Entwurf elektrischer Antriebskomponenten und Antriebssystemuntersuchungen für die Luftfahrt
Das Projekt “Exploration of electric Aircraft Concepts and Technologies 2” (EXACT2) ist das zentrale Integrationsprojekt des DLR hinsichtlich der Fragestellung, wie der Beitrag der Luftfahrt zur Klimaerwärmung drastisch reduziert werden kann. Konkret soll aufgezeigt werden, mit welchen Technologiebausteinen, Luftfahrzeugkonzepten und Maßnahmen der Anteil der Luftfahrt zum 1,5 °C Ziel des Pariser Übereinkommens eingehalten werden kann. Zusätzlich wird die ökonomische Tragfähigkeit verschiedener Szenarien erarbeitet. Hierzu ist eine Vielzahl von sektorübergreifenden Disziplinen und deren effektive Zusammenarbeit nötig, wobei auf das Vorgängerprojekt EXACT aufgebaut werden kann.
Im Vergleich zu EXACT wird zum einem ein höherer Detailgrad der vielversprechenden Konzepte (Turboprop, Mild-Hybrid, Plug-In Hybrid) umgesetzt sowie die gesamte Transitionsphase, hin zur stark klimareduzierten Luftfahrt, betrachtet.Des Weiteren ist der Fokus auf die ökonomisch und ökologisch wichtigsten Kurz-, Mittel- und Langstreckensegmente gesetzt. Damit wird zum einem ein höheres Konfidenzniveau erreicht, und zum anderen die Komplexität der globalen Transition der Luftfahrt berücksichtigt.
Aufgrund dieser Komplexität des Gesamtsystems und der damit zusammenhängenden teilweise großen Unsicherheiten wird ein szenarienbasiertes Vorgehen forciert. Dies erlaubt anhand von Wahrscheinlichkeitsbereichen Tendenzen abzuleiten, welche der Technologiebaustein-, Luftfahrzeugkonzept- und Maßnahmenkombinationen die größten ökonomischen und ökologischen Potentiale aufweisen.
Das übergeordnete Ziel von EXACT2 ist, mögliche Wege zur klimareduzierten und bezahlbaren Luftfahrt aufzuzeigen. Dafür werden die im Rahmen des Projektes untersuchten Szenarien, bestehend aus Technologiebausteinen, Flugzeugkonzepten und Maßnahmen ganzheitlich ökonomisch und ökologisch bewertet. Dabei wird auf die vielversprechendsten Flugzeugkonzepte, siehe Abbildung 2, des Vorgängerprojekts EXACT aufgebaut. Es sind zwei wesentliche Unterschiede zu nennen:
Um die Unsicherheiten auf Flugzeugebene zu reduzieren sowie genauere Aussagen treffen zu können, wird die Fidelität deutlich erhöht.
Die von langfristigen Potentialen getriebene Bewertung wird mit der szenarienbasierten Modellierung der Transitionsphase von fossilen zu erneuerbaren Energieträgern erweitert. Damit lassen sich ökonomische und ökologische Effekte in den kommenden Jahrzehnten abbilden und Temperaturspitzen in der Atmosphäre als Metrik verwenden.
Ziel ist es außerdem, den Klimaeinfluss der untersuchten Szenarien im globalen gesamtheitlichen Kontext zu stellen. Dafür wird, wie in Kapitel 1 beschrieben, der Beitrag der Luftfahrt zum Erreichen des 1,5°C Ziels des Pariser Abkommens als primäre Bewertungsmetrik herangezogen, da diese Maximaltemperatur in der erdnahen Atmosphäre in den kommenden Jahrzehnten der klimatologisch entscheidende Maßstab ist. Zusätzlich wird das ökonomische Verhalten der Szenarien von Subkomponenten-, Energieträgerproduktions- bis hin zur globalen Bewertungsebene erarbeitet.
Konkrete Ziele:
Vielversprechende Flugzeugkonzepte aus EXACT sind im hohen Detailgrad erarbeitet, um ein hohes Konfidenzniveau zu erreichen sowie Unsicherheiten zu reduzieren. Ziel ist es, für alle Konzepte ein ähnliches Konfidenzniveau zu erreichen. Das heißt konkret, dass die relevanten Disziplinen der Konzepte mit großen Unsicherheiten mit höherwertigen Methoden berechnet werden müssen.
