Produkt
Emissionen gegen Null reduzieren
Klimawirkung von Flugzeugantrieben
Mit ihren innovativen Antriebsprodukten ist die MTU oftmals technologischer Schrittmacher. Auch derzeit arbeiten wir intensiv an neuen Antriebsgenerationen, die noch nachhaltiger sind. Nie hatten wir so zukunftweisende Konzepte wie jetzt.
Dieses Modell des Water-Enhanced Turbofan (WET) haben wir auf der ILA 2022 in Berlin präsentiert. Das Antriebskonzept der MTU reduziert den Kraftstoffverbrauch und sämtliche klimawirkende Emissionen sowie die Bildung von Kondensstreifen.
Emissionsfreiheit - so lauten die Vision und das große Ziel der MTU, wenn es um die Reduzierung der Klimawirkung von Antrieben im Flugbetrieb geht. Wir wollen mit der Verantwortung für den Klimaschutz einen Beitrag zum Erreichen des Pariser Klimaziels leisten, das als Leitstern in der Technologieentwicklung dient. Die MTU orientiert sich in der eigenen Zielsetzung am EU Green Deal, der aus dem Pariser 1,5-Grad-Ziel abgeleitet ist und die Klimaneutralität bis 2050 anvisiert. Unsere Technologie-Agenda Claire - Clean Air Engine – enthält neben evolutionären und revolutionären Antriebskonzepten auch eine Quantifizierung von Potenzialen hinsichtlich der Reduzierung der Klimawirkung und des Energieverbrauchs. In drei Etappen wollen wir die Ziele erreichen.
Der Fokus liegt dabei nicht mehr nur auf CO2-Emissionen wie bislang, sondern auf der gesamtheitlichen Klimawirkung des Luftverkehrs - neben CO2-Emissionen sind dies auch Nicht-CO2-Effekte, hauptsächlich ausgelöst durch Emissionen von Stickoxiden und die Bildung von Kondensstreifen. Um diesem Paradigmenwechsel gerecht zu werden, hat die MTU im Berichtsjahr ihre Claire-Agenda neu ausgerichtet und auf der ILA Airshow der Öffentlichkeit präsentiert. In Claire sind Zeithorizonte, Ziele und Umsetzungsmöglichkeiten festgehalten und die drei Anwendungsbereiche der Luftfahrt - Kurz-, Mittel- und Langstrecke - berücksichtigt.
Die Luftfahrtindustrie ist gekennzeichnet von langen Produktzyklen: Ein Triebwerk ist in der Regel bis zu 30 Jahre im Flugbetrieb, bevor es ausgemustert wird. Klimaziele sind daher langfristig gesetzt und im Rahmen von Absichtserklärungen der Stakeholder (Fluggesellschaften, Luftfahrtindustrie, Forschung, Luftfahrtbehörden) wie z.B. in „Fly the Green Deal", der europäischen Vision einer klimaneutralen Luftfahrt, festgelegt. Um 2050 flächendeckend wirken zu können und zur Erreichung der Klimaneutralität beizutragen, müssen Antriebsprodukte, die klimaneutrales Fliegen ermöglichen, bereits deutlich vorher in den Markt gebracht werden. Daher intensivieren wir die Entwicklung völlig neuartiger Antriebskonzepte jenseits der konventionellen Gasturbine. Für diese revolutionären Triebwerksarchitekturen arbeiten wir mit Partnern aus Industrie, Wissenschaft und Forschung zusammen, z.B. mit dem Bauhaus Luftfahrt oder dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt. Parallel werden aktuelle Antriebe wie der hocheffiziente Getriebefan (GTF) zusammen mit Pratt & Whitney weiterentwickelt und mit nachhaltigen Kraftstoffen kombiniert.
Fast Facts: Der Getriebefan
Sekunden hebt irgendwo auf der Welt ein GTF ab.
Milliarden Liter Kerosin hat er in 18 Mio. Flugstunden weniger verbraucht.
Mio. Tonnen CO2 konnten dadurch eingespart werden.
Im Vergleich zur Vorgänger-Triebwerksgeneration, Stand: 1. Quartal 2023, nach Angaben von Pratt & Whitney
Mit evolutionären und revolutionären Konzepten zur klimaneutralen Luftfahrt
Zusammen mit unserem Partner Pratt & Whitney bieten wir die hocheffiziente GTF-Triebwerksfamilie an. Sie kommt in modernen Kurz- und Mittelstreckenflugzeugen (A320neo sowie A220 von Airbus und der Embraer-E-Jet E2-Familie) zum Einsatz. Pro Flug reduzieren Triebwerke der GTF-Familie den Energieverbrauch und die CO2-Emissionen im Vergleich zur Vorgänger-Triebwerksgeneration um 20 %. Für den GTF Advantage, eine technologisch verbesserte GTF-Version für die A320neo-Familie, hat im Berichtsjahr die Flugerprobung begonnen.
Die Antriebsfamilie hat sich zu einem großen Geschäftserfolg entwickelt und entlastet die Umwelt messbar: Mit dieser ersten Generation haben Airlines bereits in 18 Millionen Flugstunden mehr als zehn Millionen Tonnen CO2 eingespart (Stand: 1. Quartal 2023, nach Angaben von Pratt & Whitney). Auch bei den NOx-Emissionen bringt sie deutliche Verbesserungen: Sie sind um 50 % geringer als beim Vorgängermodell.
Um das volle Potenzial des GTFs auszuschöpfen, bereitet die MTU zusammen mit Pratt & Whitney die nächste Generation des GTFs vor. Viele der dafür notwendigen Technologien werden im Rahmen des Luftfahrtforschungsprogramms (LuFo) entwickelt. Im zweiten LuFo-Aufruf wurden 2022 mehrere Verbundvorhaben zu neuen Verdichter- und Turbinentechnologien bewilligt. In der Skizzenphase des dritten LuFo-Aufrufs sind ebenfalls zahlreiche von der MTU eingereichte Skizzen bewilligt worden. Hierbei werden vor allem die Verbesserung der Komponentenwirkungsgrade sowie Werkstoffe und Digitalisierung im Vordergrund stehen.
Sustainable Aviation Fuels
Beimischung
Für diesen Betrieb wird das GTF Advantage ausgelegt sein.
Auf dem Weg zur Klimaneutralität spielen Sustainable Aviation Fuel (SAF) eine große Rolle. SAF ist nachhaltig erzeugtes Flugkerosin, das in Beimischungen von bis zu 50 % ohne Anpassungen an Flugzeug und Triebwerk - also drop-in - zugelassen und einsetzbar ist. Die MTU ist in einem kontinuierlichen Dialog mit relevanten Stakeholdern und beteiligt sich an Studien, um die Einführung von SAF zu unterstützen, beispielsweise im Rahmen ihrer Mitgliedschaft bei der aireg - Aviation Initiative for Renewable Energy in Germany e.V., einem Zusammenschluss von Fluggesellschaften, Herstellern und Forschungsinstituten. Eine 2022 veröffentlichte aireg-Studie zu nachhaltigen Kraftstoffen unter Mitwirkung der MTU stellt das große Potenzial von SAF dar.
Im Rahmen der Arbeitsgruppe Cleantech in der Luftfahrt, der die MTU angehört und die vom bayerischen Staatsministerium für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie geleitet wird, ist 2022 eine Machbarkeitsstudie zu strombasierten SAFs abgeschlossen worden. Ziel der Arbeitsgruppe ist der Aufbau einer Power-to-Liquid-Anlage in Bayern zur Herstellung von SAF.
Von der Evolution zur Revolution - Wir gehen einen Schritt weiter
Unser WET-Konzept: Nasse Verbrennung dank Water-Enhanced Turbofan
Wie in unserer Claire-Agenda beschrieben, reicht eine rein evolutionäre Technologieentwicklung nicht aus, um eine Klimaneutralität bis 2050 zu erreichen. Revolutionäre Antriebskonzepte sind gefragt. Das favorisierte MTU-Konzept ist der Water-Enhanced Turbofan (WET). Das WET-Konzept nutzt die Energie aus dem Abgasstrahl des Triebwerks. Hierzu wird mittels eines Dampferzeugers Wasser verdampft und in die Brennkammer eingespritzt. Das notwendige Wasser wird in einem Kondensator aus dem Abgas gewonnen. Eine solche nasse Verbrennung mindert den Ausstoß von Stickoxiden massiv. Kraftstoffverbrauch, CO2-Emissionen und die Bildung von Kondensstreifen lassen sich bei diesem Konzept ebenfalls stark reduzieren.
Flying Fuel CellTM: Nahezu emissionsfrei mit der Brennstoffzelle
Ein weiteres revolutionäres Antriebskonzept ist eine möglichst vollständige Elektrifizierung des Antriebsstrangs. Flying Fuel CellTM heißt das MTU-Konzept und soll zunächst auf kürzeren Strecken im regionalen Flugverkehr zum Einsatz kommen. Mit diesem Antriebssystem werden weder CO2- und NOx-Emissionen noch Partikel erzeugt. Vor allem im Rahmen des dritten LuFo-Aufrufs hat die MTU Forschungsunterstützung für dieses Konzept gewinnen können - mehrere Projektskizzen zur Entwicklung eines luftfahrtoptimierten Systems wurden positiv beschieden.
Auch wenn 2050 noch in weiter Ferne scheint, ist akutes Handeln das Gebot der Stunde, da sich Entwicklungs- und Produktzyklen von Flugzeugen in Jahrzehnten bemessen: Um das Morgen gestalten zu können, müssen wesentliche Entwicklungen heute auf den Weg gebracht werden. Mit der Technologie-Agenda Claire hat sich die MTU auf diesen Weg gemacht. Getreu dem Motto des Unternehmensleitbildes: Wir gestalten die Zukunft der Luftfahrt - eine grüne Zukunft.
