Emissionsfrei elektrisch abheben
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- Im Mittelpunkt der Fachkonferenz E2Flight 2021 steht die Vision vom CO2-freien Fliegen.
- Die Tagung findet am 25. und 26. Februar 2021 virtuell statt: Experten aus Industrie, Forschung und Politik tauschen sich rund um das Thema elektrisch Fliegen aus.
- Themenschwerpunkte sind elektrische Antriebe, neuartige Flugzeugkonzepte, Energiesysteme und deren Integration im Flugzeug.
- Schwerpunkte: Luftfahrt, Energie, Verkehr, Wasserstoff, Zero Emission Aviation
Im Mittelpunkt der Fachkonferenz E2Flight 2021 steht die Vision vom emissionsfreien Fliegen. Zum sechsten Mal richten das DLR-Institut für Technische Thermodynamik und das Institut für Flugzeugbau der Universität Stuttgart die Tagung zusammen mit dem Flughafen Stuttgart aus. Die Online-Veranstaltung gibt am 25. und 26. Februar 2021 einen Einblick in alle Themen rund ums elektrische Fliegen: Experten berichten über Projekte zu neuartigen Flugzeugkonzepten, Energiesystemen und -speichern sowie hybriden Antrieben einschließlich deren Integration ins Flugzeug.
Elektrisch fliegen mit Wasserstoff und Brennstoffzelle
Um den Luftverkehr von morgen klimaverträglich zu gestalten, spielt Wasserstoff eine wichtige Rolle: Antriebssysteme und Energiespeicher auf Basis von Brennstoffzellen arbeiten emissionsfrei. „Wasserstoff lässt sich aus erneuerbaren Energien gewinnen. Dieser grüne Wasserstoff hat in Verbindung mit Brennstoffzellensystemen das Potenzial, emissionsfreies Fliegen möglich zu machen“, erklärt Prof. Josef Kallo, Leiter der Abteilung Energiesystemintegration am DLR-Institut für Technische Thermodynamik.
Gemeinsam mit der Industrie entwickelt und erprobt das DLR-Institut für Technische Thermodynamik in Stuttgart Brennstoffzellenantriebe für Flugzeuge. Im Mittelpunkt steht, deren Leistung zu steigern. Mit der Hy4 hat die DLR-Ausgründung H2FLY das erste viersitzige Passagierflugzeug mit wasserstoffelektrischem Antrieb zum Fliegen gebracht. DLR und H2FLY bündeln erfolgreich ihre Kompetenzen, um den Antriebsstrang zu weiterzuentwickeln. Im Dezember 2020 hat das Forschungsflugzeug Hy4 die Zulassung für den europaweiten Testbetrieb erhalten. Die Technologie der Hy4 soll als Grundlage für ein vierzigsitziges Passagierflugzeug dienen.
Neuer Brennstoffzellenantrieb mit 1,5 Megawatt
Im Forschungsprojekt BALIS geht das DLR einen Schritt weiter und arbeitet an Antriebssystemen mit Leistungen im Megawatt-Bereich. „Gerade für Kurz- und Mittelstreckenflugzeuge bis 50 Passagiere und für Lufttaxis sind Brennstoffzellenantriebe hervorragend geeignet. Ein großer Vorteil sind dabei deren hohe Wirkungsgrade“, betont Josef Kallo.
Übliche Brennstoffzellenantriebe leisten rund 100 bis 200 Kilowatt. Jedoch lassen sich nicht beliebig viele kleine Systeme zu einer höheren Gesamtleistung kombinieren. „Bei 1,5 Megawatt liegt eine ‚Schallgrenze‘, was die Architektur und die Leistungsfähigkeit heutiger Komponenten von Brennstoffzellensystemen betrifft“, beschreibt Josef Kallo. „Wir müssen möglichst wenige sogenannte Brennstoffzellen-Stacks mit hoher Leistung zusammenbringen.“ Dazu wollen die DLR-Forscherinnen und -Forscher neue Ansätze und Komponenten mit optimierten Stromdichten und Spannungen entwickeln.
Neue Antriebsformen ermöglichen neue Flugzeugkonzepte
Im Projekt EXACT (Exploration of Electric Aircraft Concepts and Technologies) untersucht das DLR, wie sich Antriebe auf Basis von Brennstoffzellen und Batterien in Flugzeuge integrieren lassen. „Elektrifiziertes Fliegen eröffnet völlig neue Möglichkeiten Flugzeuge auszulegen“, erläutert Dr. Johannes Hartmann, Leiter des Projekts EXACT beim DLR-Institut für Systemarchitekturen in der Luftfahrt. „Die Flugzeuge der Zukunft können ganz anders aussehen. Die Antriebe lassen sich auf eine völlig andere Art in den Flugzeugrumpf und in die Tragflächen verteilen und einbauen.“
Das DLR hat den Flugverkehr dabei ganzheitlich im Blick: Können alternative Antriebe gleichzeitig ökologisch und wirtschaftlich sein? Welche Infrastruktur muss neu geschaffen werden, welche lässt sich weiter nutzen? Wie verändern sich die Abläufe an Flughäfen? „Wir entwickeln neue Technologiebausteine für ein ökoeffizientes Verkehrsflugzeug. Unser Ziel ist, bis zum Jahr 2040 die erforderlichen Komponenten für ein Luftfahrzeug mit mindestens 70 Sitzen und einer Reichweite von 2.000 Kilometern zur Einsatzreife zu bringen“, erklärt Johannes Hartmann. „Ein weiterer Aspekt ist dabei, wie sich neuartige Antriebe auf die Atmosphäre und somit auf das Klima auswirken.“
Zur Online-Veranstaltung können Sie sich hier auch kurzfristig noch anmelden.
DLR-Forschung für einen klimaneutralen Luftverkehr
Die Folgen des Klimawandels fordern unser Handeln für einen klimaneutralen Luftverkehr. Dabei geht es um neue Technologien, die auch in Zukunft eine globale Mobilität gewährleisten. Mit 25 Instituten und Einrichtungen in der Luftfahrtforschung treibt das DLR diesen Wandel mit nachhaltigen Technologien für eine zukunftsfähige umweltverträgliche Luftfahrt voran. Eine wichtige Rolle spielen dabei auch unsere Kompetenzen aus den Forschungsprogrammen Raumfahrt, Energie und Verkehr.
Das DLR verfügt über eine Systemkompetenz in der Luftfahrtforschung und sieht sich in der Funktion eines Architekten. Das Ziel des DLR ist eine „emissionsfreie Luftfahrt“, um die gesetzten Klimaziele zu erreichen. Dabei müssen die Forschungsergebnisse direkt in die Entwicklung neuer Produkte einfließen.
Auf dem Weg zum klimaverträglichen Luftverkehr besteht ein erheblicher Forschungs- und Entwicklungsbedarf, der einer kontinuierlichen Förderung und Unterstützung bedarf. Vieles davon muss in den Grundlagen erforscht, praktisch erprobt und zugelassen werden. Das DLR kann das mit Großanlagen, wie seinen Forschungsflugzeugen, Antriebsdemonstratoren und Großrechnern. Im Jahr 2020 hat das DLR gemeinsam mit dem BDLI das Whitepapers ZERO EMISSION AVIATION veröffentlicht. Aktuell arbeitet das DLR an einer ZEROEMISSION-Strategie.