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Mit Wasserstoff in die Luft

Technik. - Die Billigfliegerei, neuester Trend auch in Europa, bringt zwar bessere Völkerverständigung, ist aber auch eine Todsünde am Klima! Deshalb und weil Kerosin immer teuerer und irgendwann auch knapper wird, beschloss die EU sehr vorausschauend bereits vor mehr als zehn Jahren, die Entwicklung von Wasserstoff-Flugzeugen zu fördern. Sie sollten nicht Kerosin, sondern Wasserstoff zu Wasser verbrennen, das zumindest auf den ersten Blick nicht klimawirksam ist.

Von Dagmar Röhrlich | 07.12.2004

Die Idee ist alt. Schon Triebwerkserfinder Hans von Ohain hat in den 30er Jahren Wasserstoff als Treibstoff benutzt. 1957 experimentierte die US-Airforce mit einer B-57, und auch die Sowjetunion fand die Idee faszinierend, Wasserstoff statt Kerosin zu tanken und verbrannte ihn im Triebwerk einer Tu-155. Schließlich "gipfelten" die Bemühungen in einem EU-Projekt namens Cryoplane, das Anfang 2004 mit einem dicken Bericht abgeschlossen wurde.

Cryoplane, also das kommt vom griechischen Cryos, eiskalt. Cryoplane, das ist die Idee von Airbus, ein Flugzeug zu entwickeln, dass nicht mit Kerosin fliegt, sondern mit Wasserstoff. Wasserstoff wäre in verflüssigter Form im Tank, da ist er sehr kalt, minus 250 Grad Celsius, und wegen dieser tiefen Temperaturen wird das Ganze eben Cryoplane genannt.

...erklärt Ulrich Schmidtchen, der bei der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung in Berlin für die Sicherheitsanalysen zuständig war. Den Ergebnissen der Konzeptstudien zufolge sähe Cryoplane anders aus als gewöhnliche Flugzeuge. Denn der Energiegehalt des Wasserstoffs ist zwar höher als der des Kerosins, aber sein Volumen ist auch größer. Deshalb müsste das Flüssiggas in bauchigen, hochisolierenden Drucktanks stecken, die es bei Temperaturen von minus 253 Grad Celsius halten. In die Flügel - wie ein Kerosintank heute - passen solche Tanks nicht. Das macht ein radikales Neudesign erforderlich: Eine Langstreckenmaschine sähe aus, als ob eine riesige Zigarre unter ihrer Außenhaut steckte. Joachim Szodruch vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt DLR in Köln Porz:

Damit ergeben sich natürlich dann gleich die psychologischen Fragen, wo die Leute fragen, mein Gott, jetzt ist der Tank da direkt über mir, was macht das denn jetzt aus?

Seit dem flammenden Inferno des Luftschiffs "Hindenburg" ist das Image des Wasserstoffs schlecht. Dabei war er unschuldig: Der äußere, hochbrennbare Anstrich des Zeppelins hatte Feuer gefangen und ließ sich nicht löschen - der Wasserstoff fackelte nur gleich mit ab. Cryoplane ist also keine Todesfalle.

Wir haben teilweise auch zu unserer eigenen Überraschung festgestellt, dass so ein Wasserstoffflugzeug im Falle einer Notlandung vielleicht sogar sicherer wäre als ein Kerosinflugzeug.

Denn Drucktanks reißen nicht so schnell auf wie ein Kerosintank, und selbst wenn, verdampft der tiefkalte Wasserstoff aufgrund des riesigen Temperaturunterschieds augenblicklich. Der leichte Wasserstoff steigt sofort auf.

Er läuft also nicht aus und bildet Seen, wie zum Beispiel Kerosin und brennt dann stundenlang. Wenn Wasserstoff wirklich Feuer fangen sollte, dann brennt er sehr schnell, dann ist man das Problem auch sehr schnell los.

Der Einbau des Wasserstofftanks ist nicht die einzige technische Hürde. Fürs Flüssiggas braucht man andere Pumpen und Ventile. Auch die Einspritzdüsen im Triebwerk und die Brennkammer selbst müssen verändert werden, damit der Wasserstoff optimal verbrennt. Im Prinzip alles machbar, aber, so Joachim Szodruch:

In der Luftfahrt reden wir von sehr, sehr zuverlässigen Triebwerken heutzutage. Da liegt die Herausforderung, dieses umzusetzen in ein kommerzielles Produkt mit denselben Anforderungen, was Wartung betrifft, was Lebensdauer betrifft.

Obwohl wasserstoffgetriebene Autos sehr gute Umweltnoten bekommen: Für Flugzeuge muss das nicht gelten. Bei der Wasserstoff-Verbrennung entsteht dreimal so viel Wasser wie beim klassischen Kerosin. In der Reisehöhe eines Flugzeugs von zwölf bis 15 Kilometern ist Wasserdampf alles andere als harmlos.

Die Problematik wird von Atmosphärenforscher gesehen, dass wir dort einfach zu viel Wasser rausbekommen, die dann Kondensstreifen verursachen.

Aus den Kondensstreifen entstehen dünne Eiswolken. Sie wirken wie das Glasdach eines Treibhauses und tragen zur Erderwärmung bei. Vielleicht treiben Wasserstoff-Flugzeuge also den Teufel mit dem Belzebub aus? Das muss noch erforscht werden. Daneben gibt es ein handfestes praktisches Problem: Weil die Wasserstoffwirtschaft noch in den Kinderschuhen steckt, ist die Alternative Cryoplane - wenn überhaupt - eine langfristige.