Wasserstoff: Der zukünftige Treibstoff der Luftfahrt?

Dies ist der erste Artikel einer Serie über die Herausforderungen für den Luftfahrtsektor im Zusammenhang mit Wasserstoff. Lesen Sie Teil 2

Wasserstoff gilt als vielversprechender Lösungsansatz für eine umweltfreundlichere Luftfahrt. In einer perfekten Welt würden Flugzeuge einfach mit Wasserstoff anstelle des heute üblichen Flugzeugtreibstoffs betankt werden. In der Realität bringen Herstellung, Lagerung und Transport dieses emissionsfreien Kraftstoffs der nächsten Generation jedoch eine Reihe von Herausforderungen mit sich.

Arten der Wasserstoffproduktion

Wasserstoff ist das neunthäufigste chemische Element im Universum, kommt allerdings nur selten in reinem Zustand vor. Um Wasserstoff als Kraftstoff verwenden zu können, muss er zunächst entnommen werden. Die gängigste Form der Wasserstofferzeugung ist der sogenannte graue Wasserstoff. Es wird durch Methandampfreformierung aus Erdgas gewonnen. Dabei entstehen Treibhausgase, die in die Atmosphäre abgegeben werden. Um bei diesem Prozesses die CO2-Bilanz zu verbessern, kann eine CCS-Anlage (Carbon Capture and Storage) hinzugefügt werden, welche die CO2-Emissionen abfängt und unterirdisch speichert. Bei diesem Verfahren entsteht der sogenannte blaue Wasserstoff. Das ultimative Verfahren zur Herstellung von Wasserstoff, das keine schädlichen Emissionen verursacht, ist grüner Wasserstoff. Für die Erzeugung von grünem Wasserstoff wird erneuerbare Elektrizität genutzt, die idealerweise aus Wind- oder Solaranlagen stammt, um eine Elektrolyse des Wassers durchzuführen.

Warum Wasserstoff als Kraftstoff?

Es heißt, dass die Luft- und Raumfahrtindustrie für die Freisetzung von mehr als 900 Millionen Tonnen Kohlendioxid (CO2) pro Jahr in die Atmosphäre verantwortlich ist1. Im Rahmen der Verpflichtungen von mehr als 30 Ländern, die auch den grünen Deal der Europäischen Union und verschiedene Organisationen wie die Internationale Zivilluftfahrt-Organisation (ICAO) und die Air Transport Action Group (ATAG) umfassen, wird auf den Luftfahrtsektor ein starker Druck ausgeübt, die CO2-Emissionen zwischen 2005 und 2050 um 50 Prozent zu reduzieren und schließlich bis 2050 eine Netto-Null-Emission zu erreichen. Wasserstoff hat einen fast dreimal so hohen Energiegehalt wie Benzin (spezifische Energie). Aufgrund seines natürlichen Vorkommens und der Vermeidung von CO2-Emissionen bei kohlenstofffreier Herstellung kann Wasserstoff als Alternative zu herkömmlichem Flugzeugtreibstoff in Betracht gezogen werden.

Herausforderungen für die Branche

Veränderungen in der Luft- und Raumfahrt erfordern jahrelange Forschungs- und Entwicklungsarbeit sowie hohe finanzielle Investitionen, um die Einhaltung von Sicherheitsmaßnahmen und Vorschriften zu gewährleisten – insbesondere bei der Einführung neuer und bahnbrechender Technologien. Wasserstoff als Kraftstoff stellt für die gesamte Infrastruktur der Luftfahrt eine technologische Herausforderung dar. Im Zusammenhang mit Wasserstoff und seinem Verhalten in den anspruchsvollen Umgebungen der Luft- und Raumfahrt gibt es jedoch noch viele Unbekannte. Innovation, hochmoderne Technologien und Materialien, die den komplexen Eigenschaften von Wasserstoff wie Permeation, geringe Schmierfähigkeit und niedriges Molekulargewicht standhalten können, werden von entscheidender Bedeutung sein.

Unsere Erwartungen und der Zeitplan für die Senkung der Kohlenstoffemissionen in der Luft- und Raumfahrt mögen aggressiv erscheinen, aber mit Entschlossenheit und Zusammenarbeit können wir es gemeinsam schaffen!

 

1 https://www.fch.europa.eu/sites/default/files/FCH%20Docs/20200507_Hydrogen%20Powered%20Aviation%20report_FINAL%20web%20%28ID%208706035%29.pdf