Flugzeuge sind ein fester Bestandteil der Reisebranche. Millionen Urlauber fliegen jährlich in den Urlaub, um ihre Lieblingsländer zu besuchen oder neue Destinationen zu entdecken. Umweltschonend ist das nicht gerade – deshalb forschen viele Wissenschaftler, wie Flugreisen nachhaltiger gestaltet werden können.

Einer von ihnen ist Jens Friedrichs. Er ist Professor an der TU Braunschweig im Institut für Flugantriebe und Strömungsmaschinen und Sprecher des Exzellenzcluster SE2A. Hinter diesem Namen verbirgt sich eine Gruppe von Wissenschaftlern der TU Braunschweig, der Leibniz-Universität Hannover und des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR). 

Bei ihrer Forschung haben sie den Gesamtkontext im Blick. Sie fokussieren sich nicht nur auf die Form von Flugzeugen, sondern auch auf die Energiesysteme, und beschäftigen sich mit Fragen wie: Wie kann man die Energie für zukünftige Flugreisen speichern? Wie weit können Flugzeuge mit Batterien, synthetischen Kraftstoffen oder Wasserstoff fliegen? Und: Wie müssen beispielsweise die Routen und die Aerodynamik der Flugzeuge verändert werden, um mit nachhaltigen Kraftstoffen Energie zu sparen? 

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„Wir sind davon überzeugt, dass n achhaltige Luftfahrt nur geht, wenn man an allen Aspekten arbeitet. Ein reines Austauschen des Antriebs bei sonst unveränderten Rahmenbedingungen wird uns nicht dahin bringen, wo wir hinwollen“, sagt Friedrichs im Gespräch mit dem reisereporter.

Batterien, Edelkerosin und Wasserstoff – sind das die Energieträger der Zukunft?

Mit welchem Antrieb sind die Flugzeuge der Zukunft unterwegs? Ein Forschungsansatz des Exzellenzclusters beleuchtet die Alternativen zum klassischen Kerosin als Energieträger in Flugzeugen. Eine Erkenntnis: Batterien könnten für kleine Flugzeuge und kurze Strecken eine emissionsfreie Lösung sein, aber nicht für Langstreckenflüge mit einem Jumbojet – sagt der Experte. Warum ist das so?

„Die Leistungsanforderungen sind sehr groß und die Speicherkapazität einer Batterie vergleichsweise gering – das wissen wir schon aus dem Automobilbereich“, erklärt Friedrichs. Bei größeren Maschinen könnte daher eher Edelkerosin zum Einsatz kommen. Das ist ein synthetischer Antriebsstoff, der aus Kerosinersatzstoffen hergestellt wird, indem man Strom aus erneuerbaren Energien und CO2 verwendet und zusammenführt.

Der Nachteil: Da beim Fliegen das bereits gebundene CO2 wieder ausgestoßen wird, ist das Edelkerosin zwar CO2-neutral, aber nicht klimaneutral. „Wenn es in zwölf Kilometern Höhe ausgestoßen wird, ist es in der Luft sehr viel schädlicher als am Boden“, so Friedrichs. Außerdem sei die Herstellung bisher extrem teuer.

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Sehen Flugzeuge der Zukunft aus wie eine Flunder?

Deutlich günstiger als Energieträger ist Wasserstoff. Mittelgroße Flugzeuge könnten mit einer Brennstoffzelle, die mit Wasserstoff betrieben wird, fliegen. Dafür müsste sich allerdings die Form der Flugzeuge verändern, denn es wird viel mehr Platz zur Lagerung benötigt. „Wasserstoff braucht bei selber Energie viermal so viel Volumen wie hochenergetisches Kerosin. Dieses Volumen muss das Flugzeug irgendwie bereitstellen. Dafür braucht man ein größeres Rumpfvolumen“, sagt Friedrichs.

Dementsprechend könnten die Flugzeuge der Zukunft laut dem TU-Professor die Form einer Flunder haben. „Sie wären also etwas flacher und der Rumpf würde fließend in die Flügel übergehen. Dadurch hätten sie deutlich mehr Volumen und gleichzeitig eine sehr gute Aerodynamik.“

Diese möglichen Flugzeugtypen für die Zukunft hat Airbus entworfen. Darunter: ein Flugzeug in Form einer Flunder.

Flugzeuge ohne Fenster: Sieht so das Fliegen in der Zukuft aus?

Ein Flugzeug in Form einer Flunder würde deutliche Veränderungen für die Passagiere mit sich bringen. Die Reisenden würden in einem Raum sitzen, der sehr breit wäre. Einfach aus dem Fenster zu schauen wäre nur bedingt möglich.

„Deshalb könnte ich mir vorstellen, dass statt Fenster in rund 30 Jahren nur noch Projektionen an den Wänden die Außenwelt abbilden“, spekuliert Friedrichs. Erste Tests des DLR mit Bildschirmen statt Fenstern hätten ergeben, dass die virtuelle Darstellung unbedingt synchron mit den echten Flugbewegungen sein muss. „Sonst wird den Reisenden schlecht“, so der Sprecher des Exzellenzcluster.

Bisher würden Fenster ohnehin nur für die Passagiere verbaut, weil diese gern rausschauen. Das sei aber generationsabhängig. Jüngere Reisende würden mittlerweile nicht unbedingt am Fenster sitzen wollen, sondern ein Unterhaltungs-Programm auf einem Monitor bevorzugen.

Da das Reisen in der Zukunft mit emissionsfrei sein soll, wird es teurer. Als Ausgleich könnten zusätzlicher Komfort und Entertainment dienen.

Fliegen in der Zukunft wird teurer – Entertainment könnte Ausgleich schaffen

„Da emissionsarmes und -freies Fliegen etwa 20 Prozent teurer sein wird als das heutige Fliegen, müssen den Passagieren unweigerlich hochwertigere Boordprodukte geboten werden, damit sie bereit sind, für die höherpreisigen Tickets zu bezahlen“, erklärt Friedrichs.

Die Airlines müssten also die Speisemöglichkeiten, das Entertainment-Programm und den Sitzkomfort verbessern. Eine Möglichkeit, um den Flug trotz hoher Auslastung dennoch so angenehm wie möglich zu machen, sind laut Friedrichs Doppelstock-Sitze, wie sie bereits das Start-up Zephyr Aerospace aus den USA entworfen hat.