CoCoRe: Konzeptstudie für Elektroflugzeug vorgestellt

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Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt DLR hat gemeinsam mit dem Verein Bauhaus Luftfahrt das Potenzial von Elektroflugzeugen untersucht. Konkret ging es dabei um hybrid-elektrische Regionalflugzeuge für Strecken bis 350 Kilometer. In der sogenannten Commuter-Klasse könnten Elektroantriebe sinnvoll eingesetzt werden, so die Forscher.

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Hybrid-Elektroflugzeuge sparen im Regionalverkehr CO2 ein

Im Projekt CoCoRe (Cooperation for Commuter Research) analysierten das DLR und Bauhaus Luftfahrt die Möglichkeiten von Hybridflugzeugen mit bis zu 19 Sitzen. Den Forschern ging es dabei um technische und um wirtschaftliche Aspekte. Mit dem Ergebnis, dass solche Flugzeuge im Regionalbetrieb schädliches CO2 einsparen können.

200 Kilometer Reichweite und schneller Akkutausch

In der Studie untersuchten die Forscher die Umrüstung konventioneller Flugzeugtypen wie dem 19-Sitzer Do-228 oder dem Jetstream 31 zum Elektroflugzeug. Mit Änderungen an den Fahrwerksgondeln könnte man in diesen Flugzeugen Platz für austauschbare Batteriepacks schaffen. Bei einer Gesamtflugmasse von 8,6 Tonnen und einem Akkugewicht von 2 Tonnen wären 200 Kilometer Elektroflug möglich. Die leeren Batterien können am Flughafen schnell und unkompliziert getauscht werden.

Mit Range Extender bis zu 1.000 Kilometer Reichweite

Kommen Gasturbinen als Range Extender hinzu, ließe sich die Reichweite auf 1.000 Kilometer erhöhen. Weltweit sind etwa 3.000 Commuter-Flugzeuge unterwegs und legen typischerweise Distanzen von maximal 350 Kilometern zurück. Die Hälfte der Strecken sind sogar kürzer als 200 Kilometer, so das DLR. Es geht dabei vor allem um den Zubringerverkehr zu großen Flughäfen und Ballungszentren. Die kanadische Regionalfluglinie Harbour Air Seaplanes beispielsweise lässt ihre Flotte bereits auf Elektroantriebe umrüsten. Für Europa sehen Forscher auch Bedarf für mittelgroße Städte, die schlecht an Ballungsgebiete angebunden sind. In Deutschland wären das etwa die Strecken Mannheim–Berlin, Bremen–Berlin oder Münster–Leipzig.

Keine Notreserve nötig

Durch den Range Extender lässt sich das Akku-Potenzial von 200 Kilometern vollständig ausnutzen, denn anders als beim reinen Elektroflugzeug müssen keine Notreserven eingeplant werden. Diese Kombination aus vollelektrischem Flug ergänzt um einen Range Extender würde bereits einen Großteil der CO2-Emissionen im Bereich der Commuter-Flugzeuge vermeiden, sagte Annika Paul von Bauhaus Luftfahrt. Weil sich die Energiedichte von Batterien in den kommenden Jahren noch weiter verbessern wird, sind künftig noch höhere Reichweiten möglich.

Weil die Akkus austauschbar sind, können auch längere Ladestopps vermieden werden. Die Batterien befinden sich günstig über den Fahrwerksgondeln: „Damit haben wir das Gewicht der vergleichsweise schweren Batterien genau da, wo es am Flugzeug am günstigsten bei Start und Landung sitzt – direkt über den Fahrwerken“, sagte Projektleiter Wolfgang Grimme vom DLR-Institut für Flughafenwesen und Luftverkehr.

Mit besseren Batterien und höheren CO2-Preisen wären E-Flugzeuge wirtschaftlicher

Was die Wirtschaftlichkeit von hybrid-elektrischen Flugzeugen angeht, sehen die Forscher zwei Herausforderungen. Einerseits die begrenzte Lebensdauer aktueller Batterien, die nur etwa 1.000 Ladezyklen durchhalten. Zum anderen sind die CO2-Preise im Moment sehr niedrig. Ändern sich diese beiden Faktoren, würden auch Elektroflugzeuge wirtschaftlich interessanter.

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