Grüne Luftfahrt: Die richtigen Routen

Von Ewan Thomson

Nach einigen der härtesten Jahre seit Bestehen nimmt der Optimismus in der Luftfahrtbranche zu – laut der International Air Transport Association (IATA) wird für 2023 eine Rückkehr in die Gewinnzone erwartet, wobei die Passagierzahl zum ersten Mal seit 2019 die 4-Milliarden-Marke übersteigt.

Aber auch bei einer anderen wichtigen Kennzahl muss die Luftfahrt ihre Leistung verbessern: der Dekarbonisierung. Laut der Internationalen Energieagentur (IEA) verursachte der Sektor im Jahr 2021 mehr als 2 % der weltweiten energiebedingten CO2-Emissionen, und diese Emissionen werden voraussichtlich noch weiter steigen.

Mitglieder der Internationalen Zivilluftfahrtorganisation haben sich auf das Ziel geeinigt, bis 2050 Netto-CO2-Emissionen der Branche von Null zu erreichen, und höhere Gewinne sollen ihnen dabei helfen, diesen Weg zu einem nachhaltigeren Fliegen zu finanzieren.

Ross Mitchell, Vizepräsident für Strategie und Geschäftsentwicklung beim zur Mitsubishi Heavy Industries (MHI)-Gruppe gehörenden Unternehmen MHI RJ Aviation Group (MHIRJ), schließt sich der positiven Haltung der IATA an und sagt: „Es gibt viele Gründe, für 2023 optimistisch zu sein.“ MHIRJ bietet Unterstützungsdienste für die Flugzeugindustrie, und für Mitchell sind die ersten Anzeichen einer Rückkehr zum Wachstum oft bei der Zuliefererbasis zu finden, wenn man sich die sich ändernden Trends in der Fertigung und bei der Bereitstellung von Dienstleistungen ansieht.

Die Flugzeughersteller Airbus und Boeing verzeichneten im Jahr 2022 steigende Bestellungen, nach Rückgängen in den Jahren 2020–21. MHI verzeichnete auch eine steigende Nachfrage nach seinen Kurz- und Mittelstrecken-Triebwerkskomponenten für Verkehrsflugzeuge, was Anfang 2022 zu der Entscheidung führte, sein Triebwerkswerk in Nagasaki zu erweitern. Auch andernorts in Japan erweiterte das Unternehmen im März 2023 die Kapazität seiner Flugtriebwerkswartungswerkstatt in Komaki City als Reaktion auf die steigende weltweite Nachfrage nach Wartungs-, Reparatur- und Überholungsdienstleistungen (MRO).

Die starke finanzielle Leistung von MHI ist auch ein Hinweis auf eine bevorstehende Wachstumsphase, da sich sowohl das Triebwerksgeschäft der Gruppe als auch der Bereich zivile Flugzeugstrukturen im Geschäftsjahr 2022 sehr stark erholten.

Die Lieferketten im verarbeitenden Gewerbe laufen in Erwartung eines Nachfragewachstums bereits auf Hochtouren, doch der Mangel an geschultem Personal erweist sich als hartnäckiges Problem für die Branche, insbesondere in Nordamerika, wo Mitchell ansässig ist.

„Heutzutage sind Flugzeuge nicht aus Mangel an Passagieren am Boden, sondern aus Mangel an Personal, insbesondere an Piloten und Wartungstechnikern“, sagt Mitchell. „Und die erforderliche Ausbildung für diese Rollen wird in Jahren und nicht in Monaten gemessen.“

Während Fortschritte in der Fertigung eine Rolle dabei spielen werden, die Luftfahrt bis 2050 in Richtung CO2-Null zu führen, kann laut Hiroyuki Tanaka, einem Luftfahrtexperten bei MHI, keine einzelne technologische Innovation den Erfolg des Sektors bei der Emissionsreduzierung sichern. Stattdessen wird eine Kombination aus Flugzeug-, Triebwerks- und Betriebseffizienz, nachhaltigem Flugtreibstoff (SAF), CO2-Ausgleich, Wasserstoff und Elektrifizierung Teil der Lösung sein.

Tatsächlich gibt es zahlreiche Technologien – die bereits verfügbar sind oder bald verfügbar sein werden –, die dem Sektor zum Fortschritt verhelfen könnten.

Zu den einfachen kurzfristigen Erfolgen gehört die Optimierung von Routen zur Minimierung des Kraftstoffverbrauchs. Einige Unternehmen nutzen dazu bereits Satellitentechnologie, um die Kommunikation zwischen Flugsicherung und Piloten zu verbessern und die Wahrscheinlichkeit zu verringern, dass Flugzeuge in Warteschleifen stecken bleiben oder auf die Landefreigabe warten.

„Gewichtsreduzierung und Verbesserungen der Triebwerkseffizienz bieten den Fluggesellschaften auch kurzfristig wertvolle Möglichkeiten zur Dekarbonisierung“, fügt Mitchell hinzu.

Aus diesem Grund tauschen einige Fluggesellschaften alte Flugzeuge gegen modernere Flotten aus, was zu einer Verbesserung der Treibstoffeffizienz führt. Dies wird jedoch nicht ausreichen, um das Netto-Null-Ziel bis 2050 zu erreichen.

Längerfristig ist SAF – ein Kraftstoff, der aus erneuerbaren Quellen wie pflanzlichen Rohstoffen oder Abfallstoffen wie Speiseöl hergestellt wird – laut IEA von entscheidender Bedeutung für die Dekarbonisierung der Luftfahrt. SAF ist eine wertvolle Technologie, da sie ohne Modifikationen mit bestehenden Motoren kompatibel ist, jetzt verfügbar ist und aus mehreren Quellen hergestellt werden kann, was für die Energiesicherheit und Diversifizierung von Vorteil ist.

Aber es wird nicht ausreichen, um den Kurs der Branche allein zu ändern. Die Verfügbarkeit von SAF ist begrenzt und die für die Massenproduktion erforderliche Technologie befindet sich noch in einem frühen Entwicklungsstadium. Allerdings könnten politische Entwicklungen in den USA und der EU dazu beitragen, Produktion und Nachfrage anzukurbeln.

Ein weiterer Schritt in Richtung einer kohlenstoffärmeren Luftfahrt sollte die Entwicklung batteriebetriebener und wasserstoffbetriebener Flugzeuge sein, so die IEA.

Testflüge mit wasserstoffbetriebenen Flugzeugen sind bereits im Gange, aber eine kommerziell realisierbare Reise ist angesichts des zusätzlichen Gewichts und Platzbedarfs, den diese Technologien derzeit im Vergleich zu Flügen mit herkömmlichem Flugbenzin beanspruchen, noch ein weiter Weg.

Die Vorteile wasserstoffbetriebener Flugzeuge sind jedoch attraktiv: Sie stoßen nur Wasserdampf aus. Wenn der Wasserstoff also aus einer erneuerbaren Quelle stammt, verursachen sie keine Emissionen. Wasserstoff-Brennstoffzellen können zudem schneller betankt werden als herkömmliche Flugzeuge.

Auf der anderen Seite benötigen wasserstoffbetriebene Flugzeuge sowohl kryogene Treibstofftanks als auch das vierfache Volumen an Kerosin, um die gleiche Energiemenge an Bord zu erreichen, was wertvollen Platz und Gewicht beansprucht und gleichzeitig die Kosten erhöht. Darüber hinaus ist die für die Produktion, Speicherung und den Transport von Wasserstoff erforderliche Infrastruktur derzeit begrenzt und der Aufbau teuer.

Die Wasserstoff-Flugzeugtechnologie entwickelt sich rasant weiter, es ist jedoch unwahrscheinlich, dass dies kurzfristig eine Lösung für die Dekarbonisierung des Sektors sein wird.

Ebenso ist das Potenzial batteriebetriebener Flugzeuge, zur Dekarbonisierung des Sektors beizutragen, erheblich, aber auch die Hürden, die ihre kommerzielle Einführung behindern, sind groß.

Batteriebetriebene Flugzeuge können emissionsfrei sein, wenn die Stromquelle erneuerbar ist. Sie sind leiser als herkömmliche Flugzeuge und kosten weniger Betrieb und Wartung, da sie über weniger bewegliche Teile verfügen. Sie können in geringeren Höhen und mit geringerer Geschwindigkeit operieren als Flugzeuge, die mit Kerosin betrieben werden, und zukünftige Anwendungsfälle tendieren zu Kurzstreckenflügen mit Flugtaxis.

Aber wie bei wasserstoffbetriebenen Flugzeugen ist die Energiespeicherung das Hauptproblem, da die heutigen Batterien nur einen Bruchteil der Energiedichte von Flugzeugtreibstoffen haben. Neue Möglichkeiten zur Energiespeicherung sind in der Entwicklung, aber das Problem der Energiespeicherung bedeutet, dass selbst Kurzstreckenflüge vorerst unerreichbar sind.

Die Bekämpfung der Emissionen der Luftfahrt ist eine echte Herausforderung – es müssen technologische Einschränkungen überwunden werden, damit batterie- und wasserstoffbetriebene Flugzeuge für den Massenmarkt geeignet sind. Hinzu kommen regulatorische Hürden, Einschränkungen der Infrastruktur und hohe Kosten im Zusammenhang mit der Entwicklung und Implementierung neuer Technologien.

Mitchell glaubt, dass die Zusammenarbeit ein wesentlicher Bestandteil der Dekarbonisierungsreise der Luftfahrt sein wird. Boeing und MHI kündigten im Jahr 2022 eine Absichtserklärung an, die sich auf die gemeinsame Untersuchung nachhaltiger Technologien wie Wasserstoff, Elektrifizierung, nachhaltige Materialien und klimaneutrale Antriebstechnologien sowie neue Flugzeugdesignkonzepte und die Kommerzialisierung von SAF konzentriert.

„Wir alle stehen in der Luftfahrt vor den gleichen Herausforderungen“, schließt Mitchell. „Eine Zusammenarbeit macht einfach Sinn, damit wir unsere Fähigkeiten und unser Wissen bündeln können, um in kürzester Zeit die besten Ergebnisse zu erzielen.“

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AKTIE

Ewan Thomson

Ewan ist seit über 15 Jahren als Journalist und Redakteur tätig und berichtet über Rohstoffe in der Energiebranche sowie über Kommunikations-, Landwirtschafts-, Öl- und Textilmärkte.