Emissionsfreies Fliegen Projekt zur Weiterentwicklung der Wasserstoff-Brennstoffzellen-Technologie

Die klimaneutrale Luftfahrt von Morgen benötigt CO₂-freie Antriebstechnologien. Für Regionalflugzeuge bieten wasserstoffelektrische Antriebe mit Wasserstoff-Brennstoffzellen-Technologie eine vielversprechende Möglichkeit. Diese erfährt jetzt starken Rückenwind durch das Projekt „328H2-FC“.

Unter der Leitung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Kooperation mit H2FLY, Deutsche Aircraft, Diehl Aviation sowie sechs weiteren Partnern, wird erstmals im Projekt ein Brennstoffzellen-System mit eineinhalb Megawatt Leistung für den Einsatz im Flug entwickelt. Das Projekt eröffnet eine technologische Perspektive für zukünftige Regionalflugzeuge in der 40 Sitzer-Klasse.

Anfang 2022 überreichte das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) den Zuwendungsbescheid zur Förderung. Das BMWK fördert die Realisierung des ersten Megawatt-Wasserstoff-Brennstoffzellen-Systems für die Luftfahrt mit einem Fördervolumen von rund 30 Millionen Euro.

Dornier 328 wird umgerüstet

Im Rahmen der Partnerschaft soll erstmals ein Flugzeug vom Typ Dornier 328 für den Wasserstoff-elektrischen Passagierflug umgerüstet werden. Dabei ist der Antriebsstrang zu elektrifizieren und ein Brennstoffzellensystem samt Kühlung und Flüssigwasserstofftank zu integrieren. Das Projekt „328H2-FC“ ebnet den Weg, das Potenzial von Wasserstoff für einen klimaneutralen Flugverkehr unter Beweis zu stellen.

Das einzigartige hybrid-elektrisch betriebene Demonstrationsflugzeug für die Großflugzeugklasse der EASA („CS25“) soll erstmals im Jahr 2025 abheben. Zuvor sind Tests des zu entwickelnden Brennstoffzellensystems auf einem neuen Bodenprüfstand am DLR geplant.

Prof. André Thess, Leiter des DLR-Instituts für Technische Thermodynamik sagt: „Mit einer Brennstoffzelle, die mehr als ein Megawatt Leistung erzeugt, stoßen wir das Tor zur klimaneutralen Passagierluftfahrt auf ohne CO₂-Emissionen. Am DLR-Standort Stuttgart werden wir die neue Technologie ausführlich testen, bevor wir in die Flugzeugintegration und erste Flugtests einsteigen. Bis zum Ende des Jahrzehnts könnten solche Passagiermaschinen bereits im kommerziellen Betrieb sein.“

Technologieentwicklung und -transfer

Das DLR übernimmt im Projekt die Verbundkoordination. Dazu verantwortet das DLR den Brennstoffzellenteststand, das Tanksystem, dessen Erprobung sowie die Schnittstelle von Brennstoffzellen und Tanksystem ebenso wie die Brennstoffzellen-Einhausung mit integrierten Sensoren, Sicherheitskomponenten und deren Kühlung. Für die Erprobung des Antriebsstrangs wird die BALIS-Forschungsinfrastruktur genutzt.

Zudem analysiert das DLR Emissionsdaten und untersucht die Gesamtklimawirkung einer möglichen 328H2-FC Flotte, wobei die Kondensstreifenbildung und deren Wirkung im Vordergrund steht. Darüber hinaus bringt das Projekt die DLR-Ausgründung H2FLY als Partner ein und stärkt damit die strategische Position des DLR im Bereich Technologietransfer.

Technologie in reale Umweltbedinungen bringen

Dr. Anna Christmann, Koordinatorin der Bundesregierung für Luft- und Raumfahrt: „Das Unternehmen H2FLY ist ein wichtiger Baustein für die Zukunftsstrategie der emissionsfreien Luftfahrt. Mit dem durch das BMWK geförderte Projekt haben wir die einmalige Chance den technologischen Vorsprung beim Fliegen mit Wasserstoff hier in Deutschland weiter auszubauen. Mit unserer Förderung ermöglichen wir durch Forschung die technischen Herausforderungen des Einsatzes von Wasserstoff in der Luftfahrt zu bewältigen.“

Prof. Dr. Josef Kallo, Mitbegründer und CEO von H2FLY: „H2FLY wird mit dieser Förderung seinen Vorsprung als weltweiter Technologieführer im Bereich Wasserstoff-elektrischer Antriebe ausbauen. Fliegen mit Wasserstoff ohne CO₂-Emissionen wird Realität.“ Im Reiseflug ermöglicht die Nutzung des Wasserstoff-Brennstoffzellen-Energiesystems einen Betrieb ohne CO₂-Emissionen, womit ein Großteil der Flugstrecke vollständig klimaneutral zurückgelegt werden kann. Für den energieintensiven Start wird zunächst im Rahmen der Erprobung im hybrid-elektrischen Konzept eine Gasturbine zusätzlichen Schub liefern.

Martin Nüßeler, CTO von Deutsche Aircraft: „Unsere Dornier 328 ist die optimale Plattform für die Demonstration der neuen Brennstoffzellen-Technologie. Wir können so Technologie in reale Umweltbedingungen bringen und unseren Weg in die klimaneutrale Luftfahrt beschleunigen.“

Benno Petersen, Head of Innovation and R&T bei Diehl Aerospace: „Unser Unternehmen beteiligt sich mit umfangreichen Forschungspaketen am Projekt 328H2-FC. Damit dokumentieren wir eindrucksvoll unser Interesse an dieser zukunftsweisenden Antriebstechnologie und unterstreichen die wichtige Rolle, die die Ausrüsterindustrie bei der Entwicklung solch innovativer Gesamtsysteme leistet.“

Starkes Partnernetzwerk

Das Projekt lebt insgesamt von der Zusammenarbeit in einem starken Partnernetzwerk von DLR, H2FLY, Deutsche Aircraft und Diehl Aviation (inklusive Diehl Aerospace). Weitere Projektpartner sind zudem AKG Verwaltungsgesellschaft, Bauhaus Luftfahrt, GE Aviation, HS Elektronik, Industrieanlagen-Betriebsgesellschaft und Premium Aerotec.

Die Zuwendungen des Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz für das Projekt 328H2-FC erfolgt im Rahmen des Luftfahrtforschungsprogramms (LuFo VI-2). Verbundführer ist das DLR. Das Projekt baut auf den Vorgängerprojekten 328eHY-LAB und 328eHY-TECH (LuFo VI-1) unter Leitung von Deutsche Aircraft auf.