Trotz vorhandener Technik: Darum gibt es noch immer keine elektrischen Flugzeuge - EFAHRER.com

07. September 2022 | Tobias Stahl

Kevin Woblick/Unsplash.comPassagierflugzeuge wie dieses werden wohl noch eine Weile lang mit Kerosin unterwegs sein – aktuell lassen sie sich zumindest nicht elektrifizieren.

Der globale Flugverkehr ist für rund 3 Prozent der Treibhausgasemissionen verantwortlich. Elektrische Flugzeuge könnten die Emissionen im Vergleich zu aktuellen Flugzeugen um bis zu 88 Prozent reduzieren – aber E-Flugzeuge werden wohl noch einige Jahre lang Zukunftsmusik bleiben.

Start-up-Unternehmen und gestandene Fluggesellschaften wie United Airlines beschäftigen sich bereits seit einer Weile mit der Elektrifizierung des Flugverkehrs. Dabei geht es bislang aber vorrangig um Kurzstrecken und kleine Ultraleichtflugzeuge – aus gutem Grund: Elektroflugzeuge können nach aktuellem Stand der Batterietechnologie mit einem Energiegehalt von 250 Wattstunden pro Kilogramm (Wh/kg) auf Packungsebene neun Passagiere maximal 140 Kilometer weit transportieren, wenn man die erforderlichen Reserven berücksichtigt. Zu diesem Schluss kommt eine Analyse der gemeinnützigen Organisation "International Council on Clean Transportation"  (ICCT).

Der begrenzende Faktor ist dabei die Batterie, beziehungsweise deren Gewicht bei der erforderlichen Menge an speicherbarer Energie. Fluggesellschaften müssen bereits bei Verwendung von Kerosin als Energieträger aufs Gewicht achten – Stichwort Gepäckbeschränkungen. Heutige Batterien haben laut der ICCT-Analyse nicht die erforderliche Energiedichte, um Flugzeuge über lange Strecken in den Lüften zu halten.

E-Flugzeuge wären besonders effizient – aber die Batterien geben es nicht her

Dabei könnten die Einsparungen beim Einsatz von Elektroflugzeugen beträchtlich sein: Elektroflugzeuge können die Emissionen von CO2 und CO2-Äquivalenten im Vergleich zu mit fossilen Brennstoffen betriebenen Referenzflugzeugen um 49 bis 88 Prozent senken, so ICCT-Analyst Jayant Mukhopadhaya. Dabei ist der als CO2-intensiv verschriene Batterieproduktionsprozesses bereits mit einberechnet.

Batterien wären im Hinblick auf die Nutzung der 'vertankten' Energie auch noch besonders effizient: Etwa 70 Prozent der Energie, die zum Aufladen eines Elektroflugzeugs verwendet wird, würden letztlich auch das Flugzeug antreiben. Zwar würde es in der Batterie und im Motor zu Energieverlusten kommen, im Vergleich zu anderen Optionen wäre der Wirkungsgrad aber immer noch hoch: Flugzeuge, die mit Wasserstoff oder synthetischen Treibstoffen betrieben werden, könnten laut MIT Technology Review einen Wirkungsgrad von lediglich 20 bis 30 Prozent erreichen.

20-fache Verbesserungen bei der Batterietechnologie erforderlich, um Großraumflugzeuge zu elektrifizieren

Dennoch geht der ICCT davon aus, dass Elektroflugzeuge auf absehbare Zeit lediglich Strecken von weniger als 500 Kilometern bedienen können werden. Vergleiche man die erforderlichen Batterieparameter mit dem, was derzeit möglich ist, so werde deutlich, wie schwierig die Elektrifizierung von Flugzeugen ist: Um Regional-, Schmalrumpf- und Großraumflugzeuge zu elektrifizieren, würde eine etwa 6-, 9- und 20-fache Verbesserung der spezifischen Energie des verwendeten Batteriepakets erfordern. In den 25 Jahren von 1991 bis 2015 haben sich die spezifische Energie und die Energiedichte von Lithium-Ionen-Batterien jedoch lediglich um den Faktor 3 verbessert.

Gehe man von demselben exponentiellen Wachstum aus, also einer dreifachen Steigerung in 25 Jahren, würde es bis 2090 dauern, bis Großraumflugzeuge elektrifiziert werden können. Dies sei jedoch mit den derzeitigen Lithium-Ionen- und Festkörperbatterien aufgrund der physikalischen Grenzen der Batteriechemien nicht möglich. Die spezifische Energie gegenwärtig verwendeter Batteriechemien auf Packungsebene dürfte laut ICCT 400 bis 500 Wh/kg nicht überschreiten. Es müssten also neue Batteriechemien entwickelt werden.

Diese Zahlen bedeuten laut ICCT jedoch nicht, dass man einfach die Hände in den Schoß legen sollte. Stattdessen sprechen die Vorteile von Elektroflugzeugen in Bezug auf Energieeffizienz und Emissionsfreiheit dafür, solche E-Flieger für Kurzstrecken-Pendelflüge mit 9 bis 19 Passagieren über Strecken unter 200 Kilometer einzusetzen, wo immer dies möglich ist. Kurzstreckenflüge seien beispielsweise für einen unverhältnismäßig hohen Anteil der lokalen Luftverschmutzung durch Flugzeuge verantwortlich, so dass Elektroflugzeuge in einigen Regionen zu einer saubereren Luft beitragen könnten. Diese Flüge machen zwar nur einen Bruchteil der Emissionen des Luftverkehrs aus, dennoch bedeute jede elektrifizierte Strecke eine Verringerung der Klimaauswirkungen des Luftverkehrs und sei somit eine lohnende Investition.

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