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Universal Hydrogen – Erstflug mit Wasserstoff-Passagiermaschine
Lightning McClean ist das größte mit Wasserstoff-Brennstoffzellen betriebene Flugzeug, das sich jemals in die Lüfte erhob, und das größte Flugzeug, das hauptsächlich mit Wasserstoff fliegt. Das Flugzeug hob vom Grant County International Airport ab und flog 15 Minuten lang, wobei es eine Höhe von 3.500 MSL (above Mean Sea Level, über dem Meeresspiegel. Umgerechnet etwa 1.000 Höhenmeter) erreichte. Der Flug, der im Rahmen einer besonderen Lufttüchtigkeitsbescheinigung der FAA durchgeführt wurde, war der erste einer zweijährigen Flugtestkampagne, die im Jahr 2025 mit der Aufnahme des Passagierbetriebs von auf Wasserstoffbetrieb umgerüsteten ATR 72-Regionalflugzeugen ihren Höhepunkt erreichen soll.
Erstkunden mit an Bord
Vertreter von Connect Airlines und Amelia, den US-amerikanischen bzw. europäischen Erstkunden für die Wasserstoffflugzeuge, waren bei dem historischen Flug anwesend. Das Unternehmen verfügt über ein schnell wachsendes Auftragsbuch mit derzeit insgesamt 247 Flugzeugumrüstungen von 16 Kunden aus aller Welt, einem Auftragsbestand von über 1 Milliarde Dollar für Umrüstungen und mehr als 2 Milliarden Dollar für Treibstoffdienstleistungen in den ersten zehn Jahren des Betriebs.
„Der heutige Tag wird in die Geschichtsbücher eingehen als der wirkliche Beginn der Dekarbonisierung der globalen Luftfahrtindustrie, und wir bei Connect Airlines sind sehr stolz auf die Rolle, die wir als erster US-Betreiber bei der Vorreiterrolle von Universal Hydrogen spielen werden", sagt John Thomas, CEO von Connect Airlines.
Connect, die in diesem Frühjahr den Turboprop-Regionalflugverkehr aufnehmen wird, hat bei Universal Hydrogen einen Auftrag für die Umrüstung von 75 Regionalflugzeugen des Typs ATR 72-600 auf Wasserstoffantriebe als erster US-Betreiber platziert und verfügt über Kaufrechte für 25 weitere Flugzeuge, die umgerüstet werden sollen. Die Auslieferungen werden im Jahr 2025 beginnen.
„Wir haben uns verpflichtet, die erste emissionsfreie Fluggesellschaft Nordamerikas zu werden, und dieser historische Flug mit Wasserstoff, der mit nichts anderem als Sonnenlicht hergestellt werden kann und nur Wasser emittiert, ist ein wichtiger Meilenstein auf unserem Weg", so Thomas weiter.
Auch Alain Regourd, Präsident von Amelia, ist von der Technologie überzeugt.
„Ich bin zuversichtlich, dass wir mit dieser Technologie und der Verbesserung der staatlichen Vorschriften die Stimmung in der Öffentlichkeit umkehren und die Luftfahrt wieder zu einem strahlenden Leuchtturm des technologischen Optimismus machen können", erklärt er.
Testflug mit einem Brennstoffzellen-Triebwerk und einem konventionellen
Bei diesem ersten Testflug wurde eines der Turbinentriebwerke des Flugzeugs durch den Brennstoffzellen-Elektroantrieb der Megawattklasse von Universal Hydrogen ersetzt. Das andere Triebwerk blieb aus Sicherheitsgründen ein konventionelles. Der Flug wurde von Alex Kroll, einem erfahrenen ehemaligen Testpiloten der U.S. Air Force und dem leitenden Testpiloten des Unternehmens, geflogen.
„Während der zweiten Runde über dem Flughafen waren wir mit der Leistung des Wasserstoffantriebs zufrieden, so dass wir das Turbinentriebwerk für fossile Brennstoffe drosseln konnten, um zu demonstrieren, dass der Flug hauptsächlich mit Wasserstoff betrieben wird", verdeutlicht Kroll. „Das Flugzeug verhielt sich hervorragend, und die Geräusche und Vibrationen des Brennstoffzellenantriebs sind deutlich geringer als die des herkömmlichen Turbinentriebwerks.“
Geringeres Gewicht durch Verzicht auf die Batterie
Der Antriebsstrang des Unternehmens basiert auf den Brennstoffzellen der ProGen-Familie von Plug Power, die speziell für den Einsatz in der Luftfahrt modifiziert wurden. Einer der einzigartigen Aspekte der Konstruktion besteht darin, dass der Antriebsstrang keine Batterie verwendet - die Brennstoffzellen treiben den Elektromotor direkt an, was Gewicht und Kosten drastisch reduziert. Der Motor, ein modifizierter magni650 Elektroantrieb und die Leistungselektronik wurden von magniX aus Everett geliefert. Das in Seattle ansässige Unternehmen AeroTEC unterstützte die Entwicklungsarbeiten, einschließlich der Konstruktion der modifizierten Gondelstruktur, der Entwicklung und Integration der Flugzeugsysteme sowie der Modifikationen am Flugzeug und der Installation des Universal Hydrogen-Antriebsstrangs im Flugversuchsflugzeug, die in weniger als 12 Monaten durchgeführt wurde.
Technikzentrum in Toulouse
Der Testflug erfolgt nach der erfolgreichen Demonstration des modularen Wasserstofflogistiksystems von Universal Hydrogen im Dezember 2022 im Technikzentrum des Unternehmens in Toulouse, Frankreich.
„Unser Geschäftsmodell löst das Henne-Ei-Problem zwischen Wasserstoff-Flugzeugen und Wasserstoff-Infrastruktur, indem wir beides parallel und mit einem einzigartig kostengünstigen Ansatz entwickeln", sagt Paul Eremenko, Mitbegründer und CEO von Universal Hydrogen. „Die Flugzeuge werden mit Hilfe eines Nachrüstsatzes auf Wasserstoff umgerüstet, so dass die bestehende Flotte genutzt werden kann, anstatt ein völlig neues Flugzeug zu entwickeln. Und für die Wasserstoffbetankung werden modulare Kapseln verwendet, die mit den bestehenden Frachtnetzen und den Frachtabfertigungsanlagen der Flughäfen kompatibel sind, so dass jeder Flughafen der Welt wasserstofftauglich wird."
GE, Airbus, Toyota investieren
Das Unternehmen, das von GE Aviation, Airbus Ventures, Toyota Ventures, JetBlue Ventures und American Airlines sowie mehreren der weltweit größten Hersteller von grünem Wasserstoff und hochrangigen Finanzinvestoren unterstützt wird, plant, mit Hilfe seines modularen Logistiknetzes von Regionalflugzeugen auf größere Flugzeuge und auf Wasserstofftreibstofflieferungen für andere Mobilitätsanwendungen umzusteigen.
„Mehr als die Hälfte der CO2-Emissionen in der Luftfahrt stammen heute von den Flugzeugen der A320- und 737-Familie", verdeutlicht Eremenko. „Sowohl Airbus als auch Boeing müssen diese altehrwürdigen Flugzeuge durch ein neues Design ersetzen, dessen Entwicklung Ende der 2020er Jahre beginnt und das Mitte der 2030er Jahre in den Passagierbetrieb gehen soll. Ihre Nachfolger zu Wasserstoffflugzeugen zu machen, ist eine einmalige Chance - vielleicht die einzige Chance für die Luftfahrt, die Emissionsziele des Pariser Abkommens auch nur annähernd zu erreichen, ohne den Flugverkehr einschränken zu müssen."
Universal Hydrogen Wasserstoff-Logistik
Die modularen Wasserstoffkapseln des Unternehmens - siehe Video - können über das bestehende Frachtnetz von der Produktion direkt zum Flugzeug transportiert werden - überall auf der Welt. Universal Hydrogen arbeitet außerdem an der Zertifizierung eines Umrüstsatzes für den Antriebsstrang, mit dem bestehende Regionalflugzeuge für den Betrieb mit Wasserstoff umgerüstet werden können. Das Unternehmen habe dafür nach eigenen Angaben die weltweit führenden Köpfe der Luftfahrt- und Wasserstoffbranche versammelt, um der Industrie die Möglichkeit zu geben, für immer sauber zu fliegen.
Was bedeutet das?
Das wasserstoffbetriebene Flugzeug ist nicht nur ein revolutionäres neues Produkt. Es ist vielleicht die einige Möglichkeit für die Luftfahrt, in den Zeiten des Klimawandels zu bestehen. Universal Hydrogen baut bereits ein Wasserstofflogistiknetz auf, um die Zukunft der Luftfahrt schon heute zu versorgen. Wasserstoff sei nach Eremenkos Worten, der ideale Treibstoff für die Luftfahrt und werde das neue goldene Zeitalter der Luftfahrt antreiben, in dem Flugzeuge mit erneuerbaren Energien betrieben werden und nichts als Wasser ausstoßen. Dafür sollte allerdings der Wasserstoff allerdings auch grün produziert worden sein.
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