Projektbeschreibung
Das Projekt „SUMAFly – SUstainability Modeling and Analysis of Future aircraft systems“ ist Bestandteil des von der DFG geförderten Exzellenzclusters „SE²A – Sustainable and Energy-Efficient Aviation“. Als interdisziplinäres Forschungszentrum der Technischen Universität Braunschweig, des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR), der Leibniz Universität Hannover, sowie der Hochschule für Bildene Künste Braunschweig (HBK) besteht das Ziel von SE²A in der Erforschung neuartiger Technologien für ein nachhaltiges und umweltfreundliches Luftverkehrssystem.
Der Fokus von SUMAFly liegt in der Entwicklung und Anwendung von Methoden des „Life Cycle Engineering“ zur lebenszyklusorientierten Nachhaltigkeitsbewertung von zukünftigen Flugzeugsystemen. Hierbei werden insbesondere die bei neuartigen Antriebskonzepten eingesetzten Energieträger und -wandler wie beispielsweise Lithium-Ionen-Batterien oder Brennstoffzellen betrachtet. Durch eine systematische Modellierung der Stoff-, Energie- und Kapitalströme im Lebenszyklus eines Flugzeugs werden die Grundlagen für die Bewertung der ökologischen, ökonomischen und sozialen Nachhaltigkeit geschaffen und Entscheidungen hinsichtlich neuer Flugzeugkonzepte in frühen Entwicklungsphasen unterstützt.
Verantwortlich
Projektpartner
- Technische Universität Braunschweig
- Institut für Automobilwirtschaft und Industrielle Produktion (AIP)
- Institut für Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik (IWF)
Ausgangslage und Problemstellung
Der Luftfahrtsektor steht vor großen ökologischen und ökonomischen Herausforderungen. Um das Klima zu schützen und Emissionen zu reduzieren, ist die Entwicklung neuer Technologien entscheidend. Neue Ansätze zur Verringerung der Umweltwirkungen des Luftverkehrs fokussieren auf die Entwicklung alternativer Antriebssysteme in Verbindung mit Energiespeichern und -wandlern sowie den Einsatz alternativer Kraftstoffe.
Durch die neuen Antriebssysteme und Energiespeicher verändern sich die Auswirkungen von Flugzeugsystemen in den einzelnen Phasen ihres Lebenszyklus. Beispielsweise kann in der Nutzungsphase der Ausstoß klimaschädlicher Emissionen reduziert werden. Bei der Energiebereitstellung sowie bei der Flugzeugproduktion und -stilllegung entstehen hingegen zusätzliche Auswirkungen, welche in der Nachhaltigkeitsbewertung berücksichtigt werden müssen. Für eine ganzheitliche Nachhaltigkeitsbewertung müssen neben den ökologischen Aspekten auch ökonomische und soziale Aspekte berücksichtigt werden. Hierzu bedarf es einer systematischen Modellierung des gesamten Lebenszyklus unterschiedlicher Flugzeugsysteme.
Zielsetzung und Vorgehensweise
Ziel des Projektes ist die Entwicklung von Methoden zur lebenszyklusorientierten Nachhaltigkeitsbewertung von alternativen Flugzeugsystemen. Hierzu erfolgt eine systematische Modellierung der Stoff-, Energie- und Kapitalströme in allen Phasen des Lebenszyklus. Der Fokus liegt auf neuartigen Antriebskonzepten in Verbindung mit Energiespeichern und -wandlern.
Durch SUMAFly soll gemäß dem „Drei-Säulen-Modell der nachhaltigen Entwicklung“ die Grundlage für eine ganzheitliche Bewertung der ökologischen, ökonomischen und sozialen Nachhaltigkeit geschaffen und so die Entscheidung hinsichtlich eines bestimmten Flugzeugkonzepts in frühen Entwicklungsphasen unterstützt werden. Der Fokus des AIP liegt hierbei auf den ökonomischen und sozialen Aspekten der Nachhaltigkeit. Zusammen mit dem IWF, welches vor allem die ökologischen Aspekte betrachtet, wird ein „Life Cycle Engineering“ Tool für die mehrdimensionale Nachhaltigkeitsbewertung entwickelt.