Nach Elektroautos kommt jetzt das Elektroflugzeug

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In Sachen Umweltschutz wird die Luftfahrtbranche bald abheben.

Elektroautos setzen sich immer stärker durch. Wann kommt das elektrische Flugzeug? Tatsächlich werden Pläne dafür immer konkreter. Im März hat sich die Budget-Fluglinie EasyJet mit dem US-Startup Wright Electric zusammengetan, um auszuloten, welche Möglichkeiten es für einen E-Flieger in der kommerziellen Luftfahrt gäbe – insbesondere bei Flügen bis 500 Kilometern.

Würde die Idee Realität, dann wären die Auswirkungen auf die Umwelt enorm. Jedes Jahr blasen Flugzeuge rund 500 Millionen Tonnen CO2 in die Atmosphäre, das entspricht zwei Prozent aller menschengemachten Emissionen. Bis 2050 könnte der Anteil auf bis zu 22 Prozent steigen. Der Ausstoß ist gewaltig: Wer von London nach New York und zurück fliegt, erzeugt so viel Kohlenstoffdioxid, wie wenn er ein Jahr lang sein Haus heizt.

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Eine (kurze) Geschichte des elektrischen Fliegens

Wie das E-Auto ist auch das E-Flugzeug kein neues Konzept. In den 1970er- und 1980er-Jahren kam die Technik bereits experimentell in Segelflugzeugen zum Einsatz. Dabei ging es darum, Elektrizität mit Solarpaneelen auf den Flügeln zu sammeln. 2016 gelang mit dem Schweizer Flugzeug Solar Impulse 2 das erste Luftfahrzeug mit starren Flügeln, das die Erde allein mit der Kraft von Solarenergie umrundete. So erstaunlich diese Leistung auch war – für die Praxis taugte sie nicht. Der Flieger bewegte sich mit einer Höchstgeschwindigkeit von 140 Stundenkilometern, zwischenzeitlich nahmen die Batterien Schaden, was zu großen Verspätungen führte. Die Reise dauerte 16 Monate.

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Warum nicht fliegende Autos?

Ganz anders sieht es aus, wenn Energie aus wiederaufladbaren Energien kommt, wie im Elektroauto. Bislang gibt es schon mehrere Arten von E-Flugzeugen, die zwei bis sechs Passagiere über relativ kurze Entfernungen befördern können. Ein Beispiel dafür ist der e-Genius, entwickelt von der Universität Stuttgart. Der Zweisitzer kann auf gut sechs Kilometer Höhe steigen, erreicht eine Spitzengeschwindigkeit von knapp 230 Stundenkilometern und eine Reichweite von gut 480 Kilometern. Dabei verbrennt er keinen Treibstoff und stößt keine Emissionen aus.

Das Modell hat reichlich Konkurrenten – sei es der Taurus G4 des slowenischen Herstellers Pipistrel, der E-Fan von Airbus, der 2015 den Ärmelkanal überquerte, oder der in München erdachte Lilium. Letzterer kommt eher dem von Futuristen erdachten fliegenden Auto gleich. Vermarktet werden soll ein Fünfsitzer als fliegendes Taxi, bislang gibt es allerdings nur einen Prototyp mit zwei Sitzen. Damit wurden bereits erfolgreich vertikale Starts und Landungen sowie Schwebeflüge absolviert.

Natürlich hat auch bereits die NASA mit E-Flugzeugen experimentiert. Im vergangenen Jahr begann eine Serie von Forschungsprojekten – deren Ziel: Diese neue Art des Reisens kommerziell nutzbar machen. So arbeiten die Forscher etwa an einem Projekt namens X-57 Maxwell. Darin treiben elektrische Motoren 14 Propeller an einer Maschine mit vier Sitzen an. Das Modell erreicht eine Höchstgeschwindigkeit von gut 280 Kilometern pro Stunde und verbraucht dabei nur ein Fünftel so viel Energie wie ein normales Privatflugzeug.

Think big

NASA hat allerdings noch größere Pläne – die Organisation will in denselben Markt wie es auch EasyJet und Wright Electric planen. Wenn ein E-Flugzeug die heutigen Maschinen ersetzen kann, winken sensationelle Gewinne. In den kommenden 15 Jahren soll der Markt über die Marke von 22 Milliarden Dollar springen. Werden E-Flieger Realität, können Fluglinien riesige Summen für Treibstoff einsparen, hinzu kommen die Vorteile für die Umwelt.

Die Probleme allerdings fangen an anderer Stelle an – nämlich, wenn die vergleichsweise winzigen Prototypen an Modellen gemessen werden, die mindestens 150 Menschen befördern können. Größtes Problem ist die Batterietechnologie. Selbst die besten Batterien speichern nicht so viel Energie wie dasselbe Volumen an Kerosin. Eine Boeing 787 Dreamliner fasst gut 100 Tonnen Treibstoff – um dieselbe Energie zu speichern, wären Batterien mit einem Gewicht von über 1.800 Tonnen nötig – in einem Flugzeug unmöglich zu verbauen.

Aber die Akkutechnologie entwickelt sich weiter. Forscher beschäftigen sich nicht mehr nur mit den bekannten Lithium-Ionen-Batterien, die in Elektroautos verbaut sind. Neu sind Innovationen wie Lithium-Luft-Batterien mit Sauerstoff als Elektronenträger. Sicher ist: Da der Fokus auf Gewichtsreduktion und Aerodynamik liegt, werden E-Flugzeuge ganz anders als herkömmliche Maschinen aussehen. So könnte etwa die markante Flosse am Heck verschwinden, dafür könnten einziehbare Propeller und Seitenflossen hinzukommen, die einen Flug mit weniger Energieaufwand erlauben.

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Hybrid-Flugzeuge

Wahrscheinlich ist der nächste Schritt einer, der bereits weite Verbreitung auf dem Automarkt gefunden hat: die Hybridtechnologie. Das US-Startup Zunum entwickelt ein Flugzeug, das Elektro- und Benzintechnologie miteinander kombiniert. Wenn die Batterie sich leert, springt ein Benzinmotor an, damit das Flugzeug in der Luft bleibt. So ließen sich die Treibstoffkosten um 40 bis 80 Prozent senken, zudem ließe sich der Motorenlärm um drei Viertel reduzieren.

Das soll auch der SUGAR Volt von Boeing möglich machen. Das Kerosin würde genutzt werden, wenn das Flugzeug die meiste Energie benötigt – beim Start. Wenn die Reiseflughöhe erreicht ist, übernimmt der Elektromotor. Die beteiligten Entwickler schätzen, dass die Technologie zwischen 2030 und 2050 kommerziell nutzbar wird.

Warum sind diese Angaben so vage? Weil noch niemand voraussagen kann, wie sich die Technik entwickelt. Bei einem echten Durchbruch im Batteriebereich könnte es wesentlich schneller gehen.

Und wenn sich die Technologien aus den Bereichen der Elektrofahrzeuge, selbstfahrenden Autos, Drohnen und sogar des Weltraumtourismus vereinigen, wird das gesammelte Wissen große Auswirkungen auf die Luftfahrt haben. Vielleicht dauert es nur noch eine Generation, bis wir in einem E-Flugzeug ruhig über die Wolken gleiten.

Electrify the World ist eine Initiative von Nissan. Als Pionier im Bereich Elektromobilität glaubt Nissan daran, dass unser jetziges Handeln zu einer nachhaltigeren Zukunft beiträgt.

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