Grüner Fliegen

Ein Gespräch mit Professor Rolf Henke, Mitglied des DLR-Vorstandes für Luftfahrtforschung, über die vielversprechendsten Technologien, um Fliegen umweltverträglicher zu gestalten

DLR Prof. Rolf Henke, Mitglied des DLR-Vorstandes für Luftfahrtforschung

KlimaSocial – vom Wissen zum Handeln

Die Milliardenhilfen, die Fluglinien europaweit nun zur Bewältigung der Corona-Ausfälle bekommen, sollen auch dazu beitragen, dass Flotten effizienter werden und mehr klimaneutrale Treibstoffe zum Einsatz kommen. Wie ist der Stand der Technik? Und sollte die Politik Vorgaben machen? Ein Gespräch mit Professor Rolf Henke, Mitglied des DLR-Vorstandes für Luftfahrtforschung.

München, den 11. Juni 2020

Herr Henke, ich möchte mit Ihnen über die Umgestaltung des Flugsektors und die Zukunft des CO2-neutralen Fliegens reden.

Wenn ich Sie da gleich mal unterbrechen darf. Ich störe mich daran, dass die Diskussion sich auf die Formulierung CO2 -neutral reduziert. Damit wird das Thema nicht vollständig erfasst. Um CO2 zu vermeiden, benötigen wir „nur" ölhaltige Pflanzen, aus denen man kohlenwasserstoffhaltigen Kraftstoff herstellen kann. Wir können auch Wasserstoff oder synthetische Kraftstoffe nutzen. Damit kann es gelingen, CO2-neutral zu fliegen. Damit ist aber nicht genug gewonnen, weil es auch noch die so genannten Nicht-CO2-Effekte durch Stickoxide, Ruß und viele weitere gibt. Insofern sind die neuen Kraftstoffe eine Brückentechnologie für die nächsten zehn Jahre. Dann sind andere Lösungen gefordert.

Das Problem ist also noch wesentlich komplexer?

Wir nutzen beim DLR deswegen den Begriff  „zero emission“, wohlwissend, dass die „Null“ schwer werden wird. „Zero emission“ steht sozusagen für eine ganze Philosophie, nicht nur dafür, dass wir einmal irgendwo emissionsfrei geflogen sind. Es bringt auch nichts, wenn der Betrieb zwar CO2-frei ist, aber die Herstellung von Kraftstoffen oder Flugzeugmaterialien enorm viele Ressourcen verbraucht oder sich Flugzeuge nicht gut recyceln lassen.

Sie plädieren also für eine ganzheitliche Betrachtung?

Genau. Eine Lebenszyklusanalyse ist dabei enorm wichtig – übrigens bei allen Verkehrsformen. Und dann ist es entscheidend, die Wirkung der Schadstoffe zu kennen. Das sind alle Themen, wo wir überall noch einen gigantischen Forschungsbedarf haben.

Wo zum Beispiel?

Zum Beispiel beim Wasserstoff. Da wird ja sehr viel über mögliche Anwendungen diskutiert, bis hin zur Brennstoffzelle. Wasserstoff in Bodennähe zu verbrennen, ist unproblematisch. Bildlich gesprochen tropft da Wasser aus dem Auspuff, das verdampft, fertig. Wasserdampf in großen Höhen hingegen ist das schädlichste Klimagas überhaupt. Wie das da oben wirkt, wissen wir nicht genau. Natürlich gibt es Modelle. Aber wir müssten dringend mal eine Turbine mit Wasserstoffdirektverbrennung in die Luft bringen und systematisch testen, wie sich das in der Atmosphäre auswirkt.

[Dieses Interview ist eine Ergänzung zu folgendem Text im Rahmen unserer KlimaSocial-Serie „An der Weggabelung“ ]

Wollen Sie sagen, dass aus Ihrer Sicht bislang nicht genug an klima- und umweltfreundlichen Technologien geforscht worden ist?

Wir forschen jede Menge. Aber wir haben in den letzten 30 Jahren ein stürmisches Wachstum erlebt.  Und nun werden andere Fragen drängend. Wir befinden gerade in einer Ära der der Transformation. Das Lufttransportsystem muss sich ändern; muss in Richtung Zero Emission gehen. Natürlich hat Forschung das Wachstum durch neue, gute, umweltfreundliche Technologien befördert. Denn Forschung ist ja nicht losgelöst von dem, was um uns herum stattfindet und was die Industrie oder die Gesellschaft und die Politik von uns möchten. Wenn sich dieses System jetzt transformieren soll – und das halte ich für wichtig und richtig –, dann müssen wir diese Transformation gestalten und das wird natürlich auch Geld kosten.

Es gibt verschiedene Ansätze von Biofuels bis zur hin zu rein elektrisch betriebenen Flugzeugen. Was ist aus ihrer Sicht die vielversprechendste Technologie, um Fliegen umweltverträglicher zu machen?

Die „eine“ Technologie wird es nicht geben. Wir müssen an vier Punkten arbeiten. Zum einen am Antriebsaggregat. Das ist heute eine Gasturbine, könnte morgen aber ein Elektromotor sein.  Auch wieder öfter Propeller, dann fliegt man eben wieder langsamer. Dann die Energieformen: Das könnte synthetischer Kraftstoff sein, Wasserstoff statt Kerosin oder eine Brennstoffzelle oder ein rein batterieelektrischer Antrieb.

Diese Optionen sind relativ bekannt.

Über was bislang noch sehr wenig gesprochen wird, ist der Flugpfad. Geringfügige Änderungen von Kurs, Höhe und -Geschwindigkeit können eine große Wirkung erzeugen. Die Flughöhe ist im Moment auf den Kraftstoffverbrauch optimiert. Wir haben nachgewiesen, dass anders zu fliegen zwar etwas mehr Kraftstoff verbraucht, aber eine deutlich geringere Klimawirkung erzeugen kann. 

Bisher nimmt man an, dass der Ausstoß von CO2 in der Reiseflughöhe einen deutlich größeren Schaden bewirkt als am Boden. Das heißt, das ließe sich verbessern?

Ja, genau. Und im vierten Punkt kumuliert dann alles in neuen aerodynamischen Konfigurationen: Antriebsaggregat, Energieform und Flugpfad müssen den besten Kompromiss bilden. Das heißt, diese sehr einheitliche Form, die Flugzeuge heute haben, wird es so nicht mehr geben. Sondern Flugzeuge, die in einer geschickten Kombination der anderen drei Punkte jeweils für Lang-, Mittel- oder Kurzstrecke optimiert sind.

Sie beschreiben das ideale Flugzeug mit dem idealen Antrieb für die jeweilige Mission. Die Realität sieht im Moment aber anders aus. Wenn man auf den Zeithorizont, den die Pariser Klimaverträge und die Klimawissenschaft vorgibt, um das gesteckte 1,5°-Ziel erreichen zu können, blickt, müssen die Treibhausgasemissionen weltweit zwischen 2045 und 2060 auf Null zurückgefahren werden. Wie lange wird es denn bis zu dieser idealen Form des Flugverkehrs dauern?

In der Luftfahrttechnologie nutzen wir die Skala des Technology Readiness Level (TRL), um den Entwicklungsstandes von neuen Technologien zu beschreiben. Vom Versuchsaufbau im Labor bis zum Demonstratoren sind es fünf Level. Pro Level, so die Daumenregel, dauert es etwa zwei Jahre. Das heißt, selbst wenn wir jetzt sofort anfangen, wird es das nächste wirklich neue Flugzeug nicht vor dem Jahr 2030, vielleicht 2035, geben. Und damit haben wir noch lange nicht die etwa 20.000 Flugzeuge, die gerade in Nutzung sind, ersetzt.

Auf europäischer Ebene geht es im Moment um die Eckpfeiler des „Green Deal“, mit dem Europa bis 2050 klimaneutral wirtschaften soll. Kann die Flugindustrie das leisten?

Das Jahr 2050 ist auch für die Luftfahrt ein realistischer Zeithorizont, sofern wir es bis dahin geschafft haben, offene Forschungsfragen zu beantworten, die Technologien reif zu machen und sie dann in Produkte umzusetzen. Dann kann die gesamte Luftfahrt mit kleinen, mittleren und sehr großen Flugzeugen auf verschiedene Strecken die Anforderungen des Green Deal erfüllen.

Soll die Politik im Rahmen des „Green Deal“ präzise Vorgaben machen?

Das wäre meiner Meinung nach der richtige Weg. Ich halte allerdings nichts davon, dass die Politik schon eine Technologie vorgibt. Einen guten Weg geht zum Beispiel Norwegen, das bestimmte Standards zum Thema Lärm und Emissionen fordert. Dann kann technologieoffen geforscht werden, wie man das am besten erreicht. Und wenn die Standards nicht erfüllt werden, darf nicht mehr gelandet werden.

Wird Ihre Institution ausreichend in die Politikberatung zu den anstehenden Transformationsprozessen einbezogen?

Wir sind im IPCC, dem Weltklimarat vertreten, machen auch viel Politikberatung bei Flughäfen. Aber diese Transformation, insbesondere beim Flugverkehr, ist noch einigermaßen unbestimmt. Ich glaube schon, dass wir noch mehr zu bieten hätten, als von uns abgefragt wird. 

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