Wenn Flugzeuge zu schwer sind, können sie nicht abheben. Wenn Batterien zu schwer sind, werden sie dadurch unattraktiv: Für Elektroflugzeuge sind Masse und Gewicht der Batterien die absolut entscheidende Größe. Knapp die Hälfte ihres Abfluggewichts entfällt auf die Energiespeicher an Bord. Daher arbeiten Hersteller an Batterien mit größerer Energiedichte – das spart Masse und damit Gewicht.
Es wäre fast ein Comeback. Noch 2022 gab es weltweit rund hundert Elektroflugzeugprojekte. Heute sind es deutlich weniger, die meisten ehemals rein elektrisch angetriebenen Konzepte stellen inzwischen auf Hybridantrieb um. Sie wollen damit vor allem für die energieintensive Startphase zusätzlich auf andere Energiequellen wie Wasserstoff zurückgreifen, um nicht noch mehr Nutzlast an mehr Batterien zu verlieren. Ein Beispiel ist die schwedische Heart Aerospace, aus deren geplantem vollelektrischen 19-Sitzer inzwischen ein hybrider 30-Sitzer geworden ist. Es hat sich herausgestellt, dass selbst Flugzeuge mit weniger als 20 Sitzen so schnell nicht rein elektrisch mit ausreichend Nutzlast und wirtschaftlicher Reichweite werden fliegen können.
7 Dollar statt 350 Dollar
Dennoch gibt es ehrgeizige Entwickler, die weiter auf vollelektrische Flugzeuge setzen. Die fünfsitzige Alia CX300 des US-Unternehmens Beta Technologies wurde im Juni erfolgreich auf der weltgrößten Luftfahrtmesse in Paris am Himmel demonstriert, wie zuvor schon an der US-Ostküste, in Irland und Großbritannien. Während andere Projekte bestenfalls Eins-zu-eins-Modelle bauen, sind die beiden Alia-Versionen schon in langfristigen Testreihen unterwegs. Beta bietet ein weitgehend identisches elektrisches Modell in zwei Varianten an: sowohl als eVTOL (electric Vertical Take-off and Landing), das waagerecht wie ein Hubschrauber im Stil eines Flugtaxis abhebt, als auch als konventionell startendes Flugzeug. Ersteres fliegt seit 2021 Testmissionen, letzteres seit Ende 2024. Kurz vor der Pariser Luftfahrtmesse wurde die konventionell startende Alia CX300 zum ersten elektrisch betriebenen Flugzeug, das in den USA Passagiere beförderte.
„Wir sind mit vier Gästen von den East Hamptons etwa 130 Kilometer zum Flughafen JFK in New York geflogen“, sagt Gründer und Firmenchef Kyle Clark. Die CX300 hat in Tests bereits gezeigt, dass sie sogar 600 Kilometer weit fliegen kann – für ein Elektroflugzeug beachtlich. „Der erste Passagierflug hat sieben Dollar für den Strom gekostet“, freut sich Clark, „verglichen mit 350 bis 500 Dollar auf der gleichen Strecke für Treibstoff mit einem üblichen Kleinflugzeug oder Hubschrauber.“
Clark freut sich ebenso darüber, dass sich der Elektroflieger erfolgreich und nach Instrumentenflugregeln in die Perlenkette von Riesenjets am Airport JFK einreihen konnte. Das ist für Fluggesellschaften eine wichtige Voraussetzung, um später reguläre Zubringerflüge auch zu solchen Hubs zu unternehmen, die bisher nicht auf Elektroflugzeuge ausgerichtet sind. Weil für eVTOLs die Infrastruktur erst noch entwickelt werden muss, haben konventionelle Elektroflugzeuge die Nase vorn, meint Clark. „Die werden sich eher etablieren, weil sie früher kommerzielle Flüge anbieten.“
Beta Technologies ist für beides gerüstet. Airlines in Amerika und Europa sowie der Kurierdienst UPS und das US-Militär führen zeitnah im großen Stil Praxistests mit der CX300 durch. Mit derzeit mehr als einer Milliarde US-Dollar an Kapital ist die Firma, die auch ihre Batterien selbst baut, bestens gerüstet, um den Einstieg in die Elektroflug-Ära noch in diesem Jahrzehnt mit einzuleiten.
E9X: Mit hochklappbaren Flügeln
Auch Europa bleibt dran, gerade weil sich die EU unabhängiger von US-Herstellern machen will. In den Niederlanden plant das Startup Elysian bis 2033 ein rein elektrisch betriebenes Regionalflugzeug mit 90 Sitzen in die Luft zu bringen, das anfangs 800 Kilometer, später 1000 Kilometer weit fliegen soll. Die E9X ist ein eleganter Tiefdecker mit acht Elektromotoren an den Tragflächen, die jeweils 1,3 Megawatt leisten und Propeller mit 3,70 Meter Durchmesser antreiben. Mit einem T-Leitwerk und einem schlanken Rumpf ist der E-Flieger in etwa so groß wie ein heutiger Regionaljet.
Zwei Dinge unterscheiden die E9X allerdings: Der lang gestreckte Flügel hat eine riesige Spannweite von 42 Metern, das entspricht der eines Militärtransporters vom Typ Airbus A400M. Um damit an heutige Flughafengates zu passen, sollen die Flügelspitzen hochklappbar sein. Mit einem maximalen Startgewicht von 76 Tonnen ist das Flugzeug durchaus schwer für seine Größe, 46 Prozent seiner Masse entfallen auf die Batterien.
Der Lohn: Die Energieeffizienz wäre pro Passagierkilometer bis zu fünfmal besser als bei Flugzeugen, die Wasserstoff oder nachhaltigen Flugtreibstoff (SAF) tanken. Damit hätte die E9X eine Energieeffizienz, die einem durchschnittlichen Elektroauto mit 1,2 Passagieren entspricht. Etwa die Hälfte aller kommerziellen Passagierflüge findet auf Strecken bis zu 800 Kilometern statt, damit hätten Elektroflugzeuge wie die E9X das Potenzial, die CO₂-Emissionen der Luftfahrt um 20 Prozent zu senken.
Entscheidend ist die Batterieentwicklung. Noch 2023 war eine Energiedichte von 250 Wattstunden pro Kilogramm (Wh/kg) ein Spitzenwert (Kerosin erreicht mit 12.000 Wh/kg das 50-Fache). Aktuell erhältliche Batterien liefern eine Energiedichte von etwa 300 Wh/kg, während in Laboren bereits Energiespeicher von mehr als 450 Wh/kg getestet werden. Schon mit Batterien auf heutigem Leistungsniveau ließen sich 500 Kilometer nutzbare Reichweite erzielen.
„Unser Ziel zu Beginn sind 450 Wh/kg, das würde uns 800 Kilometer weit bringen, mit unserem überarbeiteten Flugzeugdesign wäre das auch mit 400 Wh/kg denkbar“, sagt Reynard de Vries, Mitgründer und Chefingenieur von Elysian. „E-Flugzeuge sollten aber letztlich 1000 Kilometer weit fliegen können, dafür brauchen wir 550 Wh/kg-Batterien. Das ist eine Langzeitvision.“
Visionen sind jedenfalls unbedingt erwünscht in diesem Feld. Und sie könnten sich lohnen: Die niederländische TU Delft hat berechnet, dass sich bei der Suche nach dem saubersten Verkehrsmittel – jedenfalls für mittlere Distanzen – Investitionen in Elektroflieger weit mehr auszahlen, als Geld in Hochgeschwindigkeitszüge zu stecken.
