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Interview mit Herr Roland Gerhards, ZAL TechCenter

“Die Optimierung der Integration und der Funktionsweise verschiedener Teilsysteme, um die Verwendung von Wasserstoff in Flugzeugen praktikabel zu machen, ist für uns die größte Herausforderung.”

 

Roland Gerhard, ZAL TechCenter

Herr Roland Gerhards, Geschäftsführer, ZAL Zentrum für Angewandte Luftfahrtforschung.

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2022 könnte das Jahr des Aufschwungs im Luftfahrtsektor sein, aber es liegen noch viele andere Herausforderungen vor uns, zum Beispiel das Erreichen von Netto-Null-Emissionen. Dies erfordert den Einsatz neuartiger Technologien. Wie treibt das ZAL die Innovation zur Erreichung der Klimaziele in der Luftfahrt voran?

Der ZAL unterstützt als Forschungszentrum auf vielfältige Weise Aktivitäten für eine umweltfreundlichere Luftfahrt: Erstens bieten wir eine Plattform für Zusammenarbeit, Austausch und Vernetzung. Im ZAL TechCenter arbeiten viele Partner entlang der Innovationsprozesskette zusammen: von Universitäten, Start-ups, Forschungsinstituten (DLR, Fraunhofer) und Zulieferern bis hin zu OEMs (Airbus und Lufthansa Technik). Zweitens stellt das ZAL Forschungsinfrastrukturen zur Verfügung, die von diesen Partnern genutzt werden können: Wasserstoff-Testumgebungen, ein Akustiklabor oder eine Laseranlage, um nur einige zu nennen. Drittens bauen unsere Expert:Innen Demonstratoren und Prototypen als Proof-of-Concept, um den Innovationsprozess selbst zu beschleunigen. Alles in allem bieten wir das perfekte Umfeld für Innovationen in der Luftfahrt – von denen viele zur Nachhaltigkeit beitragen.

 

Das ZAL spielt eine Schlüsselrolle in der Wasserstoffforschung, die zur Dekarbonisierung der Luftfahrt beitragen soll. An welchen laufenden Projekten ist das ZAL beteiligt?

Das ZAL ist an mehreren Wasserstoffprojekten in der Luftfahrt beteiligt und auch branchenübergreifend im Hamburger Wasserstoff-Netzwerk sehr gut eingebunden. Unser Hauptaugenmerk liegt auf der Integration auf Systemebene und dem Thermomanagement. Die Optimierung der Integration und der Funktionsweise verschiedener Teilsysteme (z. B. Brennstoffzellen oder Wasserstofftanks), um die Verwendung von Wasserstoff in Flugzeugen praktikabel zu machen, ist für uns die größte Herausforderung. Ein Beispiel hierfür ist die Gewichtsreduzierung von Brennstoffzellen durch das Design von 3D-gedruckten Endplatten und die Funktionsintegration. Auch das Thermomanagement ist von entscheidender Bedeutung: Die Verwendung von flüssigem Wasserstoff (die wichtigste Lösung für die Speicherung von Wasserstoff an Bord von Flugzeugen) bei minus 253°C und einer Brennstoffzelle, die “nur” bei etwa 80°C Wärme liefert, erfordert neue Lösungen für die Wärmeübertragung zwischen allen Teilsystemen zu Kühl- und Heizzwecken. Integrierte Prüfstände werden eingesetzt, um Systeme unter verschiedenen Bedingungen zu testen.

In kleinerem Maßstab entwickeln wir Drohnen mit Wasserstoff-Energieversorgung: Statt 20 Minuten Flugzeit mit Batterien erreichen wir mit Brennstoffzellen aktuell mehr als 2 ½ Stunden. Unser Ziel ist eine Flugzeit von mehr als 12 Stunden mit einem speziell entwickelten Tank für flüssigen Wasserstoff.

 

Auch die urbane Luftmobilität wächst schneller. Bereiten sich unsere Städte darauf vor, langfristig einen Markt für Lufttaxis und Drohnendienste zu beherbergen? Was sind die neuesten Trends im Bereich der Luftverkehrsmobilität im ZAL?

Vor einigen Jahren startete das ZAL ein Netzwerkprojekt namens Windrove, um die Zusammenarbeit zwischen den verschiedenen Akteuren, einschließlich der Öffentlichkeit, zu verbessern. Ein Ergebnis war die Akzeptanz von Drohnendiensten hauptsächlich für Flüge mit öffentlichem Nutzen, nicht aber für individuelle Anwendungsfälle. Zu diesem Zweck wurde das MediFly-Projekt ins Leben gerufen, um Gewebeproben zwischen Krankenhäusern und Testzentren zu transportieren, um so die Zeit für Krebsoperationen zu verkürzen. Dennoch ist der tägliche Betrieb über einer Stadt mit einem komplexen Luftraum wie Hamburg eine Herausforderung, an der das Projektteam arbeitet. Lufttaxis werden in naher Zukunft ein Nischenprodukt bleiben, da die Zertifizierung eine große Aufgabe und die Transportleistung (beförderte Personen pro Stunde) eher begrenzt ist. Aber hierbei gibt es auch Ausnahmen, wie Anwendungsfälle im Bereich des Rettungsdienstes. Am Ende ist auch die Geräuschentwicklung ein Problem, das sich durch den Einsatz von Elektromotoren zwar verbessern, aber nicht einfach lösen lässt.

 

Das ZAL TechCenter wurde im März 2016 in Hamburg offiziell eröffnet. Wenn Sie nach fast 6 Jahren zurückblicken, was sind die wichtigsten Erfolge?

Die wichtigste Errungenschaft ist die Art der Zusammenarbeit zwischen den verschiedenen Partnern im ZAL, die dem Prinzip der Open Innovation folgt. Hierfür betreiben wir aktives Netzwerkmanagement, welches Wirkung zeigt: das ZAL TechCenter war nach 2 Jahren ausgebucht und ist auch während der Covid-Krise weiterhin voll vermietet. Jetzt erweitern wir mit ZAL II und ZAL III sogar das Gebäude. Technisch gesehen laufen hier Dutzende von Projekten (einschließlich unserer Partner wahrscheinlich sogar Hunderte). Bekannte Highlights sind sicherlich unsere Start-ups JetLite und Synergeticon, die mehrere Preise gewonnen haben. Weitere preisgekrönte Projekte waren Printed Electrics (Airbus, Altran) und Sharkskin (Airbus, Lufthansa Technik, Fraunhofer).

 

Was sind aus Ihrer Sicht die kurzfristigen Herausforderungen des Luftfahrtsektors? Ist die Industrie bereit, sich ihnen zu stellen?

Die Covid-19-Krise hat den Luftfahrtsektor – von den Fluggesellschaften über die Flughäfen bis hin zu den Herstellern und Zulieferern – in einem noch nie dagewesenen Ausmaß getroffen. Jetzt, zu Beginn des Aufschwungs, stellt der Krieg in der Ukraine eine weitere Herausforderung dar. Aber es gibt immer Möglichkeiten: Während der Markt für Großraum- und Langstreckenflugzeuge mehr Zeit braucht, um sich zu erholen, wird die Single-Aisle-Flotte schneller zur Normalität zurückkehren (was auch immer die neue Normalität sein wird: Lufthansa rechnet zum Beispiel mit 10 % weniger Geschäftsreisenden aufgrund von Videokonferenzen) mit neuen Produkten wie dem A321XLR. Für unsere Forschungsaktivitäten erwarten wir einen noch stärkeren Schub, da grüne Technologien aus zwei Gründen dringend benötigt werden: wegen des Klimawandels und der gestiegenen Notwendigkeit zur Unabhängigkeit von Öl und Gas. Und darauf sind wir mit top ausgebildeten Teams und einer komplexen Infrastruktur gut vorbereitet. Noch sind nicht alle technologischen Antworten gegeben, aber mit dieser Einrichtung ist die Branche gut auf diesen Umbruch vorbereitet.

 

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