Luftschiffe als Transportmittel für eine globale Wasserstoff-Infrastruktur?

Falls eine international vernetzte Wasserstoffwirtschaft irgendwann tatsächlich entsteht, wird es notwendig sein, einen Teil des Wasserstoffs über große Distanzen zu transportieren. Um dieses Gas in verflüssigter Form in Frachtschiffen zu befördern, muss es auf minus 253°C gekühlt und am Zielort wieder verdampft werden. Allein dafür sind etwa 30% der transportierten Energiemenge notwendig. Zusätzlich verdampft etwa 1 % des transportierten Wasserstoffs pro Tag, was weitere Verluste zur Folge hat.

Der globale Wasserstofftransport könnte aber auch ganz anders funktionieren: über eine Renaissance der Luftschiffe. Seit dem Absturz des Zeppelins „Hindenburg“ im Jahr 1937 ist diese Technologie kaum weiterentwickelt worden. Moderne Luftschiffe werden meist mit Helium betrieben, einem 70-fach teureren und spärlich verfügbarem Gas, das aber nicht brennt.

Welche Vorteile würden Wasserstoff-Luftschiffe im Vergleich zu herkömmlichen Transportschiffen bieten?

Man würde den Wasserstoff am Produktionsort in riesige unbemannte Luftschiffe füllen, ohne ihn verflüssigen zu müssen. Die Luftschiffe könnten sich den Jetstream, einen starken Luftstrom mit Geschwindigkeiten von 200-500 km/h, der durch die Temperaturunterschiede zwischen den Polen und dem Äquator zustande kommt, zu Nutze machen. Weil Wasserstoff leichter ist als Luft, können Luftschiffe ohne horizontalen Antrieb bis zum Jetstream aufsteigen und sich in geeigneter Höhe von ihm tragen lassen. Dabei können durchschnittliche Reisegeschwindigkeiten von über 100 km/h erreicht werden. Eine Reise von Tokyo nach Los Angeles mit dem Luftschiff würde etwa vier Tage dauern, moderne Frachtschiffe brauchen dafür etwa 22 Tage.

Für den Abstieg und Höhenkorrekturen muss das Wasserstoffgas komprimiert werden, dafür wird eine Energiemenge von etwa 12% des mittransportierten Wasserstoffs benötigt. Diese kann entweder direkt aus dem Wasserstoff entnommen werden, oder aus Solarpanelen stammen, mit denen Luftschiffe defacto klimaneutral fliegen könnten. An Fläche dafür mangelt es auf den Luftschiffen ja nicht.

Im internationalen Transportsektor würden Luftschiffte einen Mittelweg zwischen Flugzeug und Frachtschiffen im Verhältnis von Kosten zu Transportgeschwindigkeit einnehmen.

Ein voll beladenes Luftschiff würde je nach Größe etwa 60-80% seines Wasserstoffs am Zielort abladen. Der verbleibende Wasserstoff würde aber nicht verloren gehen, er ist notwendig, um das Luftschiff an den Ausgangort zurückzubringen.

Die konkreten Kosten von Frachttransport mit Luftschiffen sind schwierig abzuschätzen, da es bei diesen vor allem auf die Größe und Verwendung ankommt. Die Hindenburg, das größte bisher gebaute Luftschiff, konnte bei einer Länge von 245 m etwa 10 t Fracht transportieren. Ein Luftschiff mit 10-Facher Größe und damit einer Länge von 2,4 km könnte hingegen etwa 21.000 t transportieren.

Für die ökonomische Konkurrenzfähigkeit ist von Vorteil, dass Luftschiffe den Wasserstoff direkt vom Produktionsort an den Zielort bringen könnten – ohne Umschlag dazwischen – wo immer diese liegen.

Wasserstoffluftschiffe sind zwar noch weit davon entfernt, tatsächlich wieder zum kommerziellen Einsatz zu kommen. Doch angesichts der Möglichkeiten, als klimafreundliches Transportmittel von Wasserstoff zu dienen, lohnt es sich definitiv, ihre Risiken und Wirtschaftlichkeit neu zu evaluieren – und utopisch zu denken!

Quelle: Hunt, Julian & Byers, Edward & Balogun, Abdul-Lateef & Filho, Walter & Colling, Angeli & Nascimento, Andreas & Wada, Yoshihide. (2019). Using the jet stream for sustainable airship and balloon transportation of cargo and hydrogen. Energy Conversion and Management: X. 3. 100016.