Technik

Hybridflugzeuge als Zwischenschritt zur elektrischen Luftfahrt

von
Marten Zabel

Für vollelektrische Verkehrsflieger reicht bisher die Akku-Technologie nicht aus. Hybridflugzeuge könnten eine Vorstufe der elektrischen Luftfahrt sein.

Eine Grafik des Hybridflugzeugs Zunum Aero.
Das Hybridflugzeug soll nur eine Vorstufe zur vollständigen elektrischen Luftfahrt darstellen – so etwa von Zunum Aero. Foto: Zunum Aero

Das erfahren Sie gleich:

  • Warum die komplett elektrische Luftfahrt mit aktueller Technologie noch nicht realistisch ist
  • Welche Energiedichte der Akku für ein Flugzeug aufweisen müsste, um lange Flüge zu meistern
  • Wie Hybridflugzeuge als Überbrückung helfen könnten

Es wird wohl noch Jahrzehnte dauern, bis die aktuellen Passagierjets durch leisere und umweltfreundlichere Elektroflieger ersetzt sind. Als Zwischenschritt könnten Hybridantriebe helfen, den enormen Schadstoffausstoß von Flugzeugen zu verringern. Denn bisher fehlt es an notwendigen Technologien mit leichteren Akkus.

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Die sind nämlich noch deutlich weiter davon entfernt, für die Luftfahrt praktikabel zu sein, als es zum Beispiel bei Autos der Fall.

So viel Akku braucht ein Flugzeug

Für die Kurzstrecke entwickeln sowohl große Flugzeughersteller – wie Boeing – als auch kleinere Start-ups – wie Wright Electric – bereits rein elektrische Passagierflugzeuge. Auf langen Strecken, so aktuelle Studien, ist die Technik einfach noch nicht vorhanden.

Um mit Kerosin als Energieträger konkurrieren zu können, müssten Akkus etwa 800 Wattstunden pro Kilogramm speichern können. Das ist etwa das Vier- bis Fünffache aktueller Lithium-Ionen-Akkus. Und selbst die nächste Generation von Akkus mit Lithium-Schwefel oder Lithium-Sauerstoff werden diese Grenze nicht erreichen.

Entsprechend bedarf es vor der vollen Elektrisierung der Luftfahrt noch Verbesserungen in einer ganzen Menge Schlüsseltechnologien:

  • Akkus brauchen eine höhere Energiedichte
  • Motoren, Elektronik und Aerodynamik bedürfen ebenfalls der Weiterentwicklung

Entsprechend ist eine Zwischenlösung nötig, soll die Umweltbelastung durch Flüge (und die ist aufgrund der hohen Feinstaubemissionen besonders hoch) gesenkt werden. Da ein Verbot ausgeschlossen ist, ist eine solche Lösung absolut notwendig.

Drei Hybridflugzeuge von Zunum Aero über einer Großstadt.
Zunum Aero ist eines von vielen Unternehmen, die sich dem Hybridflugzeug angenommen haben. Foto: Zunum Aero

Hybridflugzeuge: Auf dem Weg zur elektrischen Luftfahrt

Die Autoren der Studie zur Energiedichte für die Luftfahrt haben auch gleich eine Lösung parat. Sie sind Teil des Start-ups Zunum, das an Flugzeugen mit Hybridantrieb arbeitet. Zunächst einmal ist das im Fall von Zunum ein kleiner Flieger für bis zu zwölf Passagiere, der 2022 abheben soll.

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Hybridelektrische Antriebsformen haben bei Flugzeugen ähnliche Vorteile wie bei Autos:

  • Wie beim Pkw braucht das Flugzeug beim Start die meiste Kraft – hier sorgt ein Verbrennungsmotor oder ein elektrischer Generator an Bord für genügend Strom
  • Während des Flugs reicht dann großteils der Akku aus – was gegenüber dem Flug mit Kerosin deutlich weniger Emissionen bedeutet

Hybridflugzeuge dürften, ähnlich wie Hybride auf der Straße, nur eine Zwischenstufe in der Evolution des Verkehrs hin zu reinen Elektromobilität sein. Da eine vollständige Elektrisierung aber noch dauern kann, ist der Hybrid eine schnelle Lösung, um den Klimawandel und die Feinstaubbelastung zu reduzieren.

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