29 Nov Die Luftfahrt der Zukunft – ein Blick ins Jahr 2050
Das allgegenwärtige Thema der letzten Monate und Jahre ist nach wie vor der Klimawandel und dementsprechend welche Weichen gestellt werden müssen, um ihm entgegenzuwirken. Immer wieder gerät dabei die Luftfahrt in die Kritik – denn Fliegen ist alles andere als klimafreundlich.
Innovative Lösungen für das Klima: CO²-Austoß halbieren und Fluglärms reduzieren
Das ehrgeizige Ziel der Branche ist es, die CO²-Emissionen bis 2050 trotz einer Verdreifachung der Fahrgastzahlen zu halbieren und so eine umfassende Krise zu vermeiden. Die aktuelle Forschung zu neuen Antriebstechnologien soll helfen, diese Vision Wirklichkeit werden zu lassen. Ob Elektro-, Solar- oder Wasserstoffantrieb – der Ideenreichtum von Ingenieuren, Wissenschaftlern und Designern im Hinblick auf die Luftfahrt der Zukunft kennt kaum Grenzen.
Vor dem Hintergrund des 1,5-Grad-Ziels der Europäischen Union und der knapper werdenden fossilen Brennstoffe stellt sich die Frage, wie die Flugzeuge der Zukunft angetrieben werden sollen, immer dringlicher. Jeden Tag verbrennen die rund 35 000 Flugzeuge (Kleinflugzeuge und Hubschrauber nicht mitgerechnet) etwa eine Milliarde Liter Kerosin. Doch das ist nicht das Einzige, was unserer Umwelt schadet: Auch der Fluglärm muss reduziert werden – bis 2050 soll er um etwa zwei Drittel zurückgehen.
Die Zukunft der Luftfahrtindustrie liegt im elektrischen Fliegen
Das erste vollelektrische Passagierflugzeug hob letztes Jahr in Kanada ab, und auch das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) strebt das erste E-Passagierflugzeug in Deutschland an.
Nach Angaben des Koordinators für elektrisches Fliegen beim DLR ist es derzeit möglich, vor allem kleine Flugzeuge auf E-Antrieb oder Brennstoffzellen umzurüsten. Bei großen Langstreckenjets ist dies deutlich komplizierter. Derzeit scheitert die Elektrifizierung von Flugzeugen vor allem an der geringen Leistungsdichte und dem hohen Gewicht der Batterien. Die Entwicklung von Elektroantrieben wird jedoch vorangetrieben und in der Zukunft der Luftfahrt eine entscheidende Rolle spielen. Derzeit ist zum Beispiel eine Hybridlösung denkbar, bei der die energieintensiven Starts und Landungen elektrisch erfolgen.
Brennstoffzellen und regenerative Energien könnten das Fliegen emissionsfrei machen
Langfristig könnte das Batterieproblem durch die Verbrennung von Wasserstoff in einer Brennstoffzelle gelöst werden. 2016 hob der Prototyp eines sieben Meter langen Brennstoffzellenflugzeugs mit vier Sitzplätzen vom Stuttgarter Flughafen ab. Eine Kombination aus Wasserstoffspeicher, Brennstoffzelle und Hochleistungsbatterie für Start und Steigflug ermöglicht eine beachtliche Reichweite von 1.500 km und eine Höchstgeschwindigkeit von rund 200 km/h. Wird der Wasserstoff mit Hilfe von regenerativen Energien durch Elektrolyse erzeugt, könnte diese Kombination sogar ein völlig emissionsfreies Fliegen ermöglichen.
Die Elektrifizierung der Luftfahrt steckt noch in den Kinderschuhen, birgt aber großes Potenzial für den nachhaltigen Antrieb von Flugzeugen. Experten erwarten tiefgreifende Veränderungen bis zum Jahr 2050. Wie sich diese Entwicklungen mit den aktuellen Bemühungen um die Wiederinbetriebnahme von Überschallflugzeugen vereinbaren lassen, ist zum jetzigen Zeitpunkt noch jenseits der 10.000-Meter-Marke zu klären.
Luftfahrtindustrie: Zukunft mit Flugkraftstoff aus Biomasse & Solarenergie
Experten gehen davon aus, dass zunächst das Potenzial für die Entwicklung schadstoffärmerer Flugzeuge ausgeschöpft wird. Neben der Steigerung der Triebwerkseffizienz bietet die Nutzung alternativer Kraftstoffe auch im Hinblick auf die Reduzierung von CO2- oder Rußemissionen viel Potenzial für die Zukunft der Luftfahrt. Auch in diesem Bereich hat das DLR bereits erste Ergebnisse erzielt. Ein Beispiel ist Flugbenzin, das aus Biomasse oder regenerativem Strom hergestellt werden kann und nicht mehr aus fossilem Öl gewonnen werden muss. Dieses synthetische Kerosin ist nicht nur CO2-neutral, sondern auch als Treibstoff effizienter und insgesamt deutlich weniger umweltbelastend.
Ein weiterer Vorteil ist, dass die Flugzeuge zu diesem Zweck nicht umgerüstet werden müssen; lediglich die Tankfüllung ändert sich. Messungen ergaben, dass nicht nur die CO²-Emissionen, sondern auch der Feinstaubausstoß um 50 % gesenkt werden konnte.
Der Solarantrieb ist eine weitere Möglichkeit für eine klimafreundliche Zukunft in der Luftfahrt, auch wenn er von einer Massenproduktion noch weit entfernt ist. Dass es funktioniert, zeigt die spektakuläre Weltumrundung, die der Schweizer Bertrand Piccard mit dem Solarflugzeug „Solar Impulse 2“ unternommen hat.
Fracht- und Passagierzahlen steigen trotz „Flugscham“ zukünftig weiter an
Die neuen Antriebstechnologien sollen auch helfen, den Interessenkonflikt zwischen Klimaschutz und steigendem Kapazitätsbedarf zu meistern. Niedrige Preise und ein immer größer werdendes Streckennetz machen es möglich: Bis 2050 werden 9 Milliarden Passagiere in der Luft erwartet. Damit wird sich das Passagieraufkommen im Luftverkehr der Zukunft gegenüber dem heutigen Stand mehr als verdoppeln. Begünstigt wird diese Entwicklung zusätzlich durch den Produktionsstopp des Airbus A380 und den Kurswechsel von Großraumflugzeugen zu Mittelstreckenjets. Dies wird unweigerlich zu wachsenden Flugzeugflotten und noch mehr Flugverkehr am Himmel führen.
Die zunehmende Globalisierung lässt auch die Nachfrage nach Gütertransporten in die Höhe schnellen. Bereits 2030 erwartet das DLR in seinem Luftfahrtreport 7,3 Millionen Tonnen verladene Fracht in Deutschland – mehr als dreimal so viel wie 2014 – und dieser Trend soll auch 20 Jahre später nicht abnehmen.
Die Zukunft der Luftfahrt - futuristische Kabinenausstattung
Antriebstechnologien und Flugzeuggröße sind nur zwei Aspekte der Luftfahrt im Jahr 2050. Auch bei der Innenausstattung lassen sich die Flugzeughersteller – allen voran die Platzhirsche Boeing und Airbus – einiges einfallen. In einem Video stellt der amerikanische Flugzeughersteller Boeing seine Vision von der Flugzeugkabine der Zukunft vor: Die Kreativität der Designer reicht von Projektionen des Himmels an die Decke bis zu überdimensionalen, runden Bildschirmen.
Konkurrent Airbus geht noch einen Schritt weiter und integriert Gemeinschaftsräume mit interaktiven Beschäftigungsmöglichkeiten, Konferenzräume, ergonomisch verstellbare Sitze und Decken aus Glas in seine Zukunftsvision. Doch trotz aller Fortschritte wird das Platzproblem – zumindest für Economy-Reisende – in den kommenden Jahren bestehen bleiben.
Visionen von „fliegenden Städten“ mit grenzenlosem Raum zum Einkaufen, Sonnenbaden und Vergnügen existieren zwar, sind aber selbst für das Jahr 2050 noch sehr ambitioniert.
Etwas realistischer ist dagegen die Etablierung so genannter „All-Wings“-Flugzeuge mit einem fließenden Übergang zwischen Rumpf und Flügeln im Luftverkehr. Diese Bauweise wird derzeit vor allem im militärischen Bereich eingesetzt, Boeing zieht sie aber auch für die zivile Luftfahrt in Betracht. Durch die wesentlich bessere Raumausnutzung könnte das Platzangebot im Flugzeug durch „all-wings“ deutlich verbessert werden.
Die Taxis der Lüfte - schon 2050 Realität?
Überlastete Straßen, kilometerlange Staus und kollabierende Nahverkehrssysteme in Metropolen verlangen nach innovativen Lösungen. Etablierte Luftfahrtunternehmen, wie auch Start-ups aus aller Welt forschen daher an Fluggeräten, die den Nahverkehr von der Straße in die Luft verlagern. Elektrisch betriebene „Lufttaxis“ könnten gleich zwei Probleme lösen: Durch den Verzicht auf fossile Brennstoffe können Feinstaub- und CO²-Emissionen deutlich reduziert werden, und durch die Verlagerung des Nahverkehrs in die Luft werden die Straßen entlastet.
Was wie eine ferne Zukunftsvision der Luftfahrt klingt, ist schon heute technisch machbar. Bereits 2017 absolvierte Volocopter einen Jungfernflug und gilt als Pionier für den elektrifizierten Individualverkehr in der Luft.
Andere Start-ups verfolgen einen ähnlichen Ansatz: Der elektrisch betriebene Lilium Jet aus München soll in der Lage sein, eine Stunde lang 300 km weit zu fliegen und vertikal zu starten und zu landen. Das fünfsitzige Lufttaxi könnte bereits 2025 den Betrieb aufnehmen und Passagiere auf den Dächern von Gebäuden abholen.
Auch Branchenriesen wie Airbus und Siemens arbeiten mit Hochdruck an Luftfahrzeugen für den Einsatz in Städten, was die Bedeutung dieses neuen Sektors für die Luftfahrt unterstreicht. Wenn die aktuelle Entwicklung anhält, werden Flugreisen mit dem Lufttaxi im Jahr 2050 genauso zum Alltag gehören wie das Reisen mit der U-Bahn.
