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Technologie-Agenda Claire

Clean Air Engine – Claire – heißt die Technologie-Agenda der MTU. In ihr formulieren wir Lösungsmöglichkeiten und Potenziale für nachhaltige zivile Antriebe auf dem Weg zum emissionsfreien Fliegen. Ziel aller Bemühungen ist die Reduzierung der Klimawirkung – also von CO2- und NOx-Emissionen sowie Kondensstreifen. Wichtig bleibt aber auch die Verringerung des Energieverbrauchs.

Schwerpunkte sind evolutionäre Weiterentwicklungen der Fluggasturbine auf Basis des Getriebefans und völlig neue, revolutionäre Antriebskonzepte, wie der Water-Enhanced Turbofan und die Fliegende Brennstoffzelle. Eine wichtige Rolle spielen nachhaltige, alternative Kraftstoffe (Sustainable Aviation Fuels = SAF) und Wasserstoff. 

In drei Etappen geht’s zum emissionsfreien Fliegen: Die erste Etappe wird durch den Getriebefan markiert, der seit 2016 im Serieneinsatz ist und in Kombination mit SAF die Klimawirkung bereits heute signifikant reduzieren kann. In der zweiten Etappe sollen bis zum Jahr 2035 neben dem GTF der nächsten Generation der Water-Enhanced Turbofan in allen Schubklassen und die Fliegende Brennstoffzelle für kürzere Strecken im Regionalverkehr realisiert werden. Auch ein Wasserstoff betriebener moderner Turbofan ist möglich. Phase drei startet 2050 und soll weitere Effizienzverbesserungen aller Antriebstechnologien bringen sowie die Einführung der Brennstoffzelle auf der Kurz- und Mittelstrecke.

Technologie-Agenda Claire

Getriebefan

Die erste Claire-Etappe wurde mit den hocheffizienten Triebwerken der Getriebefan-Familie von Pratt & Whitney erreicht. Die MTU steuert zu diesen Antrieben Schlüsseltechnologien bei. Sie kommen in modernen Kurz- und Mittelstreckenflugzeugen zum Einsatz und reduzieren Kraftstoffverbrauch und CO2-Emissionen um 20 Prozent pro Flug im Vergleich zu Vorgängertriebwerken.

Auch an der zweiten, weiter verbesserten Getriebefan-Generation wird bereits gearbeitet. Angetrieben mit nachhaltigen, alternativen Kraftstoffen oder Flüssigwasserstoff könnten Turbofans der nächsten Generation die Klimawirkung um bis zu 65 Prozent gegenüber einer Fluggasturbine aus dem Jahr 2000 verringern.

Water-Enhanced Turbofan

Die evolutionäre Weiterentwicklung der Fluggasturbine allein wird nicht ausreichen, um die ambitionierten Ziele des Pariser Klimaabkommens zu realisieren: Neue revolutionäre Antriebskonzepte sind notwendig.

Auch daran arbeiten wir und favorisieren den Water-Enhanced Turbofan (WET) – eine Fluggasturbine mit Energierückgewinnung und nasser Verbrennung. Dieses Konzept kann in allen Schub- und Leistungsklassen eingesetzt werden.

Betrieben mit SAF oder Wasserstoff ist bis zum Jahr 2035 eine Reduktion der Klimawirkung um etwa 80 Prozent möglich. Zudem können durch die Effizienzsteigerung Kosten und wertvolle Ressourcen gespart werden.

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Flying Fuel Cell™

Ein weiteres revolutionäres Antriebskonzept, das die MTU im Rahmen der zweiten Claire-Stufe bis zum Jahr 2035 vorantreibt, ist eine möglichst vollständige Elektrifizierung des Antriebsstrangs. Hier hat die Wandlung von flüssigem Wasserstoff in Strom mit Hilfe einer Brennstoffzelle für uns das größte Potenzial. Wir nennen unser Konzept Fliegende Brennstoffzelle, Flying Fuel CellTM – kurz: FFC.

Die FFC soll zunächst auf kürzeren Strecken im Regionalverkehr fliegen. Sie kann die Klimawirkung mit 95 Prozent auf nahezu null reduzieren und ist damit fast emissionsfrei: Emittiert wird lediglich Wasser. Mit verbesserter Effizienz soll die FFC ab 2050 auch auf der Kurz- und Mittelstrecke zum Einsatz kommen und damit die Klimawirkung des zivilen Luftverkehrs weiter verringern.

 

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Alternative Kraftstoffe

Eine unmittelbare und signifikante Reduktion der Klimawirkung kann durch den Einsatz nachhaltiger, alternativer Kraftstoffe erreicht werden, denn sie können sofort drop-in eingesetzt werden – also ohne Anpassungen an Flugzeug und Antrieb.

Sustainable Aviation Fuels (SAF) führen zu einem weitgehend geschlossenen CO2-Kreislauf: Das im Flug freigesetzte CO2 wird zur Kraftstoffherstellung bestenfalls vollständig aus der Atmosphäre gewonnen. SAF können auch die Bildung von Kondensstreifen deutlich senken. 

Langfristig ist Wasserstoff die Grundlage für den klimaneutralen Antrieb der Zukunft. Wir sehen drei Einsatzmöglichkeiten: Direktverbrennung in der Fluggasturbine, Umwandlung in SAF sowie Wandlung in elektrische Energie mittels einer Brennstoffzelle.

Clean Air Engine – In drei Etappen zum emissionsfreien Fliegen

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