Im Hangar des Flughafens Wien-Schwechat wird eine Boeing 777 zur Klimaschützerin: Mit Folien, inspiriert von der Haut eines Haifischs, will Austrian Airlines den Treibstoffverbrauch und CO2-Ausstoß deutlich senken.
Eine Boeing 777 steht im Hangar des Flughafens Wien-Schwechat. In der Halle statt auf der gewohnten Weite eines Flugfeldes wirkt eine Passagiermaschine erst so richtig groß. Diese hier trägt den Namen „Sound of Music“. Doch der Sound im Hangar kommt von einem Fahrzeug mit Hebebühne. Auf ihr stehen zwei Männer und kleben Kunststofffolien auf die Außenwand der Maschine.
Auf dem Flugzeug sind kreuz und quer blaue Linien aufgezeichnet, wie auf einem menschlichen Körper vor einer Operation. An ihnen entlang wird das durchsichtige Material aufgebracht. Diese Folien helfen, Treibstoff einzusparen.
„Die Folie wird auf der Rumpfseite und auf den Triebwerksgondeln aufgetragen und reduziert dort den Luftwiderstand während des Reisefluges um bis zu einem Prozent“, erzählt der Projektleiter der Austrian Airlines (AUA), Oliver Cantele. „Das sind immerhin 8.300 Tonnen CO2 über die nächsten zweieinhalb Jahre, und das entspricht in etwa 46 Flügen von Wien nach New York. Also eine ganz schöne Menge, die wir damit einsparen können.“
Folie auf Rumpfseite und Triebwerksgondeln
Und das, obwohl die Rillen in den Folien nur so tief sind wie ein halbes menschliches Haar. Abgeschaut hat man sich die Technik zur Verringerung des Luftwiderstands im Tierreich. Als „großartiges Beispiel für Bionik“, bezeichnet es Cantele. Bionik ist das Übertragen von Phänomenen der Natur in die Technik. In diesem Fall ist die Folie der Struktur der Haifischhaut abgeschaut. Sie weist winzige, gerillte Hautzähnchen auf, die den Wasserwiderstand verringern.
Beim Darüberstreichen erscheint die Folie glatt. Allerdings sind laut Cantele „ganz feine Rillen auf der Oberfläche aufgetragen, nur 50 Mikrometer dick.“ Diese Folien werden nach einem vorbestimmten Muster – „ein richtig großes Puzzlespiel“, sagt der AUA-Mitarbeiter –, entlang der aerodynamischen Strömungslinien aufgeklebt. So ermöglichen sie dem Luftstrom, sich optimal rund um diese Folie zu bewegen.
Diesen physikalischen Vorteil auch in der Luft anzuwenden sei keine neue Erkenntnis, räumt Soenke Burger von Lufthansa Technik ein. „Das weiß man schon lange, dass der Haifisch ein sehr effizienter Schwimmer ist“, sagt er. „Aber dieses Prinzip technisch realisierbar großflächig auf ein Flugzeug zu bringen, das mit 900 km/h durch die Luft fliegt, mit plus/minus 40 Grad Temperaturdifferenz umgehen muss, mit Enteisungsflüssigkeiten, Hagel, Sandsturm zu tun hat – bis die Technologie soweit war, dass wir das fertigen konnten und auf ein Flugzeug bringen konnten, hat es halt noch sehr, sehr lange gedauert.“
Es ist ein kleiner Schritt hin zum umweltverträglichen Fliegen. Aero-Shark heißt die Innovation, die von BASF und Lufthansa-Technik entwickelt wurde. Seit Ende März dieses Jahres sind vier Boeing 777-200ER der AUA mit dem speziellen Oberflächenfilm beklebt, 2000 Einzelteile zu je einem Meter Länge pro Flieger. Der reguläre Werkstätten-Check wurde dazu genutzt, gleich auch die neue Folie aufzubringen.
27 Maschinen sind es in der gesamten Lufthansa-Gruppe, die vorerst mit der Haifischhaut beklebt werden. Zumindest alle Langstreckenflugzeuge sollen künftig mit Aero-Shark ausgestattet werden. Burger hofft, dass in zehn Jahren weltweit kein Flugzeug mehr die Produktionshallen ohne Haifischhaut verlässt.
Doch rechnet sich der Aufwand überhaupt? „Für eine Airline rentiert sich das spätestens nach zwei Jahren“, versichert Burger. „Perspektivisch wahrscheinlich sogar noch schneller, wenn man sich überlegt, dass die Kerosin-Preise steigen und alternative Treibstoffe wie SAF noch teurer sind. Das heißt, wenn ich da dann Kerosin spare, rechnet sich das für mich als Airline noch mal schneller.
„Sustainable Aviation Fuels“
SAF ist die Abkürzung für „Sustainable Aviation Fuels“, nachhaltigen Flugtreibstoff. Dabei handelt es sich um Drop-in-Kraftstoffe, wie man sie auch aus dem Straßenverkehr kennt. Für den Flugbetrieb werden dem Kerosin alternative Treibstoffe aus Abfallölen oder Algen beigemischt. Diese SAF stammen aus Quellen, die der Atmosphäre bereits CO2 entzogen haben. In ihrer Bilanz stoßen sie also bei der Verbrennung kein neues Kohlendioxid aus. Mehr noch als die Haifischhaut sind sie ein Schritt hin zu weniger Umweltbelastung durch den Flugverkehr.
Für die nächsten Jahrzehnte sind Sustainable Aviation Fuels wohl die einzige Möglichkeit, um längerfristig aus dem Kerosin-Antrieb auszusteigen, sagt der Luftfahrtexperte Gerd Strobl: „Die Tests für 80 Prozent Beimischung laufen, und die Tests für 100 Prozent Beimischung laufen auch.“ Bei 100 Prozent gebe es derzeit noch ein Problem, das aber nichts mit den Triebwerken an sich zu tun habe. Denn diese würden den alternativen Sprit sogar sauberer verbrennen als das herkömmliche Kerosin.
Doch würden traditionell für die Dichtungen Materialien verwendet, die organische Teile aus dem Sprit benötigen, um aufzuquellen und dichtzuhalten. Daran werde zur Zeit geforscht, um 100 Prozent Sustainable Aviation Fuel zu ermöglichen, das die Nachfolge des Kerosin antreten soll. Beim Flugzeughersteller Airbus wird damit gerechnet, dass es bereits 2030 die Zulassung für 100 Prozent nachhaltigen Treibstoff im Tank gibt. Er hat den Vorteil, dass er aus unterschiedlichen Rohstoffen gewonnen werden kann.
Für den Luftfahrtexperten Strobl haben die SAF den Vorteil, dass da und dort lange Transportwege für sie wegfallen könnten. „Nehmen wir einen Inselstaat wie die Fidschi-Inseln. Wenn man auf den Fidschis eine Algenfarm macht, die die Größe von sechs Fußballfeldern hat, größer muss sie nicht sein, kann man den gesamten Treibstoffbedarf, den jedes Flugzeug, das auf die Fidschis fliegt und da tanken muss, aus diesen Algen herstellen.“
Die Algen, die der Luft CO2 entnehmen, können viermal im Jahr zur Treibstofferzeugung geerntet werden. Die Transportenergie fällt weg. Ähnlich in Skandinavien: „Die Norweger kennen sich aus mit Öl und Gas, haben sich aber ausgerechnet, dass das leicht einsammelbare Schadholz, das sie in den Wäldern haben, den gesamten Spritbedarf auf allen norwegischen Flughäfen für alle Fluglinien decken kann.“
Da es sich bei den Rohstoffen für die Flugzeugantriebe zumeist um Abfälle handelt, muss dabei auch keine Verteilungsdiskussion zwischen Tank und Teller geführt werden. Es entsteht also keine Konkurrenz zwischen Anbauflächen für Nahrungsmittel und Treibstoff. Zudem gebe es keinen Engpass an nachhaltigen Treibstoffen, versichert Strobl.
Allerdings sind die Lieferantenkreisläufe noch nicht ausgebaut, weil die Technologie noch relativ neu ist. Die SAF haben aber noch einen weiteren Vorteil: Sie können Kondensstreifen reduzieren. Kondensstreifen, die vom Boden aus betrachtet wie harmlose Schleppen von Flugzeugen in Wölkchenform wirken, sind tatsächlich aber Abgasschwaden. Nur von der Erde aus sehen sie aufgrund der Lichtbrechung harmlos schäfchenwolkenweiß aus. Von oben, aus der Luft betrachtet, erscheinen sie aber schmutzigbraun. Denn ihren Kern bildet der Ruß aus den Triebwerken. Nachhaltige Treibstoffe könnten diese Abgaswolken um bis zu 80 Prozent verringern, sagt Strobl.