H2Avia - Ganzheitliche Bewertung von H2-Systemtechnologien für den wasserstoffbasierten Flugbetrieb

Projektübersicht und Ziele

Die Verwendung von Wasserstoff als Primärenergieträger an Bord von Flugzeugen soll sowohl den Ausstoß schädlicher Emissionen in mehreren Kilometern Höhe verringern als auch einem steigenden Kostendruck durch die Bepreisung von Emissionen entgegenwirken. Damit stellt der Einsatz von Wasserstoff im Flugbetrieb einen Energieträger dar, der Nachhaltigkeit mit langfristiger Wirtschaftlichkeit verbindet. Das Projekt "H2Avia - Ganzheitliche Bewertung von H2-Systemtechnologien für den wasserstoffbasierten Flugbetrieb" setzt an diesen Punkten an und handelt von der Entwicklung von Systemen und Bausteinen, die die Integration von Wasserstoff in das Gesamtsystem Luftfahrt ermöglichen sollen. Der angestrebte Wandel von fossilen Energieträgern zum nachhaltigen Energieträger Wasserstoff, erfordert die Beantwortung von umfangreichen und komplexen Fragestellungen, um einen sicheren Flugbetrieb gewährleisten zu können. Diese sollen im Rahmen von H2Avia beantwortet werden.

Im Verbund mit anderen Forschungseinrichtungen wird die Integration von Wasserstoff in das Gesamtsystem Luftfahrt mit Hilfe einer Lebenszyklusbilanz von Kosten und Klimawirkung beim Betrieb von Flugzeugflotten mit verschiedenen Flugzeugkonfigurationen analysiert. Hierzu werden ebenso Aspekte wie Produktion und Transport von Wasserstoff als auch die Integration und der Betrieb von H2-Systemtechnologien im Flugzeug und deren Einfluss auf den Flugzeugentwurf berücksichtigt.

Arbeitsinhalte der TUHH

Ein entscheidender Baustein für eine belastbare Bewertung ist die Identifikation und Modellierung von relevanten Systemtechnologien, welche die Speicherung, Verteilung und Verwendung des Wasserstoffs als Primärenergieträger an Bord des Flugzeugs ermöglichen. Das Institut für Flugzeug-Systemtechnik der Technisches Universität Hamburg wird hierzu Systemanforderungen dieser neuen Flugzeugsystemtechnologien ableiten und Architekturkonzepte für das Antriebssystem mit Brennstoffzelle, das Wasserstoffversorgungssystem inklusive Tank sowie das Thermal Management System unter Berücksichtigung von gegenseitigen Wechselwirkungen erarbeiten.

Geeignete Gesamtsystemarchitekturen werden mit der Durchführung von Architekturstudien ermittelt. Hierzu wird zunächst eine Vergleichsarchitektur definiert, die auf einem konventionellen, kerosinbasierten Antriebskonzept basiert. Die Vergleichsarchitektur dient als Referenz bei der Bewertung der verschiedenen wasserstoffbasierten Systemarchitekturen. Basierend auf der Vergleichsarchitektur wird eine Referenzarchitektur aufgebaut, die einer modernen Systemarchitektur mit einem Wasserstoffspeicher- und Verteilungssystem entspricht. Die Referenzarchitektur dient als Startpunkt zur Durchführung der Architekturstudien.

Die von dem Institut für Flugzeug-Systemtechnik entwickelte GeneSys Methodik wird verwendet, um die Auslegung der Gesamtsystemarchitektur durchzuführen.

Projektinformationen

Das von Bauhaus Luftfahrt geleitete Projekt H2Avia wird im Rahmen des Luftfahrtforschungsprojektes LuFo VI-2 durchgeführt. Das Gesamtprojekt läuft von Januar 2022 bis Dezember 2024.