Luftschiffe eine Option? Und welche anderen Techniken könnten die Luftfahrt klimaneutral machen?
Das Luftschiff war tot, doch die Idee lebt weiter: 1937 explodierte die Hindenburg an ihrem Landeplatz in Lakehurst bei New York. Sehr wahrscheinlich hatte eine elektrostatische Entladung den Wasserstoff entzündet, der dem Zeppelin den nötigen Auftrieb verschaffte. Danach galten Luftschiffe als technisch überholt und Flugzeugen in jeder Hinsicht unterlegen.
Zwei neue Zeppeline drehen bereits ihre Runden in Süddeutschland
Trotzdem gaben einige Ingenieure das bestechende Konzept nicht auf: Ein leichtes Gas hebt ein Fahrzeug in die Luft, das aerodynamisch so geformt ist, dass es sich in gewünschte Richtungen steuern lässt. Ein Antrieb wird nur für die Fortbewegung, nicht aber für den Auftrieb gebraucht. Könnten so in der Luftfahrt nicht jede Menge Emissionen eingespart werden, die eine Reise mit Flugzeugen aktuell zu einer der klimaschädlichsten Aktivitäten machen, die ein Mensch unternehmen kann?
In Friedrichshafen am Bodensee ist der Zeppelin bereits zurück. Dort heben aktuell zwei neu konstruierte Luftschiffe mit maximal 15 Passagieren zu touristischen Rundflügen ab. Gefüllt sind sie mit Helium, was extrem sicher ist, denn das Edelgas kann chemisch nicht mit anderen Stoffen reagieren und daher auch nicht explodieren. Das Helium ist nur teilweise für den Auftrieb zuständig. Auch hier braucht es etwas Luftströmung, um das Schiff in die Höhe zu heben, weil es so besser zu steuern und vor allem zu landen ist.
Der Airlander soll ab 2025 bis zu 100 Passagiere und 10 Tonnen Fracht transportieren
Das britische Unternehmen Hybrid Air Vehicles denkt hier bereits einen Schritt weiter. Seine Luftschiffe mit dem Namen "Airlander" sollen ab 2025 die spanische Metropole Barcelona mit Mallorca verbinden. Das fast 100 Meter lange und 42 Meter breite Luftschiff soll dann in knapp vier Stunden Flugzeit etwas über 100 Passagiere und bis zu 10 Tonnen Fracht vom Festland auf die Urlaubsinsel bringen. Mit rund 130 Stundenkilometern ist das Luftschiff im Vergleich mit Flugzeugen zwar langsam, hat allerdings mit etwa 7400 Kilometern bereits eine ansehnliche maximale Reichweite.
Während die erste, marktreife Version noch von vier Dieselmotoren vorwärtsbewegt wird, sollen die Luftschiffe in Zukunft vollständig elektrisch betrieben werden. Das soll ihre Emissionen auf 10 Prozent der Menge heutiger Großflugzeuge reduzieren. Könnten Luftschiffe wie der Airlander also eine ernsthafte, klimafreundliche Alternative zur heutigen Luftfahrt sein? Professor Jens Friedrichs, Sprecher des Exzellenzclusters Sustainable & Energy-Efficient Aviation an der TU Braunschweig, ist da relativ skeptisch.
Sturm, Schnee und Starkregen: Jedes einzelne Luftschiff benötigt einen riesigen Hangar
Grund dafür ist vor allem die enorme Größe der Luftschiffe, die etwa die doppelten Maße heutiger Großraumflugzeuge wie dem Airbus A380 haben, zugleich aber nur einen Bruchteil der Passagiere transportieren können, die im Flugzeug Platz haben. "Luftschiffe sind im Betrieb sehr viel sensibler", sagt Friedrichs. "Bei Sturm reicht es nicht aus, sie festzubinden, man braucht einen großen Hangar dafür. Der ist auch nötig, um sie vor Starkregen oder Schneefall zu schützten." Das Wetter stellt auch beim Flug eine große Herausforderung dar, bei starken Seitenwinden kann ein Luftschiff schnell vom Kurs abkommen und Landeanflüge bei Sturm dürften eine noch größere Herausforderung darstellen als für die üblichen Verkehrsmaschinen.
Würde eine Fluggesellschaft wie die Lufthansa ihre Langstreckenverbindungen mit Luftschiffen bedienen wollen: Sie bräuchte mehr als 300 Zeppeline von der Größe derer der 1930er Jahre. 300 Luftschiffe, bei denen jedes einzelne einen gewaltigen Hangar und eine große Betriebsmannschaft benötigt.
Auch ein anderes geplantes Einsatzgebiet für Luftschiffe steht vor gewaltigen praktischen Herausforderungen: der Frachtflug. Das französische Startup Flying Whales entwickelt derzeit Luftschiffe, die große Frachtmengen in entlegene Gebiete transportieren können oder abholen sollen. Hier müssen die Ingenieure aber Wege finden, wie Auftrieb und Traggewicht ausgeglichen werden, wenn das Luftschiff seine Fracht ab- beziehungsweise zulädt. Das tragende Helium einfach abzulassen gilt aufgrund des Preises und der Begrenztheit des Gases als viel zu teuer. Der Ausgleich mit Ballastgewichten ist kompliziert und das tragende Gas bei Bedarf zu komprimieren (und so den Auftrieb zu reduzieren) ist technologisch anspruchsvoll.
Realistischer Klimabeitrag: Niedrigere Flughöhe, langsamere Reisegeschwindigkeit
Was den Antrieb angeht, glaubt Friedrichs, dass die geplante Elektrifizierung von Luftschiffen nur funktioniert, wenn diese ihren Energieverbrauch insgesamt senken. Die Leistungsdichte bei derzeitigen Akkus oder Wasserstofftanks sei geringer als bei aktuellen fossilen Dieselmotoren und deren Treibstoff. Energie lässt sich vor allem dann einsparen, wenn die Luftschiffe langsamer unterwegs sind. "Wenn man aber mit geringer Reisefluggeschwindigkeit einverstanden ist, dann kann man auch mit konventionellen Flugzeugen klimafreundlicher reisen", glaubt Friedrichs.
Niedrigere Flughöhen und langsamere Reisegeschwindigkeiten sind aus seiner Sicht bislang die realistischste Möglichkeit, Flugreisen weniger klimaschädlich zu machen. Rein elektrische Antriebe seien nur bei kurzen Inlandsflügen mit wenig Passagieren praktikabel. Daneben entwickeln Forscher derzeit zwar Wasserstoffantriebe und Treibstoffe, die aus CO2 hergestellt werden, das zuvor der Atmosphäre entzogen wurde. Solche "Sustainable Aviation Fuels" (SAF) genannten Treibstoffe sind allerdings nicht optimal klimaneutral, solange die Flugzeuge das CO2 in hohen Luftschichten ausstoßen, wo es in Kombination mit anderen Emissionen besonders klimaschädlich wirkt.
"Echte Emissionsfreiheit ist eigentlich nur mit Antrieben zu erreichen, die keinerlei Emissionen verursachen – theoretisch also mit Batterieantrieben, die aber aufgrund ihrer Masse auch kein großen Transportleistungen erlauben", fast Jens Friedrichs das Dilemma der Luftfahrt zusammen. Der Weg zu einer wirklich klimafreundlichen Luftfahrt ist also noch ziemlich weit.
Links/Studien
- SWR Aktuell: Erstflug des Zeppelin NT jährt sich zum 25. Mal
- Aerotelegraph: Airlander-Luftschiff soll bis 2033 noch größer werden
- Futurezone: Warum der Zeppelin ein Comeback feiern könnte
- Bloomberg: How Airships Could Overcome a Century of Failure
DER Beobachter am 01.10.2022
Vllt. sollten Sie Rain Man noch erklären, dass Ihr Kommentar Ironie auf seine Gewohnheitsplattitüden war. Der glaubt Ihnen sonst am Ende noch ganz selbstberauscht...
Eulenspiegel am 30.09.2022
Ja klimaneutrale Luftfahrt ist nicht nur möglich. Sie ist auch sinnvoll.
Unsere heutige Luftfahrt ist doch das Ergebnis wenn Energie ein bisschen billiger als umsonst ist. Denn schließlich ist Kerosin nichts anderes als steuerfreies Diesel. Das Ergebnis ist Energieverschwendung ohne Ende. Hätten wir vor 20 Jahren weltweit eine Kerosinsteuer eingeführt die heutigen Flugzeuge wären etwas langsamer würden aber erheblich weniger an Energie verbrauchen. Der Überschal-Linienflug, Concord, wurde ja schon vor Jahrzehnten eingestellt.
Shantuma am 30.09.2022
Und dann fliegt der Privatjet, in dem eine reiche Bonze mit Zigarre sitzt, neben dem Zeppelin.
Wer hat den größten klimatischen Fußabdruck in der Gesellschaft? Wo sind also Einsparungen im privaten Bereich nicht existenzbedrohend, sondern ein Schritt zurück von der Dekadenz?
Der Energievebrauch in Staaten wie Singapur oder Südkorea (um mal Staaten mit ähnlichem Entwicklungsstand zu erwähnen) liegen ca 25% über den von Deutschland oder Japan (Quellen könnt ihr euch ergoogeln).
Wenn ich dann lese, dass das Astrophysik-Zentrum in der Lausitz dann ".. für die Verarbeitung riesiger Datenmengen zur Entwicklung neuartiger Anwendungen insbesondere im Bereich der Digitalisierung." steht, dann frage ich mich ob diese Personen ab der 5. Klasse ihr Hirn abgeschaltet haben.
Daten sind keine Luft. Daten sind Energie!
Digitalisierung ist Energie!