Frank Anton hat einen Wunsch. Der 61-Jährige möchte eines Tages in ein Regionalflugzeug für 50 bis 100 Passagiere steigen und mit elektrischem Antrieb von Nürnberg nach Paris fliegen. Anton ist Leiter des E-Aircraft-Teams bei Siemens und davon überzeugt, dass künftig keine Kerosin schluckenden Verbrennungsturbinen unter den Flügeln von Flugzeugen hängen – sondern Elektromotoren.
Am Dienstag sitzt der studierte Teilchenphysiker Anton zusammen mit Vertretern von Airbus und Rolls-Royce vor der Presse in London. Das Trio verkündet einen Meilenstein auf dem Weg zum elektrischen Fliegen. Längst fahren E-Autos, der US-Unternehmer Elon Musk hat jüngst einen großen E-Lastwagen vorgestellt, und es gibt E-Boote und kleinere E-Flugzeuge. Aber noch nichts Größeres. Das soll sich ändern.
Im Jahr 2020 soll erstmals ein sonst für gut 80 Passagiere ausgelegtes Regionalflugzeug als fliegendes Testlabor abheben, bei dem eines von vier Triebwerken dann elektrisch angetrieben wird. Unter dem sperrigen Projektnamen E-Fan X Hybrid-Electric Technology Demonstrator wollen europäische Schlüsselfirmen in der Luftfahrt, dem Triebwerksbau und der Elektrotechnik belegen, dass sie im weltweiten Wettbewerb um das Flugzeug der Zukunft die Nase vorne haben. Es ist auch ein Signal an Boeing, nachdem der US-Konkurrent jüngst über Zukäufe seine Kompetenz beim E-Fliegen sprunghaft ausgebaut hat.
Kooperation setzt auf Hybrid-Elektro-Motor
Die Vertreter von Siemens, Airbus und Rolls-Royce sprechen von der dritten Revolution im Fliegen, nach dem Propeller- und Düsentriebwerk. Und Siemens-Manager Anton ist davon überzeugt, dass sich die E-Triebwerke wie bei den vorherigen Technologieschüben auch diesmal wieder umfassend und relativ schnell durchsetzen – wenn sie erst mal reibungslos funktionieren und von den Aufsichtsbehörden zugelassen sind. Etwa 2030 könnten die größeren E-Regionalflugzeuge im Passagierbetrieb abheben, ist Anton überzeugt.
Zuerst muss aber getestet werden. „In der Luftfahrt kann man nur neue Technik entwickeln, wenn man auch fliegt“, sagt Anton in London. „Dazu dient der Demonstrator.“ Die drei Firmen nutzen ein Flugzeug vom Typ BAe 146 als fliegendes Labor. Wie es in Branchenkreisen heißt, wurde alternativ auch ein großer Airbus A340 als Testmodell erwogen. Dann fiel die Wahl doch auf das einst von British Aerospace entwickelte Modell.
Der Blick auf die Technik zeigt, dass Siemens, Airbus und Rolls-Royce keinen lupenreinen E-Antrieb für ein großes Flugzeug erproben. Vielmehr handelt es sich um ein komplexes Hybrid-Konzept. Es funktioniert ähnlich wie bei einem Hybrid-Auto, in dem es einen Verbrennungsmotor, einen Elektromotor sowie einen Generator gibt. „Die Zukunft des E-Flugzeugs ist hybridelektrisch“, ist Siemens-Manager Anton überzeugt.
Siemens-Elektromotor wiegt 175 Kilo
Siemens und Airbus verkündeten Anfang 2016 eine umfassende Entwicklungszusammenarbeit beim E-Fliegen für zunächst fünf Jahre. Dabei setzen sie auf die Hybrid-Technik. Im Klartext heißt es, dass bei dem jetzt vorgestellten Testflugzeug ein Düsentriebwerk durch einen Zwei-Megawatt-Elektromotor von Siemens ersetzt wird, der den Fan, also die großen Luftschaufelräder, antreibt. Zwei Megawatt entspricht grob vereinfacht der Leistung von zehn gehobenen Mittelklassewagen – wobei der Siemens-Elektromotor nur 30 Zentimeter lang und 175 Kilo schwer sein soll.
Die Elektro-Triebwerke bekommen ihren Strom aber nicht simpel aus einer Batterie. Vielmehr wird in das Testflugzeug auch Technik zur Stromerzeugung in den Rumpf eingebaut. Eine Gasturbine von Rolls-Royce, die Kerosin verbrennt, treibt einen Stromgenerator der Briten an, der wiederum den Strom in eine zwei Tonnen schwere Lithium-Ionen-Batterie einspeist. Diese wiederum versorgt den Siemens-Elektromotor unterm Flügel.
Bild: Airbus, Rolls Royce, Siemens
Beim Start des Flugzeugs, wenn besonders viel Energie benötigt wird, können Generator plus Batterie das Abheben unterstützen. Beim Sinkflug können die Triebwerksschaufeln sogar wie kleine Windmühlen arbeiten und umgekehrt sogar Strom erzeugen. Dieses Prinzip gibt es in ähnlicher Weise auch bei Elektroautos, die beim Bremsen Strom in ihre Batterien einspeisen.
Siemens-Manager Anton sieht den großen Vorteil im Hybridkonzept, dass die Energie- von der Schuberzeugung getrennt ist. Bei den derzeitigen Düsentriebwerken sind das immer tonnenschwere Einheiten unter den Tragflächen. Die Vertreter von Siemens, Airbus und Rolls-Royce sind überzeugt, dass sich mit ihrem Konzept der Kerosinverbrauch um zweistellige Prozentsätze gegenüber herkömmlichen Jettriebwerken senken lässt. Zudem sei das Fliegen dann leiser und umweltfreundlicher. Bei Siemens heißt es, dass sich die europäischen Emissionsziele mit einer Senkung des klimaschädlichen Kohlenstoffdioxid-Ausstoßes mit herkömmlichen Düsentriebwerken nicht erreichen lässt.
Experten zweifeln an Effektivität
Zwar räumt Siemens-Manager Anton ein, dass es sich im Testflugzeug um komplexe Technik handelt. Es gebe aber das Ziel, dass „der hybridelektrische Antrieb nicht schwerer als der Jet-Antrieb wird. Das wird möglich sein“, sagt der promovierte Teilchenphysiker und Hobbypilot.
Einige Experten haben dennoch Zweifel, ob hybridelektrische Flugzeugantriebe tatsächlich so effektiv sind. Beispielsweise verweist der Fachmann Bjorn Fehrm im Branchendienst Leeham darauf, dass derzeit ein Kilo Kerosin 40 Mal mehr Energie speichert als ein Kilo Batterie. Ein Flugzeug mit Kerosinantrieb würde während des Fluges immer leichter, weil Kerosin verbrannt wird, während E-Flugzeuge die schwere Batterie immer mitschleppen müssen.
Siemens, Airbus und Rolls-Royce sind hingegen von ihrem Ansatz überzeugt. Jetzt wird erst einmal im Dreierbündnis getestet. Ohnehin ist bei Airbus überhaupt noch nicht entschieden, ob Europas führender Luftfahrtkonzern überhaupt Milliardenbeträge investiert, um ein hybridelektrisches Regionalflugzeug für 50 bis 100 Passagiere zu bauen – und ob dann Rolls-Royce neben der vom Airbus-Chef Tom Enders und Siemens-Chef Joe Kaeser besiegelten engen Zweier-Kooperation weiter mit an Bord ist.
Noch mehr Pläne in der Schublade
Das Dreierbündnis für den Testflieger wird intern als vorwettbewerbliche Phase bezeichnet. Siemens hat noch viel weitreichendere Pläne mit der Entwicklung von Zehn-Megawatt-Elektrogeneratoren sowie Hochtemperatur-Supraleitungen, um Strom möglichst verlustfrei im Flugzeug zu transportieren.
Anton ist auch überzeugt, dass ein E-Regionalflieger anders aussehen wird als das jetzt genutzte Testmodell. Er vermutet, dass es sechs bis acht Motoren hätte. Über den Absatz seiner E-Flugzeugantriebe macht er sich keine Sorgen. Airbus will sie auch im Modell City-Airbus einsetzen, einer Art senkrecht startendem Elektrotaxi. Das soll bereits 2023 im Einsatz sein.
Dieser Artikel erschien zuerst bei Welt.de.