Wasserstoff: Der zukünftige Treibstoff der Luftfahrt?
Dies ist der erste Artikel einer Serie über die Herausforderungen des Wasserstoffs im Luftfahrtsektor. Teil 2 lesen
Wasserstoff gilt als vielversprechende Lösung, um die Luftfahrt umweltfreundlicher zu machen. In einem perfekten Szenario würden Flugzeuge einfach mit Wasserstoff anstelle des heute verwendeten herkömmlichen Jet-A-Kraftstoffs betankt werden. Leider ist die Herstellung, Lagerung und der Transport dieses emissionsfreien Treibstoffs der nächsten Generation mit einer Reihe von Problemen verbunden.
Arten der Wasserstoffproduktion
Wasserstoff ist das neunthäufigste chemische Element im Universum, kommt aber nur selten in reinem Zustand vor. Damit Wasserstoff als Brennstoff verwendet werden kann, muss er entnommen werden. Die gängigste Form der Wasserstofferzeugung ist der so genannte graue Wasserstoff. Er wird aus Erdgas durch Methandampfreformierung gewonnen. Bei dieser Form entstehen Treibhausgase, die in die Atmosphäre gelangen. Um die CO2-Bilanz dieses Prozesses zu verbessern, kann eine CCS-Anlage (Carbon Capture and Storage) hinzugefügt werden, die die CO2-Emissionen auffängt und unterirdisch speichert. Bei diesem Verfahren wird so genannter Blauer Wasserstoff erzeugt. Das ultimative Verfahren zur Herstellung von Wasserstoff, das keine schädlichen Emissionen verursacht, ist grüner Wasserstoff. Grüner Wasserstoff nutzt erneuerbare Elektrizität, die idealerweise aus Wind- oder Sonnenenergie stammt, um eine Elektrolyse von Wasser durchzuführen.
Warum Wasserstoff als Kraftstoff?
Es wurde festgestellt, dass die Luft- und Raumfahrtindustrie für die Freisetzung von über 900 Millionen Tonnen Kohlendioxid (CO2)-Emissionen pro Jahr in die Atmosphäre verantwortlich ist1. Mehr als 30 Länder, darunter der Green Deal der Europäischen Union, und verschiedene Organisationen wie die Internationale Zivilluftfahrt-Organisation (ICAO) und die Air Transport Action Group (ATAG) haben sich verpflichtet, die CO2-Emissionen im Luftfahrtsektor zwischen 2005 und 2050 um 50 Prozent zu senken und schließlich bis 2050 auf Null zu reduzieren. Wasserstoff hat einen fast dreimal so hohen Energiegehalt wie Benzin (spezifische Energie), und aufgrund seines natürlichen Vorkommens und der Vermeidung von CO2-Emissionen bei kohlenstofffreier Herstellung wird Wasserstoff als Alternative zu herkömmlichem Flugzeugtreibstoff in Betracht gezogen.
Herausforderungen für die Industrie
Veränderungen in der Luft- und Raumfahrt erfordern jahrelange Forschungs- und Entwicklungsarbeit und ein hohes finanzielles Engagement, um die Einhaltung von Sicherheitsmaßnahmen und Vorschriften zu gewährleisten, insbesondere bei der Einführung neuer, bahnbrechender Technologien. Wasserstoff als Kraftstoff stellt die gesamte Infrastruktur der Luftfahrt vor technologische Herausforderungen. Es gibt viele Unbekannte über Wasserstoff und sein Verhalten in den anspruchsvollen Umgebungen der Luft- und Raumfahrt. Innovation, fortschrittliche Technologien und Werkstoffe, die den komplexen Eigenschaften von Wasserstoff wie Permeation, geringe Schmierfähigkeit und niedriges Molekulargewicht standhalten können, werden entscheidend sein.
Auch wenn die Erwartungen und der Zeitplan für die Senkung der Kohlenstoffemissionen in der Luft- und Raumfahrt aggressiv erscheinen, können wir es mit Entschlossenheit und Zusammenarbeit 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