„Reduzierung der Emissionen“ ist das Leitmotiv, das sich heute in jeder Art von Verkehrsmittel durchsetzt: Auto, Schiff, Hubschrauber… Auch das Flugzeug bleibt nicht von den industriellen Herausforderungen des 21. Jahrhunderts verschont.
Der gesamte Lebenszyklus des Flugzeugs muss im Sinne der Umweltverträglichkeit überdacht werden. Der Wert „ökologisch nachhaltig“ wird zu einem wichtigen Kriterium bei der Gestaltung, Industrialisierung, Fertigung und Betrieb des grünen Flugzeugs, ebenso wie traditionelle Werte wie Leistung oder Kosten.
Lassen Sie uns kurz einige Leitlinien betrachten, die den Umweltimpact eines Flugzeugs über seinen gesamten Lebenszyklus hinweg begrenzen könnten.
Das grüne Flugzeug in der Konstruktionsphase
Der erste Schwerpunkt liegt zunächst auf der Optimierung der Gesamtarchitektur des Flugzeugs, z.B. der Rumpfform, der Position der Triebwerke, der Form der Tragflächen oder der Wahl energieeffizienter Bordssysteme.
Darüber hinaus besteht die immerwährende Herausforderung der Luftfahrt darin, das Gewicht des Flugzeugs durch die Auswahl effizienter Materialien wie neuen leichten Legierungen oder innovativen Verbundwerkstoffen zu reduzieren.
Die Optimierung der Aerodynamik von festen und beweglichen Tragflächenoberflächen wie Flügel und Flügelspitze ermöglicht die Maximierung des laminaren Strömungsablaufs. Man kann auch auf eine flexiblere und größere Tragflächenfläche setzen*
Schließlich liegt der bedeutendste Einfluss auf die CO2-Bilanz in der Wahl des Antriebssystems. Mehrere Optionen werden in Betracht gezogen:
- Fortführung der bereits begonnenen Trends im Bereich der unverkleideten Triebwerke vom Typ „Open Rotor“ und der hochverdünnten Triebwerke**
- Suche nach alternativen Kraftstoffen zu fossilen Energieträgern
- o Kurzfristig (bis 2028) könnten die Triebwerke mit synthetischen Kraftstoffen oder „grünen“ Biokraftstoffen betrieben werden (z.B. aus Abfällen, Altöl, Abfallstoffen). Darüber hinaus könnten hybride thermisch-elektrische Motoren entstehen, bis leichtere und effizientere Batterien verfügbar sind.
- o Mittelfristig (2035-2040) könnten bahnbrechende Technologien in Erwägung gezogen werden, darunter herkömmliche Wasserstoff betriebene Motoren oder hybride Elektromotoren oder sogar zu 100 % elektrische Antriebe, die mit „grünem“ Wasserstoff als primäre Kraftstoffquelle (d.h. H2, das nicht aus Kohlenwasserstoffen hergestellt wird) betrieben werden.
*Beachten Sie jedoch: Mehr Fläche bedeutet mehr Reibungswiderstand und induzierter Widerstand
** Beachten Sie jedoch: Größere Motordurchmesser bedeuten mehr Gewicht und Oberfläche und somit mehr Widerstand
In der Produktionsphase
Die Herstellung eines grünen Flugzeugs erfordert die Entwicklung eines grünen Industrialsystems, das nicht nur bei der Auswahl von Infrastrukturen und Anlagen auf seinen Verbrauch und seine Emissionen achtet, sondern vor allem bei der Auswahl seiner Lieferkette: Auswahl von Lieferanten nach „grünen“ Kriterien, Beschränkung von Flüssen zwischen Ländern, lokale Beschaffung usw.
Darüber hinaus muss eine ökoeffiziente Produktion aus recycelten Materialien maximiert werden, nicht nur für die Primärstruktur des Flugzeugs (Aerostruktur), sondern auch für die Innenausstattung wie die Kabine, inspiriert von Textil- und Möbelindustrien.
In der Betriebsphase
Die Optimierung von Flugbahnen (Kontrolle von Strecken, Flughafenanflügen, Verkehrsglättung – ATM) und die Maximierung von Bodenbewegungen auf dem Rollfeld (Taxi, Wartezeiten vor dem Start, Parken, Hub…) können den Kraftstoffverbrauch direkt reduzieren.
Darüber hinaus muss der Betrieb des Flugzeugs weiter optimiert werden, d.h. mehr mit weniger Flugzeugen erreichen.
Schließlich wird die Entwicklung von „Smart Maintenance“, zu der auch das richtige Timing und der richtige Ort für Wartungsarbeiten gehören, dazu beitragen, die Umweltbilanz des Flugzeugs zu reduzieren.
Am Ende der Lebensdauer
Die Kontrolle der Rückbau- und Recyclingaktivitäten, um den Systemen und Strukturelementen des Flugzeugs eine zweite Lebensdauer zu geben, ist ein erster Ansatz zur Wertschöpfung aus Flugzeugabfällen am Ende ihres Lebenszyklus.
Neben diesen spezifischen Untersuchungsschwerpunkten der Luftfahrt können im Laufe des Lebenszyklus des grünen Flugzeugs auch andere Energieeinsparungen erzielt werden, insbesondere durch die digitale Revolution. Diese verändert die Art und Weise, wie wir unsere Verkehrsmittel konzipieren, herstellen oder betreiben. Dennoch darf man nicht vergessen, dass der ökologische Fußabdruck der digitalen Transformation nicht zu vernachlässigen ist und Anstrengungen unternommen werden müssen, um ihre Umweltauswirkungen zu kontrollieren.
