Die geheime Nachhaltigkeitslösung der Luft- und Raumfahrt

Leah Archibald: Der Nachholbedarf an Reisen, der sich in den letzten zwei Jahren aufgestaut hat, ist offiziell auf den Markt entlassen worden. In der Frühjahrssaison 2022 stiegen die Flüge der Fluggesellschaften fast auf das Niveau vor der Pandemie und lagen nur 9 % unter der Nachfrage für den gleichen Zeitraum im Jahr 2019. Angesichts der erneuten Begeisterung der Kunden für den Luftraum und des Ziels der Biden-Regierung, bis 2050 den gesamten Treibstoff durch nachhaltige Alternativen zu ersetzen, bemühen sich die kommerziellen Fluggesellschaften nun mit neuer Dringlichkeit um innovative Lösungen für die Nachhaltigkeit.

Das Problem ist, dass die nächsten Antriebsformen wie Brennstoffzellen, SAF und eVTOLs noch Jahre von der kommerziellen Anwendbarkeit entfernt sind, so dass sich die Fluggesellschaften fragen müssen:
Können wir jetzt etwas tun, um die Vorteile der Nachhaltigkeit zu nutzen?

Mein heutiger Gast hat eine Antwort auf diese Frage. John Pilla hat die Welle der Luftfahrt 4.0 aus dem Blickwinkel einer langen Karriere in der Luft- und Raumfahrttechnik beobachtet. Er begann als Stressingenieur bei Boeing und verbrachte die letzten 16 Jahre bei Spirit AeroSystems, wo er vom Senior VP, der für die Gewinn- und Verlustrechnung aller Airbus-Programme verantwortlich war, bis zum Chief Technology Officer reichte. Wenn es jemanden gibt, der uns sagen kann, welche Technologien der kommerziellen Luftfahrt heute tatsächlich zu mehr Nachhaltigkeit verhelfen können, dann ist es John Pilla. Und es wird Sie vielleicht überraschen, aber er hat eine einfache Botschaft für uns, wie wir Flugzeuge nachhaltiger machen und die Herstellungskosten senken können.

John Pilla, herzlich willkommen zu unserem Podcast.

John Pilla: Vielen Dank, Leah. Ich bin froh, hier zu sein.

Leah Archibald: Helfen Sie uns, einige dieser Schlagworte zu verstehen: Wasserstoff-Brennstoffzellen, eVTOLs, nachhaltige Flugzeugtreibstoffe. Kann eine dieser Technologien in naher Zukunft in der kommerziellen Luftfahrt eingesetzt werden, oder handelt es sich dabei vorerst um Ideen, die sich nicht durchsetzen werden?

John Pilla: Ich verstehe Ihr Wortspiel, und die einfache Antwort auf Ihre Frage lautet: Nein, nicht in naher Zukunft.

Die Gesellschaft möchte im Allgemeinen die Umweltverschmutzung und den CO2-Ausstoß verringern und den Verbrauch fossiler Brennstoffe reduzieren. Das ist sogar noch wichtiger geworden, weil wir jetzt mit einem Benzinpreis von 5 Dollar pro Gallone für unsere Autos konfrontiert sind, und das bedeutet wahrscheinlich das Doppelte für Avgas, um ein Flugzeug zu fliegen. Es gibt nachhaltige Flugkraftstoffe, die in Flugzeugen getestet werden, und ein nachhaltiger Flugkraftstoff ist, in Ermangelung eines besseren Begriffs, ein Kraftstoff auf Ethanol- oder Pflanzenbasis. Es gibt keinen großen Hersteller dieses Kraftstoffs, so dass man die Flotte nicht darauf umstellen könnte.

Wasserstoff ist eine andere Idee. Das Problem bei Wasserstoff ist vor allem: Wo bringt man die großen Tanks mit Wasserstoff unter? Denn man braucht mehr Volumen als für normalen Kraftstoff und das Gewicht aller Systeme. Und auch hier gibt es keinen Ort, an dem man anhalten und einen Tank mit Wasserstoff holen kann. Zumindest nicht in der Größenordnung, die wir brauchen. Sie haben also gefragt, ob es sich um eine Modeerscheinung handelt, die sich nicht durchsetzen kann? Aber es könnte buchstäblich 10 Jahre dauern, bis sie einsatzbereit sind, und vielleicht noch viel länger, bis man ein Flugzeug mit 150 Passagieren an Bord sieht, wie eine 777 oder A320, das mit rein nachhaltigen Kraftstoffen oder Energie fliegt.

Leah Archibald: Und wenn wir über die kommerzielle Luftfahrt sprechen, die ja eigentlich Ihr Fachgebiet ist, dann müssen Sie viel mehr Menschen und viel mehr Gewicht bewegen, als es mit diesen experimentellen Technologien im Moment der Fall ist.

John Pilla: Auf jeden Fall.

Leah Archibald: Was können die Hersteller der Luft- und Raumfahrtindustrie also in naher Zukunft tun, um sich mit Fragen der Nachhaltigkeit zu befassen?

John Pilla: Nun, die größeren Hersteller befassen sich bereits mit dem Thema Nachhaltigkeit. Erst gestern habe ich auf LinkedIn einen Beitrag von Collins Aerospace gesehen, in dem es zum Beispiel um Thermoplaste ging. Wenn sie duroplastische Verbundwerkstoffe durch Thermoplaste ersetzen könnten, hätten die Thermoplaste mehrere große Vorteile. Erstens sind sie ein wenig billiger. Zweitens sind sie viel energiefreundlicher in der Verarbeitung und sie können recycelt werden, weil man Thermoplaste wieder schmelzen kann, Duroplaste aber nicht.

Leah Archibald: Sprechen Sie ein wenig mehr über das Verhältnis zwischen Kosten und Gewicht. Nehmen wir an, Sie möchten eine neue Technologie einführen, aber die Umstellung auf Maschinen, die Thermoplaste verwenden, wird teuer sein. Möglicherweise benötigen Sie andere Verfahren in Ihren Produktionsanlagen. Aber wenn das Flugzeug dadurch leichter wird, spart man ja auch Treibstoffkosten, nicht wahr?

John Pilla: Auf jeden Fall. Und das macht es für den Betreiber billiger. Oft erhält man einen Vorteil durch die Einsparungen. Wenn man etwas Gewicht einspart, kann man oft auch etwas Kosten sparen. Und wie Sie bereits erwähnt haben, können einmalige Kosten für die Umsetzung einer Gewichtseinsparung anfallen. Aber wenn man ein Flugzeug wie eine 777 oder einen A320 baut, von dem irgendwo zwischen 30 und – wie Airbus in der Presse sagt – 70 Stück pro Monat gebaut werden, kann sich das bei einer solchen Produktionsrate sehr schnell auszahlen.

Und noch einmal: Je leichter ein Flugzeug mit diesen großen Flügeln und dem großen Rumpf aus Verbundwerkstoffen ist, desto weniger Treibstoff verbraucht es. Bei einer Flotte von 1000 Flugzeugen kann man also eine Menge Benzin und Umweltverschmutzung einsparen.

Leah Archibald: Ich kann mir vorstellen, dass die Firma Spirit AeroSystems nicht alle Komponenten für ihre Flugzeuge selbst herstellt. Das tun nur sehr wenige Flugzeuge. Wenn Sie daran denken, dass so viele verschiedene Zulieferer die Komponenten für Ihre Flugzeuge herstellen, wie arbeiten Sie dann mit Ihren Zulieferern zusammen, um das Gewicht und damit die Kosten zu senken?

John Pilla: In den frühen Stadien eines Flugzeugdesigns oder sogar wenn eine neue Strichnummer herauskommt, wie z. B. ein etwas längeres Flugzeug, werden die Zulieferer bereits in den frühen Designphasen mit einbezogen. Boeing nennt das „Working Together“. Bei Airbus gibt es andere Bezeichnungen, aber die Idee ist, dass man ihren Beitrag einholt, bevor man eine Zeichnung anfertigt und sie ihnen übergibt. So arbeitet jeder nicht nur am Gewicht, sondern gleichzeitig auch an den Kosten.

Ich würde sagen, dass Nachhaltigkeit die Herstellungskosten nicht in die Höhe treibt. Sie kann sogar Geld sparen, wenn sie gut gemacht ist.

Leah Archibald: Was ich von Ihnen höre, ist, dass es beim Thema Nachhaltigkeit nicht nur um neue aufregende Technologien geht. Es geht darum, das Wissen, das wir schon immer hatten, weiterzugeben: das Gewicht und die Kosten zu senken.

John Pilla: Auf jeden Fall.

Leah Archibald: Eine letzte Frage. Wenn wir uns auf 30.000 Fuß zurückziehen, wissen wir, dass die Hersteller mit zwei großen Dilemmas bezüglich ihrer Produktpalette konfrontiert sind. Die erste große Frage ist: Wie kann man sie herstellen? Und die zweite große Frage lautet: Wo soll es hergestellt werden? Aus Ihrer Erfahrung als Führungskraft in der Luftfahrtindustrie und in dieser Branche, die sich so schnell verändert, um sich an die Belange der Nachhaltigkeit anzupassen, wie würden Sie anderen Führungskräften in der Luftfahrt raten, diese Fragen zu beantworten? Wie kann man es schaffen und wo kann man es schaffen?

John Pilla: Die Handelsstudien, die zu Beginn eines Flugzeugs durchgeführt werden, beinhalten immer Kosten, Gewicht, Materialverfügbarkeit und Nachhaltigkeit. Davon hängt ab, wie das Flugzeug gebaut wird, und die Art des Baus bestimmt in der Regel auch, wo es gebaut wird. Der Versand ist eine interessante Sache. Wir haben große Paneele in North Carolina gebaut und sie auf ein Schiff verladen, um sie nach Frankreich zu bringen. Und es gibt kaum eine andere Möglichkeit, das zu tun. Boeing hat eine Reihe von Flugzeugen gebaut, die Dreamlifters 747, die so modifiziert wurden, dass man eine ganze 787 hineinschieben kann. All diese Dinge müssen berücksichtigt werden, auch im Hinblick auf die Nachhaltigkeit. Ist es das wert?

Das Toyota-Modell bringt alle Zulieferer an einem Ort zusammen, damit sie besser zusammenarbeiten können. Dann gibt es eine Toyota-Fabrik und all die kleinen Fabriken um sie herum, so dass die Logistik kein großes Problem darstellt. Und dann muss man dorthin gehen, wo es qualifizierte Arbeitskräfte gibt. Manche Arbeitskräfte kann man in einer Gemeinde ausbilden, in der es diese Art von Fähigkeiten nicht gibt, aber manche Arbeitskräfte kann man nicht ausbilden. Ich denke also, dass man mit diesen drei Dingen eine kürzere Lieferkette aufbauen und einen einzigen Anbieter für seinen Teil haben sollte, damit man besser zusammenarbeiten kann und jeder daran arbeitet, Geld zu verdienen – dann hat man ein nachhaltiges Modell.

Leah Archibald: So haben wir in den letzten Jahren nicht darüber nachgedacht. Wir haben gedacht, dass Nachhaltigkeit und Geldverdienen im Widerspruch zueinander stehen.

John Pilla: Ich sehe, dass das der Weg war. Interessant an der 787 ist, dass Boeing seine Entwicklungsteams LCPT nannte, was für Life Cycle Product Team steht. Der Name des Teams lautete also von Anfang an nicht nur Design, nicht nur Build, sondern Life Cycle Product Team. Und diese Gedanken zogen sich durch das gesamte Design.

Leah Archibald: Ich finde es wirklich ermutigend, Ihnen heute zuzuhören, John, denn ich höre, dass Nachhaltigkeit nicht nur ein zusätzlicher Aufwand ist, den wir am Ende anhängen. Um die KPIs zu erreichen, die wir immer versucht haben zu erreichen, einschließlich der Kostensenkung, ist Nachhaltigkeit tatsächlich eine Lösung.

John Pilla: Auf jeden Fall.

Leah Archibald: John Pilla, vielen Dank, dass Sie heute bei mir im Podcast sind.

John Pilla: Vielen Dank, dass Sie mich eingeladen haben. Ich habe es auch genossen. Wir kommen nicht oft dazu, über diese tiefgründigen Themen zu philosophieren, aber es hat Spaß gemacht. Ich danke Ihnen.