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Die Zukunft des Fliegens In zwei Stunden um die halbe Welt

100.000 Flüge starten weltweit pro Tag. Drei Milliarden Menschen pro Jahr wollen befördert werden. Bald wird sich die Zahl verdoppeln. Welche Konzepte gibt es in der Luftfahrt, diese Massen auch in Zukunft zu transportieren?

Stand: 20.07.2016

Ein Film von Stefan Geier

Erdöl

Problem

Erdölraffinerie

Der Ölvorrat auf der Erde ist endlich. Irgendwann gibt es kein Erdöl mehr. Was tun? Immerhin verbrennen wir derzeit 190 Millionen Tonnen Kerosin pro Jahr - nur zum Fliegen.

Lösung 1

Professor Thomas Brück im Algentechnikum, TUM

Das Kerosin durch einen Kraftstoff aus nachwachsenden Rohstoffen ersetzen, zum Beispiel durch Mikro-Algen, aus denen Wissenschaftler Algenkerosin herstellen können. Vorteil: Algen wachsen in Salzwasser und schnell, sind widerstandsfähig und enthalten Lipide und damit Öl. Zudem besteht kein sogenanntes Teller-Tank-Problem, weil Algen im Gegensatz zu Mais beim Anbau keine Nahrungspflanzen verdrängen würden. Nachteil: Bislang konnte Algenkerosin nur in kleinen Mengen erzeugt werden. Um für einen Testflug 50 Liter Biokerosin zusammen zu bekommen, mussten Ingenieure weltweit Treibstoff einkaufen und nach Deutschland fliegen. Energiebilanz: ernüchternd! Algenkerosin ist zudem achtmal so teuer wie herkömmliches Kerosin, kostet also rund 400 statt 50 Euro pro Fass. Das Öl aus Algen ist aber zumindest so vielversprechend, dass es eines Tages einen Teil des Kerosins aus Erdöl ersetzen könnte.

Lösung 2

Solarthermieanlage

Das Kerosin mit der Kraft der Sonne erzeugen. Forscher haben im Labor gezeigt, dass es möglich ist, aus Wasser, CO2 und solarer Energie Kerosin zu erzeugen. Bei Temperaturen um die 1.500 Grad Celsius wird ein sogenanntes Synthesegas erzeugt. Daraus lässt sich Kerosin gewinnen, das chemisch vom fossilen Kerosin nicht zu unterscheiden ist. Allerdings ist der Prozess noch zu wenig effizient. Wenn es gelingt, den Wirkungsgrad zu steigern, wäre eine Produktion von Kerosin aus Sonnenlicht denkbar. Genügend Flächen für solche "solaren Kerosinfabriken" gäbe es weltweit genug.

Abgase

Problem

Flugzeug-Triebwerk

Flugzeuge stoßen Kohlendioxid und Stickoxide aus. Die Luftfahrt hat ein schlechtes Umweltimage und das zurecht: Betrachtet man nur den Verkehrssektor, stammen 24 Prozent des Kohlendioxid-Ausstoßes weltweit von Flugzeugen.

Lösung

Lithium-Ionen-Batterien

Abgase könnte man mit Batterie-Betrieb verhindern. Elektrisches Fliegen ist momentan die einzige Möglichkeit, die Klimaziele der EU bis 2050 zu erreichen. Der Wermutstropfen: Batterien, die große Flugzeugtriebwerke antreiben können, gibt es (noch) nicht. Sie müssten mindestens zehnmal mehr leisten als heute verfügbare. Und der Strom müsste regenerativ erzeugt werden, damit die Energiebilanz stimmt. Luftfahrt-Experten glauben, dass elektrisches Fliegen langsam und über kleine Flugzeuge in den Flugverkehr gelangen könnte. Große Jets werden jedoch nie nur mit Batterien betrieben werden.

Kondensstreifen

Problem

Kondensstreifen

Durch die Abgase von Flugzeugen entstehen Kondensstreifen. Sie leiten die Wärmestrahlung wieder zur Erde um und tragen so zur Erderwärmung bei.

Lösung

Tower, Flughafen München

Würden Routen besser geplant und in unterschiedlichen Höhen, könnte man die Bildung von Kondensstreifen eindämmen.

Fluggastzahlen

Problem

Fluggäste

Pro Jahr fliegen derzeit drei Milliarden Menschen weltweit. Die Zahl wird sich bald verdoppeln, denn Schwellenländer wie China, Brasilien und Indien entdecken das Fliegen gerade erst.

Lösung

Stadtflughafen, Visualisierung

Es könnten mehr Menschen schneller transportiert werden, wenn es Stadtflughäfen gäbe. Das sind Flughäfen mitten in der Stadt, die zum Beispiel direkt über einen Bahnhof gebaut werden. Passagiere kommen im Untergeschoss mit dem Zug im Bahnhof an und gelangen über mehrere Ebenen zum Flughafen. Auf dem Weg passieren sie Sicherheitskontrolle und geben das Gepäck auf. Wunschvorgabe: Vom Zug bis zum Abflug sollen nur 30 Minuten vergehen. Mindestens 500 Standorte haben Forscher weltweit entdeckt, die sich für Stadtflughäfen eignen würden. Der Haken: Fragen zu Sicherheit, Abgasen und Lärm müssen noch geklärt werden. Es ist fraglich, ob City Ports von Stadtbewohnern akzeptiert würden.

Flugdauer

Problem

Luftaufnahme von Los Angeles, USA

Langstreckenflüge dauern lang. Könnte man schneller fliegen, könnten insgesamt mehr Passagiere transportiert werden.

Lösung

Modell des Spaceliners

Fliegt man hoch oben in der Atmosphäre, wo der Luftwiderstand geringer wird, ist der sogenannte Hyperschall möglich. Das gilt grundsätzlich auch für Passagiermaschinen. Durchdekliniert wird das extreme Konzept mit dem Spaceliner. Bisher gibt es diesen nur als Modell und als Simulation. Passagierflugzeuge müssten für den Flug im Hyperschall neu gebaut werden - mit Material aus der Raumfahrt, denn die Unterseite des Flugzeugs wird mehrere 1.000 Grad heiß. Nach der Landung müsste das Flugzeug gut zwei Tage ruhen. Im normalen Flugbetrieb wäre das undenkbar, aber für Spezialeinsätze könnte der Spaceliner interessant sein. In zwei statt elf Stunden von Deutschland nach Los Angeles? Das hätte was! Vor allem einen stolzen Preis: Schätzungsweise würde der Schnellflug von Europa in die USA mehr als 10.000 Euro kosten.

Fazit

Alternative Kraftstoffe, saubere Energie, sparsamere Flugzeuge und City Flughäfen: Konzepte dafür gibt es schon. Die Umsetzung wird aber wahrscheinlich noch Jahrzehnte dauern. Denn eine Patentlösung für alles gibt es nicht. Nur die richtige Mischung wird den Flugverkehr der Zukunft vor dem Kollaps bewahren können.


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