Der europäische Flugzeugbauer Airbus weitet seine Wasserstoff-Aktivitäten in Norddeutschland aus und startet ein neues Entwicklungszentrum am Standort in Stade. Damit gibt es neben Bremen und Nantes in Frankreich ein weiteres der sogenannten Zero-Emission-Development-Zentren (ZEDC). Wie in Bremen geht es in Stade vorrangig um die Entwicklung von Wasserstofftanks, die später einmal in zivilen Flugzeugen verwendet werden können. Es geht insgesamt um neue Technologien, die künftig ein emissionsfreies Fliegen ermöglichen – und die Integration einer neuen Tankstruktur ist dabei von entscheidender Bedeutung.
An den beiden norddeutschen Standorten wird mit unterschiedlichen Werkstoffen gearbeitet: Im Bremer ZEDC, das 2021 gegründet wurde, konzentriert sich die Forschung rund um Systeminstallation und Entwicklung auf metallische Tanks für kryogenen Wasserstoff. In Stade steht die Entwicklung von Leichtbau-Wasserstoffsystemen mit Faserverbundwerkstoffen wie CFK im Mittelpunkt. Kryogener Wasserstoff, kurz LH2, ist tiefgekühlter Wasserstoff bei rund minus 250 Grad Celsius, der dann flüssig ist.
Was ist die Herausforderung beim Wasserstoff?
Der Einsatz von Wasserstoff als Treibstoff hin zur Dekarbonisierung des Luftverkehrs gilt als eine der vielversprechendsten Methoden. Und klimaneutral wird das Fliegen, wenn der Wasserstoff aus erneuerbaren Energien gewonnen wird. Allerdings ist Wasserstoff ein leichtes Gas mit geringer Dichte.
Um genügend Wasserstoff als Treibstoff zu transportieren, wären deshalb große Behälter notwendig, was fürs kommerzielle Fliegen wenig Sinn macht. Alternativ könnte das Gas komprimiert werden, was allerdings hohen Druck und schwere Tanks erforderlich macht. Kryogener Wasserstoff benötigt dagegen weniger Druck und Volumen.
Noch etwas macht es schwierig, Wasserstoff als Treibstoff zu nutzen: Das Gas kann sich, wenn es falsch gelagert wird, mit anderen Elementen verbinden, was zu Explosionen führen könnte. Der Einsatz von Wasserstoff könnte zudem ein komplett neues Flugzeugdesign erforderlich machen: Derzeit würden es die Anforderungen an die Wasserstoffspeicherung nicht zulassen, vor allem die Flügel als Speicher für diesen Treibstoff zu nutzen, so wie das mit Kerosin gemacht wird, so das Beratungs- und Ingenieurunternehmen Aertec. Für den Wasserstofftank käme in erster Linie der Rumpf des Flugzeugs infrage.
Was die Standorte Bremen und Stade auszeichnet
In Bremen kann auf Erfahrungen mit kryognem Wasserstoff zurückgegriffen werden. Denn dieser wird in der Raumfahrt eingesetzt. Und mit Airbus Defence and Space und der Ariane Group sind zwei der führenden Unternehmen in diesem Bereich am Standort.
Man sei in der Lage, in enger Zusammenarbeit Technologien sowohl für die zivile Luftfahrt als auch für die Raumfahrt zu entwickeln, hatte Joachim Betker, Werk- und Standortleiter, bei der Eröffnung 2021 gesagt. Das ZEDC werde eine Schlüsselrolle für die zukünftige Wettbewerbsfähigkeit des Standorts Bremen spielen. Die Rolle des künftigen Zentrums in Bremen sei dabei von besonderer Bedeutung: Denn das Design und die Integration von Tankstrukturen sei entscheidend für die Leistung eines künftigen Wasserstoffflugzeugs.
Ein Schwerpunkt des ZEDC Stade werde die Entwicklung von kostengünstigen Leichtbau-Wasserstoffsystemen mit Faserverbundwerkstoffen wie CFK sein, so ein Airbus-Sprecher. Die Technologieentwicklung umfasse die Produkt- und Industriekompetenzen von Einzelteilfertigung über die Montage bis hin zu Prüfmethoden für die Fertigung von Flüssigwasserstofftanks (LH2) aus Verbundwerkstoffen.
"Die Einrichtung eines ZEDC für Verbundwerkstoffe in Deutschland stärkt unsere Forschungs- und Entwicklungspräsenz im Land und stellt sicher, dass von Anfang an einige der besten Experten zur Unterstützung unserer Ambition zur Dekarbonisierung eingebunden werden", sagte Sabine Klauke, Chief Technical Officer von Airbus. "Darüber hinaus wird dieses ZEDC von dem breiteren Ökosystem der Verbundwerkstoff-Forschung und -Entwicklung wie dem Airbus-Tochterunternehmen Composite Technology Center und dem CFK NORD in Stade sowie von weiteren Synergien aus der Raumfahrt und maritimen Aktivitäten profitieren."
Die Tankentwicklung erfolgt in einem gemeinsamen Ansatz mit den anderen Airbus-Standorten in Europa. Das ZEDC Stade ist Teil eines Netzwerks von Entwicklungszentren für Technologien zur Reduzierung der Klimawirkung der Luftfahrt. Damit werden die bestehenden Aktivitäten der Airbus-Standorte in Bremen und Nantes sowie in Madrid (Spanien) und Filton (Großbritannien) ergänzt.
Das ZEDC in Stade wird durch öffentlich geförderte Projekte unterstützt und soll auch mit dem geplanten Innovations- und Technologiezentrum Wasserstoff in Norddeutschland verknüpft werden, um das Potenzial der Wasserstofftechnologie zu realisieren und einen Beitrag zur Dekarbonisierung der Luftfahrtindustrie zu leisten. Ziel von Airbus ist es, ein emissionsfreies Passagierflugzeug (ZEROe) bis 2035 in Dienst zu stellen.
