Die Luftfahrtbranche will klimaneutral werden – und setzt auf Wasserstoff als mögliche Energiequelle der Zukunft. Neue Flugzeuge brauchen dafür eine neue Infrastruktur am Boden, deren Entwicklung jetzt in Hamburg beginnt: Das DLR, Lufthansa Technik, das ZAL und Hamburg Airport werden künftig gemeinsam umfangreiche Wartungs- und Bodenprozesse in Verbindung mit der Wasserstofftechnologie konzipieren und erproben. Unterstützt wird das Vorhaben durch die Hamburger Behörde für Wirtschaft und Innovation sowie die Hamburgische Investitions- und Förderbank.

Startschuss für Hydrogen Aviation Lab

Ein Meilenstein ist jetzt erreicht: Lufthansa Technik hat die ehemalige «Halle an der Saale», die über 30 Jahre für die Lufthansa Group im Dienst stand, nun so weit vorbereitet, dass sie in den nächsten Monaten als Reallabor ausgestattet werden kann. Dazu gehören der Aufbau einer Wasserstoffinfrastruktur am Boden sowie die Installation eines Flüssigwasserstofftanks und einer Brennstoffzelle im Flugzeug, wofür das DLR seine Systemkompetenz einbringt.

Fliegen tut er nicht mehr

Die DLR-Vorstandsvorsitzende Prof. Dr.-Ing. Anke Kaysser-Pyzalla, Lufthansa Technik CEO Sören Stark, ZAL-Geschäftsführer Roland Gerhards und Michael Eggenschwiler, CEO Hamburg Airport, erläuterten dem Hamburger Senator Michael Westhagemann die thematische Ausrichtung des neuen Reallabors. Als solches wird der verwendete Airbus A320 zwar nicht mehr flugtauglich gehalten, kann aber für die realitätsnahe Untersuchung von Bodenprozessen an verschiedenste Standorte der Lufthansa Technik Basis und des Flughafens geschleppt werden.

Erkenntnisse für den Aufbau einer Wasserstoffinfrastruktur gewinnen

Senator Westhagemann sagte: «Mit dem Hydrogen Aviation Lab hat Hamburg ein grossartiges Projekt auf den Weg gebracht. Es wird einen wertvollen Beitrag leisten, die Luftfahrt für die Nutzung von Wasserstoff als Kraftstoff fit zu machen. Der Fokus auf Wartungs- und Betankungsvorgänge soll uns wichtige Erkenntnisse für den Aufbau einer Wasserstoffinfrastruktur liefern. Mit dem Reallabor ergänzen wir die Hamburger Strategie um einen zentralen Baustein, die Luftfahrt nachhaltiger zu machen. Es geht uns um zwei strategische Ziele: den Aufbau einer Wasserstoffwirtschaft in Hamburg und die Dekarbonisierung der Mobilitätsbranchen. Wir freuen uns sehr, dieses weltweit einzigartige Projekt durch den Sonderfonds Luftfahrt ermöglichen zu können.»

Forschung an echter Hardware und digitalem Zwilling

Mit dem Hydrogen Aviation Lab möchten sich die Projektpartner in Hamburg zum einen schon heute bestmöglich auf die Abfertigung und Instandhaltung wasserstoffbetriebener Flugzeuge vorbereiten, deren Indienststellung für die Mitte des nächsten Jahrzehnts prognostiziert wird. Zum anderen soll das Reallabor aber auch wertvolle Impulse an die Entwicklerinnen und Entwickler dieser zukünftigen Flugzeuggenerationen liefern, um bei kommenden Modellen die Abläufe sowie das Sicherheitsniveau in Instandhaltung und Abfertigung zu optimieren.

Mit heutigem Stand der Technik nicht praktikabel

Ein Beispiel ist die Betankung mit flüssigem Wasserstoff: Mit dem heutigen Stand der Technik würde die Betankung für einen Langstreckenflug unter Umständen mehrere Stunden in Anspruch nehmen. Angesichts der eng getakteten Betriebsabläufe in der Airline-Branche wäre das kaum praktikabel. In dieser und weiteren Forschungsfragestellungen soll das Hydrogen Aviation Lab wertvolle neue Erkenntnisse und Herangehensweisen liefern.

Vorausschauende Instandhaltung

Parallel zu den Forschungsarbeiten mit der echten Hardware wird für das Hydrogen Aviation Lab auch ein sogenannter Digitaler Zwilling des Airbus A320 erzeugt. Mithilfe von Simulationen können die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler dann auch Methoden der sogenannten Predictive Maintenance, also der vorausschauenden Instandhaltung, für die Systeme und Bestandteile zukünftiger Flugzeuggenerationen entwickeln und erproben. Auf Basis gezielter Datenanalysen lassen sich dann Ausfälle der Wasserstoffkomponenten und -systeme rechtzeitig vorhersagen, so dass ein vorsorglicher Austausch erfolgen kann, bevor der Ausfall den Betrieb des Flugzeugs beeinträchtigt.