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Nun setzen auch Flugzeugbauer auf Hybridantrieb: Doch wie viel bringt das wirklich?

E-Flugzeuge stecken noch in den Kinderschuhen. Doch zumindest einzelne Düsen sollen schon bald elektrifiziert werden. Hybridflugzeuge stehen vor dem Abflug.

Niklaus Salzmann / ch media



Während auf den Strassen immer mehr Fahrzeuge mit Elektromotoren verkehren, sieht es in der Luft düster aus: Elektroflugzeuge gibt es bis auf ein paar sehr kleine Prototypen keine. Und das wird noch lange so bleiben. Denn eine Batterie ist um ein Vielfaches schwerer als das Kerosin, welches die gleiche Energiemenge liefert. Grössere Flugzeuge müssten bereits für den Start so viele Batterien mitschleppen, dass sie mit deren Gewicht nicht mehr abheben könnten.

Zwar gibt es einige Firmen, die an der Elektrifizierung von Flugzeugen arbeiten, doch die Erfolgsmeldungen sind bescheiden. So überquerten 2015 erstmals zwei Kleinflugzeuge mit elektrischen Antrieben den Ärmelkanal. Da drängt sich der historische Vergleich auf: Elektroflugzeuge stehen heute technologisch ungefähr da, wo herkömmliche Flugzeuge im Jahr 1909 standen, als Louis Blériot als erster Mensch in einem Flugzeug den Ärmelkanal überquerte. Bis ein Linienverkehr über den Atlantik eingeführt wurde, dauerte es damals noch dreissig Jahre. Eine ähnliche Zeitspanne könnte bei der Elektrifizierung des Flugverkehrs realistisch sein.

Airbus und Easyjet investieren in die Hybridtechnologie

Doch zumindest ein bisschen elektrisch sollen Passagierflugzeuge schon früher werden. Airbus kündigt an, 2021 eine Testversion eines Hybridflugzeugs in die Luft zu schicken, das Elektroantrieb mit konventionellen Düsen kombiniert. Ziel sei es, in den 2030ern mit hundert Passagieren abheben zu können.

Hybridflugzeuge dieser Grösse bis 2030 strebt auch Wright Electric an, ein US-Start-up, mit dem die Billigfluggesellschaft Easyjet eine Partnerschaft eingegangen ist. Mit einer Reichweite von gut 500 Kilometern sollen Wright- Electric-Flugzeuge dann einen Fünftel der Easyjet-Flüge abdecken. Auch Boeing hat vor zwei Jahren via das Start-up Zunum in die Entwicklung eines Hybridflugzeuges investiert, hat sich nun aber als Geldgeber zurückgezogen.

Am weitesten ist das Projekt von Airbus. Beim E-Fan X, wie das Hybridflugzeug heissen soll, wird eine von vier herkömmlichen Düsen durch einen elektrischen Antrieb ersetzt. Beim Start und im Steigflug sind alle Triebwerke in Betrieb, im Sinkflug soll das Flugzeug rein elektrisch unterwegs sein. Die Batterien des E-Fan X enthalten aber nicht von Anfang an die Energie für den gesamten Flug. Erst unterwegs wird mittels eines Generators Strom erzeugt, der die Batterien lädt. Der Generator wird über eine Turbine angetrieben, die wiederum Kerosin verbrennt. Das tönt absurd – doch insgesamt lässt sich der Treibstoffverbrauch so tatsächlich verringern, weil die Motoren in dieser Konstellation näher bei ihren optimalen Wirkungsgraden betrieben werden.

Längerfristig sind elektrische Antriebe die sauberste Lösung

Bei Airbus heisst es, die Einsparungen beim Treibstoff könnten im zweistelligen Prozentbereich liegen. Viel ist das nicht im Vergleich zu den Einsparungen, die durch andere technische Massnahmen wie die Verwendung leichterer Materialien oder Verbesserungen der Aerodynamik in den vergangenen Jahren erreicht wurden. Easyjet gibt zum Beispiel an, seine Emissionen seit dem Jahr 2000 bereits um 32 Prozent gesenkt zu haben.

«Ich betrachte die Forschung zu elektrischen beziehungsweise hybriden Antriebssystemen als sehr wichtig.»

Tony Patt, Professor für Klimapolitik und -anpassung an der ETH Zürich, sagt: «Es ist unwahrscheinlich, dass hybride oder elektrische Systeme bis 2050 einen grossen Unterschied punkto Emissionen machen können. Aber danach vielleicht schon.» In der Zwischenzeit sei es nötig, auf nicht-fossile Treibstoffe umzustellen. Diese verursachen keinen CO2-Anstieg. Doch bei der Verbrennung von alternativen Treibstoffen gibt es andere Emissionen wie Wasser, die in der Luft ebenfalls den Treibhauseffekt verstärken. Deshalb müsse langfristig doch der Umstieg auf elektrische Antriebe angestrebt werden, sagt Tony Patt. «Ich betrachte die Forschung zu elektrischen beziehungsweise hybriden Antriebssystemen als sehr wichtig.»

Doch wenn grosse Firmen in Hybridflugzeuge investieren, geht es ihnen nicht nur um eine Verringerung der Emissionen. Ein geringerer Treibstoffverbrauch bedeutet auch tiefere Kosten – besonders, falls eine CO2-Abgabe in Kraft treten sollte. Und noch einen Vorteil haben Hybridflugzeuge. Sie sind leiser, auch beim Start. Airlines träumen deshalb davon, dereinst rund um die Uhr in dicht besiedelten Gebieten starten zu dürfen. Das könnte den Hybridantrieben den entscheidenden Startvorteil bescheren.

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41Alle Kommentare anzeigen
    Alle Leser-Kommentare
  • Mutbürgerin 07.10.2019 13:57
    Highlight Highlight Die Welt hat mit der Atomenergie schon lange emissionsfreien Antrieb. Flugzeugträger können 40 Jahre ununterbrochen herumfahren. Den Atommüll könnten wir in die Sonne schicken. Das will aber niemand fördern, da man damit nicht Demokratien zu Sozialismus umbauen kann.
    • Thomas Bollinger (1) 07.10.2019 20:15
      Highlight Highlight Hey, lass uns eine sozialistische Diktatur machen! Geht nicht, wir können noch keinen Atommüll zur Sonne schicken... 🤦‍♂️
  • wolge 07.10.2019 11:10
    Highlight Highlight Allenfalls wäre ein Stromleitsystem, wie wir es von Bussen in Städten kennen, eine Idee.

    In den Pisten werden Stromschienen installiert, welche beim Manövrieren am Boden und beim Start via Stromabnehmern direkt die Elektromotoren der Flugzeuge speisen...
    • adam gretener 07.10.2019 11:37
      Highlight Highlight Mit der so gewonnen Energie kannst Du mal einen Backofen betreiben. Aber kein Flugzeug.
  • DomKi 07.10.2019 11:08
    Highlight Highlight Wenn die klimaaktivisten so weitermachen, wird die Weltwirtschaft in einem Jahr sowieso stillstehen, dann hätten wir das Problem gelöst...
  • Eisenhorn 07.10.2019 10:41
    Highlight Highlight Können die Leute mal anfangen bei ihren Blitzen die Thermodynamik und Physik zu beachten? Leute die sagen das Elektroflugzeuge im Moment wenig sinn machen sind nicht Klima Hater, sondern solche die grundsätzliche Gesetzte der Natur verstehen. Fossile Brennstoffe sind so effektiv weil sie ~50% der Energie nicht mit sich mitschleppen müssen. Denn für die Verbrennung wird Luft benötigt die wir nicht "Tanken" müssen. Brennstoffe haben eine 100x höhere Energiedichte als Lith..-Ionen Akku's. Und da kann Greta noch so lange Poltern, bis es einen "Super-Akku" gibt machen E-Flugzeuge 0 Sinn.
    • adam gretener 07.10.2019 11:41
      Highlight Highlight So, so. Du kannst mit Kombigaswerken dreimal mehr Energie aus einem Liter Benzin oder Gas herausholen als mit Verbrennungsmotoren. Verbrenner erzeugen vor allem mal Wärme. Darum auch ihr geringer Wirkungsgrad von gegen 30%. Kann man vergleichen mit alten Glübirnen zu aktuellen LED-Lichtimtteln.
  • Gummibär 07.10.2019 10:38
    Highlight Highlight "So überquerten 2015 erstmals zwei Kleinflugzeuge mit elektrischen Antrieben den Ärmelkanal"..... und 2016 beendete Bertrand Piccard sene Welt-Umrundung mit der Solar Impulse.
    Die Entwicklung von leichten, leistungsfähign Batterien steht noch am Anfang und nichts spricht dagegen, dass sich auch hier die Entwicklung beschleunigt. Man vergleiche das Gewicht, die Grösse und Leistung der ersten Computer mit dem heutigen I-phone.
    "Wird nie möglich sein" hat man schon bei der Dampfmaschine geunkt.
  • 7immi 07.10.2019 10:10
    Highlight Highlight „nun setzen auch Flugzeugbauer auf Hybridantrieb [...]“ das stimmt so nicht. Vorgestellt hat mans 2017, intern läuft das Projekt schon deutlich länger. Ich weiss nicht weshalb, die Medien schreiben immer, als würden solche Projekte erst seit 2019 existieren, dabei wurden solche Projekte unabhängig von der Klimajugend und anderen Bewegungen vorangetrieben. Seit 2019 interessieren sich einfach die Medien dafür...
  • Wunderbar 07.10.2019 09:47
    Highlight Highlight Ex-solarimpuls Pilot Boschberg forscht ihn Sion an einem E-Flugzeug
    https://www.h55.ch/
  • der Denker 07.10.2019 08:55
    Highlight Highlight Weiss jemand wie die Elektrischen Turbinen genau funktionieren? Wird dort einfach die Luft verdichtet und mit der entstehenden Wärme und Ausdehnung Schub erzeugt? Oder wird dennoch etwas eingespritzt?
    • AfterEightUmViertelVorAchtEsser___________________ 07.10.2019 09:43
      Highlight Highlight Ich denke mal, es funktioniert ähnlich wie ein Impeller bei Flugmodellen. Einfach in gross.
    • Hattori_Hanzo 07.10.2019 09:59
      Highlight Highlight 1/2) Grundsätzlich erzeugen moderne Triebwerke den grössten Teil des Schubes mit dem Fan (Der grosse Rotor den man von Vorne sieht). Dieser blässt eignetlich bloss unmengen an Luft nach hinten. Ein Grossteil verlässt dabei das Triebwerk "unverarbeitet", ein kleiner Teil wandert durch den Verdichter/die Turbiene. Bei modernen Triebwerken geschieht dies mit einem Verhältniss von bis zu 11:1. Aus Effizienzgründen würde man die Rotationsgeschwindigkeit des Fan's gerne von der des Verdichters/ der Turbine entkoppeln. Dies wäre mit Hybrid antrieben möglich.
    • Hattori_Hanzo 07.10.2019 10:12
      Highlight Highlight 2/2) Dabei würde ein Triebwerk, dass fast seine ganze Leistung an eine Welle abgiebt, wie sie z.B bei einem Helikopter oder einem Turboprop, einen Generator antreiben, der Strom generiert. Dieser treibt dann wiederum einen klassischen Fan in seinem optimalen Betriebspunkt betreibt.

      Um deine Frage zu beantworten (für den Fall des E-Fan X): Das Triebwerk welches den Strom generiert verdichtet, "verbrennt" und expandiert Luft ganz normal, dieses befindet sich im Rumpf. Der elektrische Teil (unter dem Flügel) hingegen treibt blos den grossen Fan an. Diese beschleunigt blos Luft, ohne Verbrennung.
  • Dude 07.10.2019 08:46
    Highlight Highlight Wäre es nicht möglich anstatt Batterien Wasserstoff und eine Brennstoffzelle zu verwenden?
    Der End-Zu-End Wirkungsgrad wäre zwar nicht so gut wie bei Batterien, könnte aber doch durchaus eine Möglichkeit darstellen, nicht?
    Weiss hier jemand mehr dazu?
    • #veganseatmeat 07.10.2019 09:08
      Highlight Highlight Wasserstoff erscheint mir auch als bessere Lösung. Der Strom für die Batterie kommt in den Europäischen Ländern vornehmlich von Kohle oder Gaskraftwerken und hat somit auch eine schlechte Umweltbilanz. Und Strom mit einem Diesel oder Kerosingenerator herzustellen tönt auch wie ein schlechter Witz.
    • AfterEightUmViertelVorAchtEsser___________________ 07.10.2019 10:19
      Highlight Highlight Gibt diverse Versuchsträger. Allerdings eher bei kleineren Flugzeugen.

      https://de.wikipedia.org/wiki/Wasserstoffflugzeug
    • TheBase 07.10.2019 10:20
      Highlight Highlight Ach ja, der Mythos der Energierevolution dank Wasserstoff-Sauerstoff-Brennstoffzellen...Danke Jeremy Rifkin! 🙄

      Leider liegt der Wirkungsgrad bisher jeder kurz- bis langfristig industriell nutzbaren Wasserstoffproduktionsmethode bei bestenfalls gut 65%. Sowohl Transport als auch die aufwändige Lagerung sind dabei noch gar nicht einkalkuliert.

      Brennstoffzellen könnten in Flugzeugen, ganz im Gegensatz zu PKWs, möglicherweise tatsächlich einigermassen effektiv genutzt werden, aber alles in allem rechtfertigt der Aufwand des Aufbaus der notwendigen Industrie den Nutzen kaum bis gar nicht.

    Weitere Antworten anzeigen
  • rburri38 07.10.2019 08:32
    Highlight Highlight Beim Fliegen mache ich mir ehrlich gesagt null sorgen: Der Druck dort ist so gross, dass da stark geforscht wird und bestimmt eine Lösung kommt. Klar, es braucht noch Zeit, aber es kommt. Hingegen bei anderen Themen, Schifffahrt, Fleischproduktion, etc, passiert genau gar nichts...
    • Bene883 07.10.2019 10:47
      Highlight Highlight Das ist so nicht wahr, Schifffahrt findet genau so viel Forschung statt (Siehe Elektroschiffe aus Norwegen, Schiffsdieselmotoren etc.). Aber mir geht es sowohl als auch zu langsam, da gebe ich dir recht.
    • Sherlock_Holmes 07.10.2019 11:07
      Highlight Highlight Fast nichts ...

      Im Umkehrschluss bedeutet dies, dass einzig gesellschaftliches Umdenken und damit wirksame finanzielle Lenkungsmassnahmen zu Veränderungen und Innovationen führen.

      Grünes Handeln muss sich weltweit lohnen und durchsetzen – entweder auf kluge – oder aber auf die harte Weise, wenn uns wortwörtlich nichts mehr anderes übrig bleibt.

      Ich bevorzuge den ersten Weg, hoffe und zweifle jedoch, dass wir ihn rechtzeitig beschreiten.
  • PC Principal 07.10.2019 08:18
    Highlight Highlight Elektorflugzeuge werden sich nicht durchsetzen, weil die Batterien zu schwer sind. Fliegen könnte aber trotzdem CO2-neutral werden, zum Beispiel mit synthetischen oder Bio-Treibstoffen.
    • Hiker 07.10.2019 08:46
      Highlight Highlight Sie gehen vom Stand heute aus. Es ist aber so, dass in Batterietechnologie erst seit ein paar Jahren ernsthaft geforscht wird. Dabei sind bereits beachtliche Fortschritte gemacht worden. Offensichtlich haben Sie etwas im Artikel übersehen. Alternative Treibstoffe sind eben auch keine Lösung. Damit emittieren die Flugzeuge immer noch das Treibhausgas Wasser in einer unnatürlichen höhe in die Atmosphäre. Genauso wie Co2 und Nox.
    • Reto32 07.10.2019 08:46
      Highlight Highlight Elektroantrieb muss nicht unbedingt Batterieantrieb heissen. Wasserstoff ist für die Luftfahrt eigentlich viel besser geeignet. Deswegen ersetzen derzeit viele Armeen die Batterien in ihre Drohnen durch Brennstoffzellen - die Flugdauer kann um ein mehrfaches erhöht werden.
    • Pafeld 07.10.2019 10:36
      Highlight Highlight Verstehe nicht, warum der Kommentar so viele Blitze erhält. Es macht einen Unterschied, ob man schwere Batterien am Boden beschleunigt und wieder rekuperiert, oder die Batterie in der Luft gehalten werden muss. Biotreibstoffe erhöhen die globale CO2-Konzentration nicht. CO2-neutral heisst eben nicht, gar kein CO2 zu produzieren (wie es sich einige Klimareaktionäre nicht zu dumm sind, es weiter zu behaupten), sondern nur so viel, wie von der Biosphäre wieder gebunden wird. Zudem sind Hybridkonzepte perfekt dazu da, die teureren Biotreibstoffe konkurrenzfähig zu machen.
    Weitere Antworten anzeigen
  • DrFreeze 07.10.2019 08:04
    Highlight Highlight Hört auf mit Batterien, die Zukunft gehört der Brennstoffzelle. Das funktioniert dann auch für Flugzeuge.
    • DerHans 07.10.2019 11:48
      Highlight Highlight Je unwissender, desto Brennstoffzelle. Ich würde mal Dunning-Krueger googlen.
  • Jein 07.10.2019 07:57
    Highlight Highlight Es gibt tatsächlich auch schon eine Airline für die sich aufgrund der kurzen Strecken elektrische Flugzeuge schon jetzt lohnen - die kanadische Wasserflugzeug-Airline Harbour Air möchte ab 2022 elektrisch unterwegs sein: https://www.vox.com/2019/5/14/18535971/electric-airplane-aircraft-aviation-clean-energy
  • Thomas Bollinger (1) 07.10.2019 06:59
    Highlight Highlight Wieso sollte ein Hybridantrieb beim Start leiser sein? Gerade dann ist dich der Schub durch die Leistung der Verbrennerdüse am wichtigsten, oder täusche ich mich?
    • ghawdex 07.10.2019 08:07
      Highlight Highlight Es liegt aber auch in der Natur der Sache das bei einem ->Hybridantriebskonzept<- nicht alle Motoren durch direkte Verbrennung angetrieben werden.
      Ein E-Triebwerk dürfte also generell leiser sein als ein herkömmliches.
    • bendr 07.10.2019 08:10
      Highlight Highlight Bei modernen Triebwerken dient die Gasturbine mehrheitlich dazu den Fan anzutreiben, der Schub entsteht grösstenteils durch die Luft die nicht verbrennt (aber durch den Mantel geführt) wird. So hat z.B. das Trent XWB ein Nebenstromverhältnis (bypass ratio) von 9.6:1.
      Triebwerke sind beim Start unter anderem deshalb lauter, weil die enden der Lüfterschaufeln die Schallgrenze überschreiten!
    • Bits_and_More 07.10.2019 08:12
      Highlight Highlight Eventuell eine Konzeptfrage, Batterien könnten am Boden via Kabel geladen werden. 50% des Schubes kommt von den Elektrodüsen, 50% von den Verbrennern. Macht unterm Strich weniger Lärm als 100% Verbrenner.
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