Welchen Einfluss hat die Kabine auf die Nachhaltigkeit eines Flugzeuges? Kann man Flugzeugkabinen in puncto Nachhaltigkeit optimieren? Und wenn ja, wo liegen die Herausforderungen? Diesen Fragen hat sich das ZAL-Team gestellt und in einem strukturierten Innovationsprozess untersucht.
Betrachtet man den ökologischen Fußabdruck eines Verkehrsflugzeugs, machen die Emissionen des Flugbetriebes, selbst unter Miteinbeziehung der Flugzeugherstellung und -wartung, zwischen 90 und 95% des CO2-AUsstoßes aus. Mit Blick auf die aktuellen Entwicklungen werden zukünftige Wasserstoffflugzeuge kein Kohlendioxid mehr ausstoßen und der Fußabdruck nicht-operativer Faktoren wird größer ins Gewicht fallen. Hierbei spielt die Flugzeugkabine eine besondere Rolle. Sie wird im Lebenszyklus eines Flugzeuges mehrfach ausgetauscht. Ein Gesichtspunkt, der die Nachhaltigkeit von Flugzeugkabinen auch jetzt schon für existierende Flotten interessant macht.
Nachhaltigkeit beginnt im Entwicklungsprozess
Welche Wege führen zu mehr Nachhaltigkeit? Neben dem etablierten Recycling gibt es weitreichendere Konzepte, wie z.B. das der Circular Economy (CE). Dies bezeichnet ein Wirtschaftssystem, bei dem Ressourcen möglichst lange im Nutzungskreislauf verbleiben, anstatt nach ihrer Nutzung entsorgt zu werden. Hierfür erforderlich ist, dass bereits im Designprozess die Wiederverwendbarkeit der Produkte- und Materialien beachtet wird, sowie Gesundheits- und Umweltgefahren vermieden werden, die eine Weiter- oder Umnutzung verhindern würden.
Dass die Umsetzung dieser Maßstäbe in Luftfahrt mit großen Herausforderungen einher geht, ist bekannt. (Im Rahmen der ZAL-Eventreihe ‚X meets Aviation‘, trafen im ZAL im Sommer Circular Economy und Luftfahrt aufeinander, Experten beider Themenfelder erarbeiteten nachfolgende Erkenntnisse.) So ist bei der Einführung oder Ausweitung einer Kreislaufwirtschaft in der Luftfahrt mit höhere Materialpreisen, höherem Gewicht, neuen aufwändigen Zulassungsverfahren und Herausforderungen in der Serienproduktion zu rechnen. Betrachtet man die Hauptelemente der Flugzeugkabine, bspw. Kabinenverkleidungen, Sitze, Sidewalls oder Isolierungen, wird schnell deutlich, dass bereits diese Komponenten aus zahlreichen Materialien bestehen. Diese reichen von Echtleder bis Polyethyleneterephthalaten und treten oft in der Form von verbunden Werkstoffen auf, was bedeutet, dass sie sich im Recyclingprozess nur schwer trennen lassen.
Wie können Lösungen aussehen?
Über den Weg zu möglichen Lösungen waren sich die Teilnehmer des Innovationsworkshops schnell einig: Um kreislauffähige Kabinen zu entwerfen und herzustellen, bedarf es eines ganzheitlichen Ansatzes. Design- und Produktionsprozesse müssen ebenso neu gedacht werden wie eingesetzte Materialien. Besonders wichtig ist, dass die Weiterverwendung, das Up- oder Recycling, bereits im Entwicklungsprozess berücksichtigt wird. Hier ist es entscheidend, den Einsatz von Verbundmaterialien zu reduzieren. Auf dem Weg zur Lösung, taugen auch kleinere Maßnahmen, bspw. Lasermarkierungen und Gravuren statt Beklebungen. Dadurch können Materialien beschriftet werden, ohne dass ein weiterer Werkstoff notwendig wird. Des Weiteren müssen nichtabbaubare Kunststoffe (PU, PE, PET etc.) durch abbaubare ersetzt werden. Hier könnten verstärkt Bioelastomere oder bio-basierte Fasern zum Einsatz kommen. Statt Echtleder stehen biologischen Alternativen zur Verfügung, z.B. aus Materialien aus Traubenresten.
Diese sowie noch weiter zu entwickelnde Ideen können dazu beitragen, die Nachhaltigkeit der Luftfahrtindustrie zu verbessern und den ökologischen Fußabdruck der Flugzeugkabine – und damit des Gesamtflugzeugs – zu reduzieren.
