Das erste Flugzeug das von einem in Spanien hergestellten Wasserstoffmotor angetrieben wird soll bereits 2025 fliegen

Der Dekarbonisierungsprozess zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen hat auch die Luftfahrtindustrie erreicht. Obwohl der Luftverkehr nur 3 % der gesamten Kohlendioxidemissionen ausmacht, bereiten sich die Unternehmen des Sektors seit einiger Zeit darauf vor, sich an das neue Null-Emissions-Szenario anzupassen, das die Europäische Union bis 2050 erreichen will.

Die Suche nach Alternativen zu fossilen Kraftstoffen ist zu einer der größten Herausforderungen der Luftfahrtindustrie geworden. Um die Ziele der Gemeinschaft zu erreichen, experimentiert die kommerzielle Luftfahrt mit neuen Technologien. In diesem Zusammenhang erscheinen Flugzeuge, die von Wasserstoffmotoren angetrieben werden, an einem Horizont, der viel näher sein könnte, als es scheint, wie die Tests zeigen, die bereits mit Kurzstrecken-Versuchsflügen in verschiedenen Teilen der Welt stattgefunden haben.

Der spanischen Luftfahrtindustrie sind diese Veränderungen in der kommerziellen Luftfahrt nicht fremd. ITP Aero, ein führendes Unternehmen im Bereich der Flugzeugmotorenherstellung, hat sich zum Ziel gesetzt, bis 2025 das erste Flugzeug mit einem Wasserstoffmotor aus nationaler Produktion zu fliegen.

Das Unternehmen arbeitet gemeinsam mit drei weiteren Unternehmen – Destinus, Ajusa und Aerotecnic – an der Entwicklung eines wasserstoffbetriebenen Flugzeugtriebwerks. Die Arbeit dieses Konsortiums, dem etwa 30 Personen angehören, ist Teil des Luftfahrttechnologieplans. Es wird vom Zentrum für technologische Entwicklung und Innovation Spaniens (CDTI) verwaltet und verfügt über eine Investition von 12 Millionen Euro.

“Dieses Projekt wurde mit dem Ziel ins Leben gerufen, die notwendigen Technologien für die Verwendung von Wasserstoff als Treibstoff für Flugzeuge zu entwickeln und so zur Dekarbonisierung der kommerziellen Luftfahrt beizutragen”, sagt Jaime Fernández Castañeda, Direktor für Technologieentwicklung und Forschung bei ITP Aero, gegenüber Moveo. “Wir werden die technologische Basis in diesem Jahrzehnt so entwickeln, dass im nächsten Jahrzehnt wasserstoffbetriebene Flugzeuge fliegen werden, die neutral in Bezug auf CO2-Emissionen sein werden.”

Um dieses innovative Projekt durchzuführen, arbeitet das Konsortium an vier Hauptforschungslinien, unter denen die Modifikation eines bestehenden Motors, so dass er mit einem Gemisch aus Erdgas und Wasserstoff betrieben werden kann, hervorsticht. Später wird dies ausschließlich mit Wasserstoff geschehen. Eine der größten Herausforderungen, die das Arbeitsteam bewältigen muss, ist die Umwandlung von flüssigem Wasserstoff in gasförmigen Wasserstoff und die Regularisierung seiner Verwendung in Gasturbinen.

“Wasserstoff stellt uns vor mehrere technologische Herausforderungen. Zum Beispiel muss es bei kryogenen Temperaturen (-250 Grad) gelagert werden, seine Umwandlung vom flüssigen in den gasförmigen Zustand oder die Verbrennungsdynamik von Wasserstoff, die sich völlig von der von Kerosin unterscheidet. Daher ist es notwendig, die technologischen Grundlagen zu schaffen, die es uns ermöglichen, all diese Prozesse zu charakterisieren “, sagt Fernández Castañeda.

Eine weitere große Herausforderung bei der Nutzung von Wasserstoff als Energieträger ist das große Volumen, das er einnimmt. “Es nimmt viermal mehr Platz ein und wiegt dreimal weniger als Kerosin, und man muss es auch in flüssigem Zustand bei minus 250 Grad unter Null lagern. Das bedeutet, dass es nicht in den Tragflächen des Flugzeugs gelagert werden kann, wie wir es heute mit Kerosin tun.”

Er weist auch darauf hin, dass es notwendig sein wird, eine Technologie zu entwickeln, mit der Wasserstoff in flüssigem Zustand gasförmig wird, was laut dem Leiter von ITP Aero zu ästhetischen Veränderungen im Passagiergang führen wird, um den Tank mit Wasserstoff zu installieren. “Die Architektur des Flugzeugs wird sich ändern, aber seine Leistung in Bezug auf Komfort und Geschwindigkeit wird sehr ähnlich sein.”

Da Wasserstoff eine brennbarere Substanz als Kerosin ist, geht der Forscher jedoch nicht davon aus, dass es aufgrund der Brandgefahr in Zukunft gefährlicher sein wird, mit Flugzeugen zu fliegen. “Überhaupt nicht. Alle diese Prozesse werden strengen Kontrollen unterzogen, um die höchsten Sicherheitsstandards zu erreichen.”

Der Direktor für Technologieentwicklung von ITP Aero glaubt, dass die Wartung von Wasserstoffmotoren ähnlich sein wird wie die aktuellen, obwohl er zugibt, dass die Herstellung von Wasserstoff und seine Verwendung als Kraftstoff heute teurer ist als die Produktion und Nutzung fossiler Brennstoffe durch den Prozess der Gewinnung auf der Grundlage erneuerbarer Energien. “Da jedoch die Technologien zur Herstellung und Nutzung von Wasserstoff als Energieträger an Volumen zunehmen, wird die Skaleneffekte selbst dazu führen, dass der Preis schrittweise sinkt.”

Das spanische Konsortium arbeitet mit Blick auf 2025, das Jahr, in dem es plant, das erste wasserstoffbetriebene Flugzeug mit 100% spanischer Technologie zu fliegen. Zuvor ist jedoch eine der Säulen des Projekts die Planung und der Bau eines “weltweit einzigartigen” Prüfstands. Es handelt sich um einen Open-Air-Prüfstand, der sich in den Einrichtungen des INTA (Nationales Institut für Luft- und Raumfahrttechnologie) in Torrejón de Ardoz (Madrid) befinden wird, wo die Risiken bei der Verwendung von Wasserstoff in geschlossenen Räumen minimiert werden.

“Schließlich geht es darum, in diesem Jahrzehnt die technologischen Grundlagen für den Wasserstoffantrieb zu schaffen, damit wir im nächsten Jahrzehnt Flugzeuge mit Wasserstoffantrieb fliegen sehen können”, schließt Jaime Fernández Castañeda.

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