Immer mehr Systeme an Bord von Flugzeugen werden auf elektrische Antriebe umgestellt. Auch die ersten voll- oder teilelektrisch angetriebenen Luftfahrzeuge sind bereits im Test oder im Zulassungsverfahren, etwa ein autonom fliegendes Air-Taxi, das kürzlich in Dubai vorgestellt wurde. Dabei sind es meist Start-ups oder kleine Akteure die an Projekten für elektrische Flugzeugantriebe arbeiten; die traditionellen Flugzeugbauer sind bisher nur am Rande beteiligt. Doch die Industrie darf die Entwicklung nicht unterschätzen und sollte sich auf diesen Wandel vorbereiten, so die neue Roland Berger-Studie "Aircraft Electrical Propulsion – The Next Chapter of Aviation?".
"Die Frage ist nicht mehr, ob, sondern wann elektrisch angetriebene Flugzeuge Normalität sein werden", sagt Manfred Hader, Partner von Roland Berger. "In den nächsten Jahrzehnten wird sich die Luftfahrt stark verändern." Dabei kommen immer neue Akteure ins Spiel. So haben die Roland Berger-Experten 70 Elektromodell-Projekte unter die Lupe genommen: Fast die Hälfte (46%) davon wird von Start-ups oder unabhängigen Entwicklern betrieben. Nur in 18 Prozent der Fälle sind die großen Flugzeughersteller beteiligt. Ein Fehler, meint Hader: "Die traditionelle Luftfahrtindustrie sollte die Entwicklung nicht nur genau beobachten, sondern sich aktiv einbringen und frühzeitig geeignete Partnerschaften, zum Beispiel mit Start-ups, eingehen."
Zwar hat die Entwicklung hin zum elektrischen Fliegen erst angefangen und es gibt noch einige Hürden auf dem Weg. Da ist zum einen der Markt: Da elektrische Antriebe zunächst nur für Kurzstrecken infrage kommen, ist die Nachfrage klein. Dazu kommen technische Herausforderungen: Für den breiten Einsatz voll- und hybridelektrischer Systeme im Flugzeugbau muss vor allem die Speicherdichte von Batterien deutlich steigen. Zudem sind leichte und gleichzeitig leistungsstarke Motoren nötig, die auch völlig neue Bauweisen, zum Beispiel mit mehreren Propellern, erlauben. Denn: "Für das elektrische Fliegen reicht es nicht, einfach heutige Flugzeugmodelle auf Elektromotoren umzustellen", sagt Hader. "Das gesamte Flugzeugdesign muss energieeffizienter werden."
Doch der Fortschritt geht bereits in die richtige Richtung. So erwarten die Roland Berger-Experten, dass die Speicherdichte von Batterien ab 2025 den Wert von 0,5 Kilowattstunden pro Kilogramm erreicht. Ab diesem Wert ist ein sinnvoller Einsatz der Batterien in der Luftfahrt möglich. "Bei den langen Entwicklungszeiträumen im Flugzeugbau ist das nicht mehr so weit entfernt", sagt Hader. "Das zeigt, dass die Flugzeugbauer sich schon jetzt mit diesem Trend befassen sollten, sonst kommen sie möglicherweise zu spät."
Auch die Behörden haben dies erkannt: In den vergangenen Monaten haben sowohl die amerikanische (FAA) als auch die europäische Luftfahrtbehörde (EASA) elektrische Antriebe für Flugzeuge grundsätzlich zugelassen. "Damit öffnen sich Möglichkeiten für die Entwicklung neuer Systeme in der Luftfahrt", sagt Hader. "Jetzt muss die Regulierung weiter Schritt halten mit der technologischen Entwicklung und den Übergang optimal begleiten." Im Zentrum stehen dabei Sicherheit und Zuverlässigkeit der Systeme.
Wie schnell und weitgehend die Luftfahrt elektrifiziert wird, hängt also von verschiedenen Faktoren ab. Die Roland Berger-Experten halten vier Szenarien für möglich: von der langsamen Evolution bis hin zur Revolution durch die schnelle Entwicklung neuer Technologien, die auch für große Flugzeuge hybridelektrische oder sogar vollelektrische Antriebe ermöglichen. "Unsere Szenarien zeigen die Bandbreite der möglichen Entwicklungen", sagt Hader. "Auch wenn noch offen ist, welches davon letztendlich eintritt: Tatsache ist, dass die Luftfahrt sich wandeln wird. Darauf muss sich die Industrie einstellen, je früher desto besser."
Is aircraft electrification the next chapter in aviation? With more complex and demanding requirements, aerospace proves a challenging sector to overhaul, however there is every indication to suggest that it will soon follow suit.
