Mit Wasserstoff über den Atlantik?

Grundsätzlich werden zwei Möglichkeiten diskutiert, wie man Wasserstoff in Flugzeugen nutzen kann. Eine Möglichkeit ist, mittels Wasserstoffverbrennung direkt eine Turbine anzutreiben. Das ist technisch näher an existierenden Flugzeug-Antrieben und daher möglicherweise leichter realisierbar. Alternativ kann man in elektrisch betriebenen Flugzeugen den Strom mit einer Brennstoffzelle erzeugen. Kombinationen aus beiden Varianten sind ebenfalls denkbar.

Bei gleichem Energiegehalt ist Wasserstoff leichter als Kerosin. Allerdings braucht der Wasserstoff mehr Platz. Wasserstoff kann entweder gasförmig gespeichert werden, was besonders viel Platz benötigt, oder verflüssigt in Hochdrucktanks. In beiden Fällen ist klar: Der Platz dafür muss im Flugzeug geschaffen werden.

Außerdem wird auch bei Wasserstoff-Flugzeugen die Reichweite wohl begrenzt bleiben. Die größte Variante der geplanten Airbus-Flieger soll eine Distanz von 3.700 Kilometern schaffen. Für den Flugverkehr innerhalb Europas oder innerhalb der Vereinigten Staaten würde das in den meisten Fällen ausreichen, Transatlantikflüge sind damit nicht machbar.

Das bereits erwähnte Cleansky-Forschungsprojekt der EU geht in einem Szenario von optimistischeren Reichweiten aus. Demnach könnten Flüge von bis zu 10.000 Kilometern mit Wasserstoff betrieben werden. Damit wäre immerhin ein Flug von Deutschland an die US-Ostküste denkbar. Weitere Strecken, etwa von Deutschland an die US-Westküste oder nach China, sind aber wahrscheinlich mit Wasserstoff nicht zu realisieren.

CO2-frei, aber nicht klimaneutral

Mit Wasserstoff betriebene Flugzeuge würden beim Fliegen kein Kohlendioxid ausstoßen. Wenn Wasserstoff in einer Elektrolyseanlage mit erneuerbaren Energien hergestellt wird, entsteht auch bei der Produktion fast kein Kohlendioxid. Das allein ist aber eine große Herausforderung, bisher spielt dieser sogenannte grüne Wasserstoff kaum eine Rolle. Wasserstoff wird heute üblicherweise mit einem Verfahren namens Dampfreformierung aus Erdgas gewonnen - mit hohen Kohlendioxid-Emissionen.

Die Emissionen von Ruß würden bei wassertoffbasierten Flugzeugen vollständig vermieden werden. Die Lachgas-Emissionen wären bei Turbinen geringer als bei vergleichbaren Kerosinflugzeugen, bei Brennstoffzellen entsteht überhaupt kein Lachgas.

Der Ausstoß von Wasserdampf würde nach Schätzungen des Cleansky-Projekts etwa das Zweieinhalbfache eines vergleichbaren mit Kerosin betriebenen Flugzeuges betragen. Wie oben erwähnt, gibt es bei den Auswirkungen des Wasserdampfs auf Wolkenbildung und Kondensstreifen besonders viele Unsicherheiten. Wenn Wasserstoffflugzeuge tatsächlich realisiert werden, ist es daher wichtig, hier mehr Klarheit zu schaffen und die Forschung voranzutreiben. Zumindest theoretisch bestünde auch die Möglichkeit, den Wasserdampf wieder einzufangen, zu kühlen und anschließend als reines Wasser mitzutransportieren.

Bislang existieren Wasserstoffflugzeuge abgesehen von einigen sehr kleinen Modellen nur als Konzept. Sie real umzusetzen, bringt viele Herausforderungen mit sich, nicht nur in der Konstruktion selbst, sondern auch in der entsprechenden Infrastruktur. Grüner Wasserstoff müsste in großen Mengen produziert und an die Flughäfen transportiert werden. Alternativ könnte er direkt vor Ort produziert werden, dafür werden große Mengen Strom benötigt.

Eine Herausforderung für alle komplett neuen Antriebe sind auch die Zulassung und die entsprechenden Sicherheitszertifizierungen. Parallel zur Entwicklung entsprechender Flugzeuge müssten staatliche Regulierungsbehörden entsprechende Zulassungsprozesse entwickeln, da diese bisher auf die völlig neuen Technologien nicht eingestellt sind.