Elektroflugzeuge: E-Mobilität erobert die Lüfte!

Fliegen zählt aufgrund des hohen CO2-Ausstoß der Flugzeuge zu den umweltschädlichsten Verkehrsmitteln. Darum versuchen große und kleine Flugzeughersteller, umweltschonende Alternativen für den Luftverkehr zu entwickeln. Die Lösung lautet: Elektroflugzeuge. Prof. Andreas Strohmayer, Leiter des e-Genius Projekt am Institut für Luft- und Raumfahrttechnik der Uni Stuttgart, gibt uns interessante Einblicke zum Thema Elektroflugzeug.

Der Wettlauf um das erste Elektroflugzeug für den Personenverkehr ist in vollem Gange. Immer mehr namhafte Firmen wie Airbus, Boeing und Siemens, aber auch kleine Unternehmen und Start-Ups (z.B. Eviation) arbeiten an Lösungen, die Luftfahrt zu elektrifizieren. Der staatliche Flughafenbetreiber Avinor aus Norwegen hat gar das Ziel ausgerufen, bis 2040 alle Inlandsflüge in Norwegen nur noch mit Elektroflugzeugen zu bedienen und nimmt damit eine Vorreiter-Rolle ein.

Entwicklung von großen Elektroflugzeugen schwierig

Bisweilen gestaltet sich die Entwicklung von elektrischen Passagierflugzeugen allerdings problematisch – vor allem für die Langstrecke. Die Batterien, die den Strom für den Elektromotor liefern, besitzen im Vergleich zu fossilen Treibstoffen zu wenig Energie im Verhältnis zu ihrem Gewicht. Würde man eine Batterie verbauen, deren Kapazität für einen Langstreckenflug ausreicht, wäre das Flugzeug schlicht zu schwer zum Abheben.

Ist Hybrid die Lösung?

Dennoch wird weiter geforscht, um die Vision vom elektrischen Fliegen verwirklichen zu können. Am Institut für Luft- und Raumfahrttechnik der Uni Stuttgart erfährt die Forschung an Elektroflugzeugen besondere Aufmerksamkeit. Mit dem e-Genius – einem elektrisch betriebenen Kleinflugzeug – hat das Team um Prof. Dr. Andreas Strohmayer diverse Rekorde aufgestellt und arbeitet hart daran, dass eines Tages auch Passagierflugzeuge elektrisch fliegen können. Wir haben uns mit ihm über das Elektroflugzeug unterhalten und gefragt, ob er es für möglich hält, irgendwann elektrisch in den Urlaub fliegen zu können:

Guten Tag, Herr Strohmayer! Danke, dass sie sich die Zeit nehmen, mir einige Frage zum elektrischen Fliegen zu beantworten. Erzählen Sie doch zunächst ein wenig etwas über sich und wie Sie an das Institut für Luft- und Raumfahrttechnik Stuttgart gekommen sind?

Prof. Strohmayer: Ich wollte mich eigentlich betriebswirtschaftlich orientieren, habe dann aber in München Luft- und Raumfahrttechnik studiert, da diese Branche besonders international ist. Anschließend habe ich im Bereich Flugzeugentwurf promoviert und war danach sieben Jahre als Geschäftsführer bei einem deutschen Flugzeughersteller tätig. 2008 suchte ich eine neue Herausforderung bei einem Flugzeughersteller in Frankreich, bevor ich 4 Jahre später nochmals in Memmingen einen Flugzeugentwicklungsbetrieb mit aufgebaut hatte. 2015 erreichte mich dann ein Anruf aus Stuttgart: ob ich mir vorstellen könnte, im Bereich elektrisches Fliegen und Flugzeugbau an der Uni Stuttgart zu lehren und zu forschen. Da ich elektrisches Fliegen als wichtigen Schritt für eine nachhaltigere Luftfahrt mit viel Gestaltungsspielraum sehe, nahm ich das Angebot dankend an.

Gleichzeitig wurden Sie Projektleiter des e-Genius-Projekts. Was macht e-Genius und wie entstand dieses Projekt?

Prof. Strohmayer: Das e-Genius Projekt hat eine lange Historie und begann 1996 mit der Entwicklung des Icaré II an der Fakultät für Luft- und Raumfahrttechnik in Stuttgart. Es war das erste elektrisch betriebene Solar-Segelflugzeug und erzeugt seine Energie durch Solarpanels auf den Tragflächen. Seit über 20 Jahren fliegen wir hier also schon elektrisch.
2011 wurde der e-Genius dann fertiggestellt als erstes reines Elektroflugzeug, das bis heute stetig weiterentwickelt wird. Der e-Genius ist ein 2-Personen-Flieger mit einer Reichweite von 400km und einer 270kg schweren Batterie an Bord, die den Elektromotor antreibt.

Star des Elektroflugzeug e-Genius bei der Green Flight Challenge 2011

e-Genius bei der Green Flight Challenge 2011

Sie haben mit dem e-Genius an zahlreichen Wettbewerben teilgenommen, bei denen eine vorgegebene Route so ökologisch und effizient wie möglich zurückgelegt werden soll und dort reihenweise Triumphe eingefahren. Was war der bislang größte Erfolg, den Sie mit dem Elektroflugzeug erreicht haben?

Prof. Strohmayer: Definitiv der Flug von Stuttgart nach Mailand und zurück an einem Tag. Dabei haben wir als erster elektrisch die Alpen überquert mit einer Flughöhe von 4000 Metern. Das ist selbst für ein treibstoffbetriebenes Kleinflugzeug ein Kraftakt. Daher sind wir hierauf besonders stolz und es zeigt, dass elektrisches Fliegen absolut konkurrenzfähig ist.
Insgesamt haben wir an diesem Tag ca. 690 Kilometer zurückgelegt – mit zwischenzeitlichem Aufladen in Mailand. Das nächste Ziel ist es, mit dem e-Genius eine Strecke von 1000 Kilometern zurückzulegen. Das wäre auch ein tolles Zeichen an die Flugzeug-Industrie!

Der e-Genius wurde mittlerweile vom reinen Elektroflugzeug zu einer Hybrid-Version mit zusätzlichem Dieselgenerator weiterentwickelt. Weshalb dieser Schritt weg vom reinen Elektroantrieb?

Prof. Strohmayer: Es ist so: Wir haben gezeigt, dass man mit einem rein elektrisch betriebenen Kleinflieger mit 2 Personen Kurzstrecken zurücklegen kann. Das große Ziel ist aber, dass die Wirtschaft das Potenzial erkennt, welches in Elektroflugzeugen steckt und dass sich diese langfristig auch für Kurz- und Mittelstrecken im Personentransport einsetzen lassen. Darum ist es wichtig, dass wir die Reichweite unseres E-Flugzeugs maximieren, aber weiter effizient und ökologisch bleiben. Dafür brauchen wir mehr Energie. Die spezifische Energiedichte von Batterien ist dafür zu niedrig. Das Flugzeug würde zu schwer werden, würden wir eine ausreichend große Batterie mit an Bord nehmen. Darum bauen wir den Dieselmotor ein, der aber erst im Steigflug zugeschaltet wird. Start und Landung finden rein elektrisch statt. Damit erweitern wir unsere Reichweite nochmals deutlich und reduzieren zudem Schadstoffemissionen und den Fluglärm im Umfeld der Flughäfen. Lärmbelästigung in An- und Abflugschneisen ist ja nach wie vor ein großes Problem, das bspw. zu Nachtflugverboten führt. Diese könnten durch deutlich leiseres elektrisches Starten und Landen bald der Vergangenheit angehören.

Das Elektroflugzeug e-Genius wird bei der Flugzeugmesse ILA 2012 vorgestellt

e-Genius bei der ILA 2012

Norwegen ist ja bereits auf dem Weg zu elektrischem Flugverkehr. Bis 2040 sollen dort alle Inlandsflüge elektrisch durchgeführt werden. Denken Sie, dass dies ein realistisches Ziel ist?

Prof. Strohmayer: Ich würde es in den nächsten 20 Jahren sehr gerne sehen, dass elektrische Flugzeuge in dieser Größenordnung fliegen. Derzeit ist das schon annähernd realisierbar mit Reichweiten von 300-500 km. Meine Hoffnung ist, dass die Batterietechnologie so weit entwickelt wird, dass man auch 500-700km schafft und Norwegen so bedient werden könnte.
Die Zulassungsverfahren solcher Flugzeuge sind allerdings sehr langwierig und teuer, wenn sie von privat oder vom Hersteller angestoßen werden. Daher braucht es bestenfalls mehr Länder, die sich dieses Ziel auf die Fahne schreiben oder eine politische Richtlinie, wie es sie für E-Autos in Deutschland gibt. Darum halte ich es für ein gutes Zeichen, dass Norwegen mit einem guten Beispiel für andere Länder voran geht!

Eine letzte Frage: Wie verhalten sich die Betriebskosten von einem Elektroflugzeug im Vergleich zu einem kraftstoffbetriebenen Flugzeug?

Prof. Strohmayer: Wir haben dazu eine Modellrechnung aufgestellt, die auch von unabhängigen Organisationen geprüft wurde. Wir kamen zu dem Ergebnis, dass ein elektrisch betriebenes 4-Personen-Flugzeug bei einer Geschwindigkeit von 150 km/h und einer Strecke von 570 Kilometern auf reine Betriebskosten von 42€ kommt. Ein kraftstoffgetriebenes Flugzeug kommt auf derselben Mission auf Betriebskosten von ca. 80 €. Damit ist das E-Flugzeug fast um die Hälfte günstiger.
Auch wenn wir hier von Kleinflugzeugen reden, ist das schon beachtlich. Skaliert man das nach oben auf ein Passagierflugzeug, wird die Kosteneinsparung sehr wahrscheinlich nicht mehr bei 50 % liegen. Allerdings sind in dieser Größenklasse Einsparungen von 10-20% auch schon ein riesiger Fortschritt. Wenn es irgendwann möglich sein sollte, mit Elektroflugzeugen solche Kostenersparnisse zu realisieren, wird die Nachfrage danach enorm steigen.

Vielen Dank für das interessante Gespräch und Ihre Zeit!

Wenn du Fragen zum Thema elektrisches Fliegen hast, schreibe sie gerne in die Kommentare! Für mehr Informationen rund um das Thema Elektromobilität, besuche unsere EnBW mobility+ Page!

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