DLR intensiviert Forschung an solaren Brennstoffen und dem Fliegen von morgen
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- Schwerpunkte: Energie, Luftfahrt, umweltverträgliche Mobilität, alternative Treibstoffe, innovative Antriebe, elektrisches und unbemanntes Fliegen
Ob aus regenerativen Ressourcen gewonnene synthetische Treibstoffe, Strom oder Wasserstoff, besonders emissionsarme Triebwerke, unbemannte Luftfahrzeuge oder Konzepte zu ihrer Integration in den Flugverkehr – die Mobilität der Zukunft soll umweltverträglicher werden. Um die Forschung an den verschiedensten Aspekten dieser bedeutenden Themen zu intensivieren, gründet das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) vier neue Institute und Einrichtungen. Mit dem am 3. Juli 2020 von Bundestag und Bundesrat beschlossenen Strukturstärkungsgesetz ist nun auch die Finanzierung gesichert. In den vom Kohleausstieg betroffenen Braunkohlerevieren wird eine sichere Zukunftsperspektive geschaffen und der Wirtschaft die Chance eröffnet, sich in den Bereichen Digitalisierung und klimaverträgliche Technologien zu positionieren sowie den Wirtschaftsstandort Deutschland zu stärken.
"Wir sind stolz, dass wir mit unseren Konzepten und Kompetenzen überzeugen konnten und mit den zukunftsweisenden Themen unserer neuen Institute und Forschungsprogramme in Nordrhein-Westfalen, Brandenburg und Sachsen-Anhalt einen wichtigen Beitrag zum Strukturwandel – unter anderem in den Braunkohlerevieren – leisten können", sagt DLR-Vorstandsvorsitzende Prof. Pascale Ehrenfreund. "Mit exzellenter Forschung in diesen neuen Instituten und Einrichtungen tragen wir zum Fortschritt auf den Gebieten des elektrischen und unbemannten Fliegens, der alternativen solaren Brennstoffe und der Dekarbonisierung der Mobilität bei. Damit liefern wir auch einen essentiellen Beitrag zur Energiewende." Der DLR-Senat hatte der Gründung der neuen Institute und dem Forschungsprogramm "Elektrisches Fliegen" bereits in seiner Sitzung am 23. Juni 2020 grünes Licht gegeben.
DLR-Institut für Future Fuels (Jülich)
Mit dem neuen DLR-Institut für Future Fuels im nordrhein-westfälischen Jülich ergänzt und verstärkt das DLR seine Forschung zur solaren Erzeugung und Speicherung von Wasserstoff und weiteren Grundstoffen für die Produktion erneuerbarer Brennstoffe. Dabei können die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler auf eine breite Basis vorhandener Erfahrungen des DLR in der solaren Thermochemie – der Erzeugung von Kraftstoffen mittels konzentrierter Sonnenenergie – zurückgreifen und die Kompetenzen weiter ausbauen.
Die Vision für das DLR-Institut für Future Fuels ist die Entwicklung technologischer Lösungen, mit denen sich solare Brennstoffe künftig im Sonnengürtel der Erde produzieren lassen. Es werden Technologien benötigt, die effizient und vor allem hochskalierbar sind. Denn für eine auf erneuerbaren Energien basierende Weltwirtschaft sind enorme Mengen an CO2-armen Kraftstoffen notwendig. Welche Verfahren erlauben es, die Ausgangsstoffe kostengünstig und im großen Maßstab zur Verfügung zu stellen? Welche flüssigen Brennstoffe können am besten aus solar erzeugtem Wasserstoff oder Kohlenstoffmonoxid hergestellt werden? Und wie lassen sich die Herstellungsverfahren optimieren? Hier besteht erheblicher Forschungsbedarf.
Ziel ist es, die heute realisierbaren Wirkungsgrade mindestens zu verdoppeln. Dies setzt neben der Arbeit an neuen Technologien auch eine intelligente, digitale Vernetzung von Ressourcen, Produktion und Verbrauchern voraus. Über "digitale Zwillinge" werden die Anlagen effizient überwacht. Außerdem soll das DLR-Institut für Future Fuels die Industrie bei der Umsetzung der Technologien unterstützen und auch sozioökonomische Aspekte sowie Logistikkonzepte bewerten.
DLR-Institut für emissionsarme Luftfahrtantriebe (Cottbus)
Das DLR-Institut für emissionsarme Luftfahrtantriebe widmet sich künftig der Forschung an Antriebstechnologien zur weiteren Verbesserung der Umweltverträglichkeit von Verkehrsflugzeugen. Damit will das DLR seinen Beitrag auf dem Weg zu einem klimafreundlicheren und leiseren Luftverkehr der Zukunft erhöhen. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler werden sich vor allem auf die Forschungsfragen konzentrieren, die in der DLR-Forschungslandschaft bislang noch nicht im Fokus standen. So sollen Lücken im Portfolio der deutschen Triebwerksforschung geschlossen werden.
Deutlich reduziert in den Emissionen und zugleich sehr leistungsstark können beispielsweise hybride Antriebe sein, also die Kombination aus Gasturbine und elektrisch erzeugtem Vortrieb. Das Institut wird an Einzelkomponenten und verschiedenen Zukunftskonzepten für alternative Flugtriebwerke arbeiten – von solchen mit alternativen Kraftstoffen betriebenen über hybride bis hin zu vollelektrischen Systemen. Wegen ihrer deutlich erhöhten Systemkomplexität stellen derartige Konfigurationen hohe Anforderungen an intelligente Regelungssysteme. Dies wird bei der Entwicklung einzubeziehen sein. Auch in Bezug auf die Luftfahrtanforderungen bedarf es neuer Regularien und Sicherheitskonzepte, die das neue DLR-Institut für emissionsarme Luftfahrtantriebe mitgestalten und mit Forschung begleiten wird.
DLR-Forschungsprogramm zu den Themen des elektrischen Fliegens (Aachen, Merzbrück, Cochstedt)
Mit dem institutionellen Forschungsprogramm intensiviert das DLR seine Forschung in den Bereichen unbemanntes und elektrisches Fliegen. In Nordrhein-Westfalen und Sachsen-Anhalt wird das DLR im Rahmen des DLR-Forschungsprogramms zu den Themen des elektrischen Fliegens an Fragen zur allgemeinen Luftfahrt (der sogenannten General Aviation oder kurz: GA), zum urbanen Luftverkehr (Urban Air Mobility, UAM) sowie zu unbemannten Luftfahrtsystemen (Unmanned Aircraft Systems, UAS) arbeiten. Zu diesem Zweck entstehen zwei neue DLR-Forschungseinrichtungen:
Die Einrichtung Technologien für Kleinflugzeuge in Aachen und Merzbrück wird sich den Themenkomplexen ‘General Aviation‘ und ‘Urban Air Mobility‘ widmen. Beide Themenfelder sollen zur Basis für eine ganz neue Form der Mobilität werden. Transdisziplinär untersuchen die Forschenden des DLR die Themen Gesamtentwurf, Fertigung, nachhaltige Antriebe, Flugphysik sowie die immer weiter zunehmende Automatisierung – bis hin zur Autonomie – neuer Systeme.
Das Kompetenzzentrum für unbemannte Luftfahrtsysteme wird sich unter anderem in Cochstedt mit der Forschung auf dem Feld UAS und ihrer sicheren Integration in den Luftraum beschäftigen. Hierbei sollen insbesondere übergreifende Themen wie Sicherheit, Akzeptanz und Skalierbarkeit in interdisziplinären Teams untersucht werden. Es soll zusammen mit der 2019 gegründeten Betriebseinrichtung des DLR in Cochstedt, dem Nationalen Erprobungszentrum für unbemannte Luftfahrtsysteme, die DLR-Forschung an zukunftsträchtigen UAS-Technologien verstärken.