Junge Unternehmen wie Universal Hydrogen, ZeroAvia oder H2FLY arbeiten derzeit an nachrüstbaren Brennstoffzellenantriebssystemen für Verkehrsflugzeuge. So sollen in den nächsten Jahren Retrofit-Kits für Regionalflugzeuge wie die De Havilland Canada Dash 8-400 und die ATR 72-600 zur Verfügung stehen. Eine Studie des International Council on Clean Transportation (ICCT) hat nun das Potenzial von solchen nachgerüsteten Flugzeugen unter die Lupe genommen.
Als Basisflugzeug verwendet die Studie eine ATR 72 und vergleicht sie mit einer, die mit einem Brennstoffzellenantrieb nachgerüstet wird. Dabei werden sowohl die Nutzung von flüssigem als auch von gasförmigem Wasserstoff berücksichtigt. Untersucht werden Flüge von 400 Kilometern (etwa die Strecke New York City – Washington D.C.) und 700 Kilometern (vergleichbar mit Berlin – Brüssel).
Der Autor kommt zu dem Ergebnis, dass eine wasserstoff-elektrische ATR 72 energieeffizienter ist als eine mit Kerosin betriebene. Allerdings würde die ATR 72 bei der Nutzung von Flüssigwasserstoff wegen der Tanks im Rumpf 14 ihrer ursprünglich 78 Sitze verlieren. Bei gasförmigem Wasserstoff wären es sogar 20 Sitze weniger. Immerhin: Mit beiden Wasserstoffvarianten hätte das Flugzeug noch eine Reichweite, die größer wäre als 90 Prozent aller Strecken, die ATR 72 im Jahr 2019 geflogen sind. Für gasförmigen Wasserstoff ergeben sich 750 Kilometer Reichweite, für Flüssigwasserstoff sind es etwa 1300 Kilometer.
In Europa bleibt Wasserstoff auf absehbare Zeit teuer
Wenn der Wasserstoff mit erneuerbaren Energien erzeugt wird, könnten die Treibhausgasemissionen um beinahe 90 Prozent im Vergleich zum Basisflugzeug mit Turbopropantrieb reduziert werden. Brennstoffzellen emittieren nur Wasser, allerdings berücksichtigt die Studie die Kohlenstoffintensität der Brennstoffzellenherstellung und die Lebenszyklus-Emissionen von erneuerbaren Energien zur Wasserstoffproduktion. Auch beim Vergleich mit E-Kerosin (synthetischer Treibstoff, der aus Wasserstoff und CO2 hergestellt wird) schneidet die Brennstoffzelle noch um 30 Prozent besser ab.
Allerdings ist Wasserstoff (noch) teurer als Jet A. Laut der Studie führt die höhere Energieeffizienz des Brennstoffzellensystems jedoch dazu, dass sich die Kostendifferenz zu Kerosin verringert. In der Studie werden die USA mit Europa hinsichtlich des Treibstoffpreises verglichen. 2050 könnte Wasserstoff in den USA sogar günstiger als Jet A sein. In Europa, wo die Herstellung von grünem Wasserstoff vermutlich kostenintensiver ist, weil es nicht genügend erneuerbare Energien gibt, wäre Wasserstoff 2050 immer noch fast doppelt so teuer wie Jet A. E-Kerosin ist in beiden Regionen immer die teuerste Variante.
Die Studie kommt zu dem Schluss, dass mit Brennstoffzellen nachgerüstete Flugzeuge 15 bis 20 Prozent der regionalen Turboprops ersetzen könnten.
