Wasserstoff am Flughafen: Exeter macht ernst mit der Dekarbonisierung des Flugbetriebs

Was lange wie Zukunftsmusik klang, ist am britischen Exeter Airport Wirklichkeit geworden: Erstmals in der Geschichte der britischen Luftfahrt wurden gleichzeitig mehrere wasserstoffbetriebene Bodenfahrzeuge im regulären Flughafenbetrieb eingesetzt – und das ohne einen einzigen Sicherheitsvorfall. Das Projekt Zero Carbon Turn liefert damit wichtige Erkenntnisse für die gesamte Branche und gibt einen konkreten Ausblick darauf, wie der Flughafen der Zukunft aussehen könnte.

Das Projekt „Zero Carbon Turn“: Hintergründe und Beteiligte

Der Praxistest wurde vom Exeter Airport federführend organisiert und brachte eine bemerkenswert breite Koalition aus Wissenschaft, Industrie und Behörden zusammen:

• Exeter Airport – Projektleitung und Teststandort
• Cranfield University – wissenschaftliche Begleitung und Berichterstattung
• TUI – Bereitstellung des Passagierflugzeugs (Boeing 737)
• ULEMCo – Spezialist für Wasserstoff-Umrüstlösungen bei Fahrzeugen
• Boeing – technische Partnerschaft
• MULAG – Hersteller von Bodenfahrzeugen am Flughafen
• Civil Aviation Authority (CAA) – Förderung über das Hydrogen Challenge Sandbox-Programm

Ziel des Projekts war es, Wasserstofftechnologien unter realen Betriebsbedingungen zu erproben, belastbare Sicherheitsdaten zu sammeln und eine Grundlage für regulatorische sowie infrastrukturelle Weichenstellungen zu schaffen. 🔬

Was genau getestet wurde: Drei Wasserstofftechnologien im Zusammenspiel

Der Kernversuch bestand darin, den sogenannten „Turnaround“ – also die Bodenabfertigung einer TUI Boeing 737 – vollständig mit wasserstoffbetriebenen Geräten durchzuführen. Dabei kamen drei unterschiedliche Technologieansätze gleichzeitig zum Einsatz:

1. Wasserstoff-Schlepperfahrzeug mit Verbrennungsmotor

Ein herkömmlicher Flugzeugschlepper wurde mit einem wasserstoffbetriebenen Verbrennungsmotor ausgestattet. Dieses Fahrzeug übernahm das Bewegen des Passagierflugzeugs auf dem Vorfeld – eine Premiere für britische Flughäfen mit einem Passagierjet.

2. Brennstoffzellen-Gepäckschlepper

Für den Gepäcktransport zwischen Flugzeug und Terminal wurde ein Gepäckschlepper eingesetzt, der seine Energie aus einer Wasserstoff-Brennstoffzelle bezieht. Im Gegensatz zum Verbrennungsmotor entstehen dabei keinerlei lokale Schadstoffemissionen – lediglich Wasserdampf verlässt das Fahrzeug.

3. Hybrid-Bodenstromversorgung (Wasserstoff/Diesel)

Das dritte Gerät war eine sogenannte Ground Power Unit (GPU), die in einem Hybridmodus aus Wasserstoff und Diesel betrieben wurde. Sie versorgte die Boeing 737 am Boden mit elektrischer Energie – ebenfalls ein britisches Novum dieser Art.

Ein weiterer bedeutsamer Aspekt: Der im Versuch verwendete Wasserstoff war grüner Wasserstoff, der per Elektrolyse aus erneuerbaren Energiequellen gewonnen wurde. Damit schloss das Projekt die gesamte Wertschöpfungskette von der nachhaltigen Erzeugung bis zur Anwendung.

Britische Premieren: Was beim Test erstmalig gelang

Der Bericht der Cranfield University hält mehrere historische Meilensteine fest, die im Rahmen des Projekts erreicht wurden:

Meilenstein	Bedeutung
Gleichzeitiger Einsatz mehrerer Wasserstoff-GSE an einem UK-Flughafen	Erstmals wurden verschiedene H₂-Bodenfahrzeuge koordiniert und simultan betrieben
Wasserstoffbetriebene GPU zur Flugzeugstromversorgung	Ein kommerzielles Passagierflugzeug wurde erstmalig in UK mit H₂-GPU versorgt
Einsatz eines H₂-Schleppers mit einem Passagierflugzeug	Erstes Mal in UK, dass ein Passagierjet mit einem Wasserstoffschlepper bewegt wurde
Einsatz von grünem Wasserstoff (via Elektrolyse)	Vollständig erneuerbar erzeugter H₂ im realen Flughafenbetrieb verwendet

Sicherheit im Fokus: Keine Zwischenfälle während des Versuchs ✅

Ein zentrales Ergebnis des Berichts ist die einwandfreie Sicherheitsbilanz: Sämtliche Geräte wurden im laufenden Flughafenbetrieb eingesetzt, ohne dass es zu einem einzigen sicherheitsrelevanten Vorfall kam. Dies ist für die Branche von enormer Bedeutung, denn Sicherheitsbedenken gelten bislang als einer der wichtigsten Hemmfaktoren bei der Einführung von Wasserstofftechnologien an Flughäfen.

Stephen Wiltshire, Geschäftsführer des Exeter Airport, kommentierte die Ergebnisse mit deutlichen Worten: „Der Exeter-Versuch hat bewiesen, dass Wasserstoff-Bodengeräte funktionieren – und dass sie sicher funktionieren. Regionalflughäfen wie unserer werden zu den Ersten gehören, die wasserstoffbetriebene Flugzeuge abfertigen, und wir sind natürliche Testfelder für die Entwicklung dieser Technologien.“

Was der Bericht empfiehlt: Roadmap für weitere Forschung

Trotz des Erfolgs betonen die Forscher um Dr. Thomas Budd, Associate Professor für Airport Decarbonisation an der Cranfield University, dass erhebliche weitere Arbeit notwendig ist, bevor Wasserstoff im großen Maßstab an Flughäfen Einzug hält. Der Bericht formuliert folgende Prioritäten:

• 🔋 Längere Betriebserprobungen unter realen und wechselnden Bedingungen
• 🏗️ Evaluation alternativer Speicher- und Betankungskonzepte für Flughäfen unterschiedlicher Größe
• 📋 Schaffung einer formalen Wissensaustausch-Plattform für alle Akteure der Branche
• ⚖️ Weiterentwicklung regulatorischer Rahmenbedingungen, um weitere Praxisversuche zu ermöglichen
• ❄️ Tests unter Winterbedingungen, um saisonale Einflüsse auf Wasserstoffsysteme zu verstehen

Dr. Budd fasste es treffend zusammen: „Der größte Wert dieses Projekts liegt nicht in dem, was wir erreicht haben, sondern in dem, was es uns über den Weg dahin verrät.“

Folgestudie im Winter: Der nächste Schritt steht bereits fest

Noch im selben Monat ist am Exeter Airport ein Folgeversuch geplant, der in Zusammenarbeit mit der Cranfield University und ULEMCo durchgeführt wird. Diesmal steht die Simulation mehrerer Flugzeug-Turnarounds im Mittelpunkt – unter Winterbedingungen. Finanziert wird der Versuch vom Connected Places Catapult, einer britischen Innovationsförderorganisation.

Das Ziel ist klar: Wasserstoffsysteme müssen nicht nur im Laborbetrieb und bei günstigen Temperaturen funktionieren. Kälte, Nässe und kurze Tage stellen besondere Anforderungen an Brennstoffzellen, Druckspeicher und die gesamte Infrastruktur. Die Wintererprobung soll diese Wissenslücke schließen und die Datengrundlage für eine breite Markteinführung weiter festigen.

Warum Regionalflughäfen eine Schlüsselrolle spielen

Es ist kein Zufall, dass Exeter Airport – ein mittelgroßer Regionalflughafen im Südwesten Englands – zum Pionier dieser Versuche wurde. Kleinere und mittlere Flughäfen bieten gegenüber großen Drehkreuzen entscheidende Vorteile als Testfelder:

• Überschaubarere Betriebsabläufe erleichtern die Kontrolle von Experimenten
• Geringeres Verkehrsaufkommen ermöglicht Versuche ohne gravierende Betriebsstörungen
• Regionalflughäfen werden laut Branchenprognosen als erste von Wasserstoff-Kurzstreckenflugzeugen angeflogen werden
• Behörden und Betreiber können engmaschiger zusammenarbeiten

Damit positionieren sich Regionalflughäfen nicht als Nachzügler, sondern als strategische Vorreiter der Transformation. 🌍

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Wasserstoff-Luftfahrt und Flughafenbetrieb: Das Wichtigste im Überblick

Der Praxistest am Exeter Airport ist weit mehr als eine technische Fingerübung. Er belegt erstmals unter realen Bedingungen, dass wasserstoffbetriebene Bodengeräte sicher, koordiniert und zuverlässig im laufenden Flughafenbetrieb eingesetzt werden können. Für Flugreisende bedeutet das: Die Flughäfen von morgen werden leiser, sauberer und klimafreundlicher sein – auch am Boden.

Die Ergebnisse zeigen gleichzeitig, dass der Weg noch lang ist. Regulatorische Hürden, fehlende Infrastruktur für Wasserstofftankstellen an Flughäfen und die noch ausstehende Erprobung unter verschiedenen Wetterbedingungen erfordern weitere gezielte Investitionen und eine enge Zusammenarbeit aller Beteiligten. Der Winterversuch in Exeter ist dabei nur ein nächster Schritt auf einem Weg, der die gesamte Branche in den kommenden Jahren beschäftigen wird.

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Glossar: Fachbegriffe verständlich erklärt

Ground Support Equipment (GSE)

Als Ground Support Equipment bezeichnet man alle Fahrzeuge und Geräte, die am Boden eines Flughafens direkt für die Abfertigung von Flugzeugen eingesetzt werden. Dazu gehören Gepäckschlepper, Busse, Tankfahrzeuge, Pushback-Schlepper (die ein Flugzeug vom Gate wegbewegen), Treppen, Catering-Fahrzeuge und vieles mehr. GSE verursacht einen erheblichen Teil der Treibhausgasemissionen auf Flughäfen und gilt daher als prioritäres Handlungsfeld bei der Dekarbonisierung des Luftverkehrs.

Turnaround

Der Begriff Turnaround beschreibt den gesamten Bodenabfertigungsprozess eines Flugzeugs zwischen zwei Flügen. Dazu zählen das Entladen von Gepäck und Fracht, die Reinigung der Kabine, das Betanken, die Verpflegung der Passagiere (Catering), technische Checks sowie das erneute Beladen und Einsteigen. Die Dauer eines Turnarounds ist ein zentraler Effizienzfaktor für Airlines und Flughäfen – typischerweise dauert er bei einem Mittelstreckenflugzeug wie der Boeing 737 zwischen 30 und 60 Minuten.

Ground Power Unit (GPU)

Eine Ground Power Unit ist ein mobiles oder stationäres Aggregat, das einem Flugzeug am Boden elektrische Energie liefert, während die eigenen Triebwerke ausgeschaltet sind. Ohne GPU müsste das Flugzeug seine bordeigene Hilfsturbine (APU – Auxiliary Power Unit) nutzen, was Kerosin verbrennt und Lärm erzeugt. GPUs können mit Diesel, Erdgas, Strom aus dem Netz oder – wie im Exeter-Versuch – mit Wasserstoff betrieben werden.

Brennstoffzelle

Eine Brennstoffzelle ist ein elektrochemisches Bauteil, das Wasserstoff und Sauerstoff direkt in elektrische Energie umwandelt – ähnlich wie eine Batterie, jedoch ohne Aufladen. Als Abfallprodukt entsteht ausschließlich Wasser (H₂O). Brennstoffzellen gelten als besonders effizient und emissionsarm, da keine Verbrennungsprozesse stattfinden. Im Fahrzeugbereich werden vor allem PEM-Brennstoffzellen (Proton Exchange Membrane) eingesetzt.

Grüner Wasserstoff & Elektrolyse

Wasserstoff gilt dann als „grün“, wenn er ausschließlich durch Elektrolyse mithilfe von Strom aus erneuerbaren Energiequellen (Wind, Solar, Wasserkraft) erzeugt wurde. Bei der Elektrolyse wird Wasser (H₂O) durch elektrischen Strom in seine Bestandteile Wasserstoff (H₂) und Sauerstoff (O₂) aufgespalten. Da bei diesem Prozess keine fossilen Brennstoffe zum Einsatz kommen, gilt grüner Wasserstoff als klimaneutral – im Gegensatz zu „grauem“ Wasserstoff, der aus Erdgas gewonnen wird und dabei CO₂ freisetzt.

Dekarbonisierung

Dekarbonisierung bezeichnet den Prozess der weitgehenden oder vollständigen Reduktion von CO₂-Emissionen in einem Wirtschaftsbereich. In der Luftfahrt umfasst dies sowohl den Flugbetrieb selbst (z. B. durch Sustainable Aviation Fuels oder wasserstoffbetriebene Flugzeuge) als auch den Bodenbetrieb (z. B. durch elektrische oder wasserstoffbetriebene GSE). Die Luftfahrt ist für rund 2–3 % der globalen CO₂-Emissionen verantwortlich, unter Berücksichtigung von Nicht-CO₂-Klimaeffekten steigt dieser Anteil deutlich an.

Hydrogen Challenge Sandbox (Civil Aviation Authority)

Das Hydrogen Challenge Sandbox-Programm ist eine Initiative der britischen Luftfahrtbehörde CAA (Civil Aviation Authority), die Unternehmen und Forschungseinrichtungen einen regulatorischen „Sandkasten“ bietet: In diesem geschützten Rahmen können innovative Wasserstofftechnologien unter erleichterten Zulassungsbedingungen erprobt werden, ohne den normalen Flugbetrieb zu gefährden. Das Programm soll helfen, Erkenntnisse zu sammeln, die später in verbindliche Regulierungen einfließen.