Aviation is under growing pressure to reduce its climate impact, yet progress toward decarbonisation remains slow. Business aviation, though small in scale, offers an ideal use case for new propulsion technologies because of its shorter flight profiles.
This article explores how hydrogen electric propulsion can enable true zero emission flight and why business aircraft are well suited to lead this transition. It also looks at how regional airports, supported by renewable energy and hydrogen infrastructure, can become the first operational network for clean aviation through initiatives such as ALBATROSS.
From Global Warming to the Decarbonisation of Business Aviation
Global warming is an established scientific reality that demands rapid and sustained emission reductions across all sectors. To keep global temperature rise well below two degrees Celsius, as agreed in the Paris Agreement [1], every industry must undergo deep decarbonisation. Aviation stands out as one of the most challenging sectors to decarbonise because efficiency improvements are consistently outpaced by traffic growth and because aircraft performance is fundamentally constrained by physics. High energy demand, strict weight limits and already highly optimised aerodynamics leave only limited room for further efficiency gains.While average efficiency gains reach about one percent per year, global air traffic expands by roughly four percent. This imbalance means that even under optimistic assumptions, aviation’s share of global CO₂ emissions could rise to nearly one quarter by 2050 [2].
Figure 1: Projection of CO₂.emissions from aviation – based on [7]
The total climate impact of aviation extends beyond CO₂. Nitrogen oxides, water vapor, and contrails add significant warming effects, bringing the sector’s overall contribution to roughly four percent of total global radiative forcing [4]. Meeting Europe’s goal of climate neutrality, defined in the European Green Deal as achieving net zero greenhouse gas emissions across all sectors by 2050, will require propulsion systems capable of addressing both CO₂ and non CO₂ effects [3].
Aviation’s CO₂ emissions are distributed across three roughly equal segments. Approximately one third of passenger CO₂ emissions occur on short-haul flights of less than 1,500 kilometers, another third on medium-haul flights between 1,500 and 4,000 kilometers, and the final third on long-haul flights greater than 4,000 kilometers. Very short flights below 500 kilometers contribute about five percent of global aviation CO₂ emissions [5].
Within this overall picture, business aviation occupies a distinct position. It accounts for roughly two percent of total aviation emissions, about 0.4 Mt CO₂, yet its carbon intensity per passenger is up to ten times higher than that of scheduled commercial flights, ranging from 600 to 4,000 grams of CO₂ per passenger kilometer compared with 60 to 130 grams for regional or commercial services [6]. Reducing this disproportionate footprint has therefore become a clear priority for the sector.
From a numerical perspective, business aviation may seem minor. Yet its visibility, economic importance, and concentration of short haul missions make it a natural focal point within the broader decarbonisation effort. Because the segment combines high operational intensity with limited fleet scale, it provides a realistic context for testing and validating new propulsion technologies. Its transition will be essential in demonstrating how low emission flight can perform in practice across technical, operational, and economic dimensions, setting a precedent for the wider aviation industry.
Low-Emission Propulsion and Its Application in Business Aviation
Aviation’s path to net zero requires technologies that can eliminate emissions at their source. Traditional levers such as aerodynamic refinement, lighter structures, modern engines, and optimized routing will remain part of the sector’s efficiency toolbox, but they can no longer counterbalance the steady increase in global air traffic. With efficiency gains plateauing, the industry is shifting its focus toward clean energy carriers and propulsion systems that can fundamentally replace fossil fuel combustion and deliver the deep emission reductions required for long-term climate goals [7].
Multiple technological pathways are under development, each with its own balance of maturity, scalability, and environmental performance. Current research and development programs center on four main options:
- Sustainable Aviation Fuels (SAF)
- Battery-Electric Systems
- Hybrid-Electric Propulsion
- Hydrogen-Based Powertrains
These differ not only in emission potential but also in operational suitability across flight ranges and aircraft classes.
SAF can lower life-cycle CO₂ in existing aircraft but still produce NOx and contrails because they rely on combustion [6]. Production volumes remain below one percent of global jet fuel demand, and costs are several times higher than fossil kerosene [8][9], thus limiting scalability.
Battery-electric aircraft eliminate in-flight CO₂ and NOx and are very quiet, but today’s batteries have far lower energy density than jet fuel [6]. This confines the technology to small aircraft and short regional routes.
Figure 2: Projected Impacts by Fuel and Propulsion Type in 2040 – based on[3]
Hybrid systems combine batteries with kerosene or SAF, reducing fuel burn but still emitting CO₂, NOx and particulates. They also require both charging and refueling infrastructure, creating operational complexity [13].
Hydrogen can be used in turbines or in fuel cells. Both eliminate CO₂ emissions, but fuel cells offer the highest efficiency and the lowest non-CO₂ climate impacts [3].
Hydrogen fuel cell electric propulsion converts hydrogen into electricity through an electrochemical process that produces only water vapor and almost no nitrogen oxides. Because there is no combustion, it emits no soot particles, which further reduces the likelihood of persistent contrails [3]. This combination removes in-flight CO₂ entirely and nearly eliminates NOx and other non-CO₂ climate effects. At the same time, green hydrogen supports a favorable long-term energy cost trajectory, since producing synthetic kerosene requires about forty percent more renewable electricity per delivered unit of flight energy [3]. Within the broader aviation landscape, business aviation presents a particularly strong use case for hydrogen fuel cell propulsion.
Table 1: Average flight distance and time – based on [11]
Current industry data indicate that business aviation missions are predominantly short- to medium-range. Roughly seventy percent of flights cover less than 1,000 kilometers and around ninety percent stay below 2,000 kilometers, demonstrating that hydrogen-electric aircraft can serve the vast majority of real-world operations [6].
Hydrogen’s adaptability to existing fuel logistics and its potential for on-site production make it especially practical for aviation. With modular systems for compressed or liquid storage and standardized refueling procedures already under development, hydrogen can integrate smoothly into airport operations, enabling scalable and efficient adoption across the network [6].
Across all evaluation criteria (mission suitability, climate impact, operating cost, and infrastructure compatibility) hydrogen fuel cell electric propulsion provides the most balanced solution for the decarbonization of business aviation. It fits the dominant mission profiles without compromising cabin comfort, delivers near-zero in-flight emissions, and integrates seamlessly into existing operational structures while supporting a clear transition toward scalable hydrogen infrastructure.
Beyond Aero: A Clean-Sheet Approach to Zero-Emission Business Aviation
Beyond Aero approaches the decarbonization of aviation from first principles. Rather than adapting existing aircraft, the company designs its systems entirely around hydrogen-electric propulsion. Retrofitting legacy airframes introduces structural compromises, additional drag, and payload losses while complicating cooling and balance. A clean-sheet design allows for the optimal integration of tanks, thermal management, and air distribution directly into the fuselage, maximizing aerodynamic and energy efficiency without reducing cabin comfort.
The first Beyond Aero aircraft targets the mission envelope most common in business aviation. With capacity for six to eight passengers and a range of 500 to 1,500 kilometers, it aligns directly with real-world usage. This positioning ensures both technical feasibility and immediate market relevance.
The aircraft is built around low-temperature PEM fuel cells with a target power density of about 0.8 kilowatt per kilogram, including the balance of plant (the auxiliary systems such as air and hydrogen supply, cooling, power electronics, and control units that support the operation of the fuel cell stack).
Figure 3: Simplified schematic of hydrogen fuel cell operating system – based on [13]
Its modular powertrain is scalable from sub-megawatt systems in early prototypes to multi-megawatt architectures for future regional aircraft. Development follows an iterative process of bench testing, full-scale integration, and flight validation, supported by computational fluid dynamics to optimize thermal and energy management. In 2023, Beyond Aero completed France’s first crewed hydrogen-electric flight using an 85-kilowatt system, marking a decisive milestone toward CS 23 certification.
Hydrogen introduces new safety requirements related to leak detection, flame visibility, and cryogenic storage. Beyond Aero integrates sensors, automated shutdown logic, and active ventilation into the airframe, meeting standards such as SAE AIR 8466 for hydrogen handling and refueling. Certification follows EASA’s CS 23 performance-based framework for aircraft under 5,700 kilograms, combining early regulatory engagement with progressive validation from component to system level. This structure enables rapid, evidence-based approval and positions Beyond Aero among the first to certify a hydrogen-electric aircraft in its class.
Infrastructure integration is designed for scalability and immediate deployability. Initial operations can rely on compressed hydrogen delivered through mobile trailers and dispensers, requiring minimal upfront investment. As utilization increases, airports can expand to stationary or liquid hydrogen storage, reducing logistics costs while maintaining operational efficiency. Refueling procedures adhere to existing coordination models and integrate seamlessly into Airport Collaborative Decision Making frameworks, ensuring that hydrogen operations follow the same sequence and timing as today’s workflows.
Operationally, Beyond Aero combines electric propulsion with a digital fleet management platform that connects aircraft, ground systems, and maintenance data in real time. This enables predictive maintenance, energy optimization, and integrated scheduling, approaches proven in commercial aviation but now adapted to smaller fleets. Electric drivetrains contain far fewer moving parts than combustion engines, reducing maintenance requirements and increasing aircraft availability. As renewable hydrogen production expands and energy supply chains mature, operating costs are expected to fall further. Combined with simplified maintenance, hydrogen-electric aircraft are projected to achieve at least twenty percent lower lifetime operating expenses than comparable turboprops. A study prepared by McKinsey & Company forecasts that hydrogen prices could drop lower than 3.5 $ per kg [7], dropping operating costs below Jet-A1 equivalence [6].
Figure 4: Operation costs comparision Beyond Aero One / Current – based on [6]
Market adoption of cleaner propulsion technologies is accelerating as business aviation faces growing social and political scrutiny for its high per passenger emissions. Short and medium routes, which account for roughly eighty percent of all business aviation flights, offer the greatest opportunity for measurable and demonstrable emission reductions. Demonstration programs that track real flight performance in terms of energy use, emission savings, and turnaround efficiency help regulators assess safety and reliability while giving operators and customers confidence in the technology’s practical viability.
Beyond Aero’s aircraft generates valuable operational data that informs policy development and supports the broader transition to hydrogen electric flight. Research into non CO₂ climate impacts complements these efforts, with flight tests monitoring exhaust composition, humidity, and contrail behavior in cooperation with meteorological experts. The insights gained support the creation of operational procedures that minimize contrail formation through adaptive routing.
Hydrogen electric propulsion is now entering practical implementation. With design, certification, and infrastructure development advancing in parallel, the foundations for zero emission business aviation are already being established. Clean sheet aircraft, modular hydrogen powertrains, and digitally managed operations provide a scalable path toward net zero aviation.
Regional Airports as the Foundation of a Hydrogen Aviation Network
The next stage in the transition toward zero emission flight will be the implementation of hydrogen infrastructure. Studies identify regional airports as the most suitable environments to begin this transformation [12]. Their smaller scale, simpler operations, and lower air traffic complexity allow for faster adaptation of new energy and refueling systems without the logistical challenges found at major hubs.
Regional airports account for a significant share of total flight movements in Europe, often serving short to medium distance routes that align perfectly with the range capabilities of hydrogen electric aircraft. Hydrogen demand can initially be met through compressed hydrogen delivered by mobile trailers or on site electrolysis. This decentralized approach allows scalable deployment without heavy upfront investment, while maintaining operational continuity with existing fueling logistics.
When combined with local renewable energy generation, such as photovoltaic systems and battery energy storage, the concept gains even more traction.
ALBATROSS envisions regional airports as self-sufficient energy nodes that produce, store, and distribute green hydrogen directly where it is needed. Electricity from solar panels is converted into hydrogen through electrolysis and stored either in compressed or liquid form. This stored hydrogen can then power both ground operations and aircraft refueling, creating a closed loop of local, zero carbon energy use.
Such integrated systems not only reduce aviation emissions but also strengthen regional energy independence and economic resilience. Each airport effectively becomes both an energy producer and a transport enabler. Over time, connecting these airports through coordinated operations and standardized hydrogen handling protocols would create a continental network of clean aviation corridors.
Regional airports therefore represent not only a feasible entry point but also a strategic platform for scaling hydrogen-powered flight in real operational conditions.
Sources:
[1] Paris Agreement – https://unfccc.int/process-and-meetings/the-paris-agreement
[2] Roland Berger – Hydrogen: A future Fuel for Aviation? – https://www.rolandberger.com/en/Insights/Publications/Hydrogen-A-future-fuel-for-aviation.html
[3] FlyZero – Sustainability Report- https://www.ati.org.uk/wp-content/uploads/2022/03/FZO-STY-REP-0005-FlyZero-Sustainability-Report.pdf
[4] Quantifying aviation’s contribution to global Warming – https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/ac286e/pdf
[5] ICCT: CO2 Emissions From Commercial Aviation – https://theicct.org/wp-content/uploads/2022/01/ICCT_CO2-commrcl-aviation-2018_facts_final.pdf
[6] Beyond Aero Whitepaper – https://prowly-prod.s3.eu-west-1.amazonaws.com/uploads/landing_page_image/image/612489/15601a7c31381424b7815d36c45e1df3.pdf
[7] Hydrogen-powered aviation – A fact-based study of hydrogen technology, economics, and climate impact by 2050, Publications Office, 2020 – https://data.europa.eu/doi/10.2843/471510
[8] IATA: Disappointingly Slow Growth in SAF Production – https://www.iata.org/en/pressroom/2024-releases/2024-12-10-03/
[9] Aireg: Economy and Production: https://aireg.de/economy-and-production/#:~:text=High SAF Production Costs,fossil kerosene (see figure).
[10] sopp+sopp – Hydrogen Fuel Cells vs Hydrogen Combustion Engines – https://www.soppandsopp.co.uk/news/hydrogen-fuel-cells-vs-hydrogen-combustion-engines#:~:text=While hydrogen engines are carbon,hydrogen fuel cells (HFCs).
[11] ICCT: Air and greenhouse gas pollution from private jets, 2023 – https://theicct.org/publication/air-and-ghg-pollution-from-private-jets-2023-jun25/
[12] LH2 supply for the initial development phase of H2-powered aviation (Schenke et al., 2024) – https://www.researchgate.net/publication/386058370_LH2_supply_for_the_initial_development_phase_of_H2-powered_aviation
[13] IATA: Concept of Operations of Battery and Hydrogen-Powered Aircraft at Aerodromes – https://www.iata.org/globalassets/iata/publications/sustainability/concept-of-operations-of-battery-and-hydrogen-powered-aircraft-at-aerodromes.pdf
Für unsere deutschsprachigen Leser:
Wasserstoff hebt ab: Wie die Business Aviation den Weg zum emissionsfreien Fliegen ebnen kann
Die Luftfahrt steht unter wachsendem Druck, ihre Klimawirkung zu reduzieren, doch der Fortschritt bei der Dekarbonisierung bleibt langsam. Die Business Aviation, obwohl klein im Umfang, bietet aufgrund ihrer kürzeren Flugprofile einen idealen Anwendungsfall für neue Antriebstechnologien.
Dieser Artikel untersucht, wie wasserstoffelektrische Antriebe echtes emissionsfreies Fliegen ermöglichen können und warum Geschäftsflugzeuge gut geeignet sind, diesen Übergang anzuführen. Er betrachtet auch, wie Regionalflughäfen, unterstützt durch erneuerbare Energien und Wasserstoffinfrastruktur, durch Initiativen wie ALBATROSS zum ersten operativen Netzwerk für saubere Luftfahrt werden können.
Von der globalen Erwärmung zur Dekarbonisierung der Business Aviation
Die globale Erwärmung ist eine etablierte wissenschaftliche Realität, die schnelle und anhaltende Emissionsreduzierungen in allen Sektoren erfordert. Um den globalen Temperaturanstieg deutlich unter zwei Grad Celsius zu halten, wie im Pariser Abkommen vereinbart [1], muss jede Branche eine tiefgreifende Dekarbonisierung durchlaufen. Die Luftfahrt sticht als einer der am schwierigsten zu dekarbonisierenden Sektoren hervor, da Effizienzverbesserungen durchweg vom Verkehrswachstum überholt werden und die Physik dem technischen Fortschritt enge Grenzen setzt. Hoher Energiebedarf, strenge Gewichtsgrenzen und bereits hochoptimierte Aerodynamik lassen nur begrenzten Spielraum für weitere Effizienzgewinne. Während die durchschnittlichen Effizienzsteigerungen etwa ein Prozent pro Jahr erreichen, wächst der weltweite Luftverkehr um etwa vier Prozent. Dieses Ungleichgewicht bedeutet, dass der Anteil der Luftfahrt an den globalen CO₂-Emissionen selbst unter optimistischen Annahmen bis 2050 auf fast ein Viertel steigen könnte [2].
Die gesamte Klimawirkung der Luftfahrt geht über CO₂ hinaus. Stickoxide, Wasserdampf und Kondensstreifen verursachen erhebliche zusätzliche Erwärmungseffekte, wodurch der Beitrag des Sektors auf etwa vier Prozent des gesamten globalen Strahlungsantriebs steigt [4]. Um Europas Ziel der Klimaneutralität zu erreichen, das im Europäischen Green Deal als Netto-Null-Treibhausgasemissionen in allen Sektoren bis 2050 definiert ist, werden Antriebssysteme erforderlich sein, die sowohl CO₂- als auch Nicht-CO₂-Effekte adressieren können [3].
Die CO₂-Emissionen der Luftfahrt verteilen sich auf drei etwa gleich große Segmente. Ungefähr ein Drittel der Passagier-CO₂-Emissionen entfällt auf Kurzstreckenflüge unter 1.500 Kilometern, ein weiteres Drittel auf Mittelstreckenflüge zwischen 1.500 und 4.000 Kilometern und das letzte Drittel auf Langstreckenflüge über 4.000 Kilometer. Sehr kurze Flüge unter 500 Kilometern tragen etwa fünf Prozent zu den globalen CO₂-Emissionen der Luftfahrt bei [5].
Innerhalb dieses Gesamtbildes nimmt die Business Aviation eine besondere Position ein. Sie macht etwa zwei Prozent der gesamten Luftfahrtemissionen aus, etwa 0,4 Mt CO₂, doch ihre CO₂-Intensität pro Passagier ist bis zu zehnmal höher als bei regulären Linienflügen – zwischen 600 und 4.000 Gramm CO₂ pro Passagierkilometer im Vergleich zu 60 bis 130 Gramm bei Regional- oder Linienflügen [6]. Die Reduzierung dieses unverhältnismäßigen Fußabdrucks ist daher zu einer klaren Priorität für den Sektor geworden.
Gemessen an den reinen Zahlen mag die Business Aviation unbedeutend erscheinen. Doch ihre Sichtbarkeit, wirtschaftliche Bedeutung und Konzentration auf Kurzstreckenmissionen machen sie zu einem natürlichen Schwerpunkt innerhalb der breiteren Dekarbonisierungsbemühungen. Da das Segment hohe betriebliche Intensität mit begrenzter Flottengröße verbindet, bietet es einen realistischen Rahmen für das Testen und Validieren neuer Antriebstechnologien. Die Transformation der Business Aviation wird entscheidend sein, um zu zeigen, wie emissionsarmes Fliegen in der Praxis funktionieren kann, technisch, betrieblich und wirtschaftlich, und damit einen Präzedenzfall für die gesamte Luftfahrtbranche zu schaffen.
Emissionsarme Antriebe und ihre Anwendung in der Business Aviation
Der Weg der Luftfahrt zu Netto-Null erfordert Technologien, die Emissionen an ihrer Quelle eliminieren können. Traditionelle Hebel wie aerodynamische Verfeinerung, leichtere Strukturen, moderne Triebwerke und optimierte Routenführung werden Teil des Effizienz-Werkzeugkastens des Sektors bleiben, aber sie können den stetigen Anstieg des globalen Luftverkehrs nicht mehr ausgleichen. Da die Effizienzgewinne ein Plateau erreichen, verlagert die Branche ihren Fokus auf saubere Energieträger und Antriebssysteme, die die Verbrennung fossiler Kraftstoffe grundlegend ersetzen und die für langfristige Klimaziele erforderlichen tiefgreifenden Emissionsreduzierungen liefern können [7].
Mehrere technologische Pfade befinden sich in der Entwicklung, jeder mit seiner eigenen Balance aus Reife, Skalierbarkeit und Umweltleistung. Aktuelle Forschungs- und Entwicklungsprogramme konzentrieren sich auf vier Hauptoptionen:
- Nachhaltige Flugkraftstoffe (Sustainable Aviation Fuels – SAF)
- Batterieelektrische Systeme
- Hybrid-elektrische Antriebe
- Wasserstoffbasierte Antriebsstränge
Diese unterscheiden sich nicht nur im Emissionspotenzial, sondern auch in der betrieblichen Eignung für verschiedene Flugreichweiten und Flugzeugklassen.
SAF können die Lebenszyklus-CO₂-Emissionen in bestehenden Flugzeugen senken, erzeugen aber weiterhin NOx und Kondensstreifen, da sie auf Verbrennung basieren [6]. Die Produktionsmengen liegen unter einem Prozent des weltweiten Kerosinbedarfs, und die Kosten sind mehrfach höher als bei fossilem Kerosin [8][9], was die Skalierbarkeit begrenzt.
Batterieelektrische Flugzeuge eliminieren CO₂ und NOx im Flug und sind sehr leise, doch heutige Batterien haben eine weitaus geringere Energiedichte als Kerosin [6]. Dies beschränkt die Technologie auf kleine Flugzeuge und kurze Regionalstrecken.
Hybridsysteme kombinieren Batterien mit Kerosin oder SAF und reduzieren den Kraftstoffverbrauch, stoßen aber weiterhin CO₂, NOx und Partikel aus. Sie erfordern zudem sowohl Lade- als auch Betankungsinfrastruktur, was zu betrieblicher Komplexität führt [13].
Wasserstoff kann in Turbinen oder in Brennstoffzellen verwendet werden. Beide sind CO₂-frei, doch Brennstoffzellen bieten die höchste Effizienz und verursachen die geringsten zusätzlichen Klimawirkungen [3].
Wasserstoff-Brennstoffzellen-Elektroantriebe wandeln Wasserstoff durch einen elektrochemischen Prozess in Elektrizität um, der nur Wasserdampf und nahezu keine Stickoxide erzeugt. Da keine Verbrennung stattfindet, werden keine Rußpartikel emittiert, was die Wahrscheinlichkeit persistenter Kondensstreifen weiter reduziert [3]. Diese Kombination eliminiert CO₂ im Flug vollständig und beseitigt NOx und andere Nicht-CO₂-Klimaeffekte nahezu vollständig. Gleichzeitig unterstützt grüner Wasserstoff eine günstige langfristige Energiekostenentwicklung, da die Herstellung von synthetischem Kerosin etwa vierzig Prozent mehr erneuerbare Elektrizität pro gelieferter Einheit Flugenergie erfordert [3]. Innerhalb der breiteren Luftfahrtlandschaft bietet die Business Aviation einen besonders starken Anwendungsfall für Wasserstoff-Brennstoffzellen-Antriebe.
Aktuelle Branchendaten zeigen, dass Business-Aviation-Flüge überwiegend kurze bis mittlere Reichweiten abdecken. Etwa siebzig Prozent der Flüge umfassen weniger als 1.000 Kilometer und rund neunzig Prozent bleiben unter 2.000 Kilometern, was demonstriert, dass wasserstoffelektrische Flugzeuge die überwiegende Mehrheit der realen Einsätze bedienen können [6].
Die Anpassungsfähigkeit von Wasserstoff an bestehende Kraftstofflogistik und sein Potenzial zur Vor-Ort-Produktion machen ihn besonders praktisch für die Luftfahrt. Mit modularen Systemen für Druckspeicherung oder Flüssigspeicherung und standardisierten Betankungsverfahren, die bereits in Entwicklung sind, kann Wasserstoff nahtlos in den Flughafenbetrieb integriert werden und eine skalierbare und effiziente Einführung im gesamten Netzwerk ermöglichen [6].
Über alle Bewertungskriterien hinweg (Missionseignung, Klimawirkung, Betriebskosten und Infrastrukturkompatibilität) bietet der Wasserstoff-Brennstoffzellen-Elektroantrieb die ausgewogenste Lösung für die Dekarbonisierung der Business Aviation. Er passt zu den vorherrschenden Missionsprofilen ohne Kompromisse beim Kabinenkomfort, liefert nahezu emissionsfreien Flugbetrieb und integriert sich nahtlos in bestehende Betriebsstrukturen, während er einen klaren Übergang zu einer skalierbaren Wasserstoffinfrastruktur unterstützt.
Beyond Aero: Ein Neuentwurf für emissionsfreie Business Aviation
Beyond Aero geht die Dekarbonisierung der Luftfahrt von Grund auf an. Anstatt bestehende Flugzeuge anzupassen, konzipiert das Unternehmen seine Systeme vollständig um den wasserstoffelektrischen Antrieb herum. Das Nachrüsten älterer Flugzeugzellen bringt strukturelle Kompromisse, zusätzlichen Luftwiderstand und Nutzlastverluste mit sich und erschwert zudem Kühlung und Balance. Ein Neuentwurf ermöglicht die optimale Integration von Tanks, Wärmemanagement und Luftverteilung direkt in den Rumpf und maximiert so die aerodynamische und energetische Effizienz ohne Einbußen beim Kabinenkomfort.
Das erste Beyond-Aero-Flugzeug zielt auf das in der Business Aviation am häufigsten vorkommende Missionsprofil ab. Mit einer Kapazität für sechs bis acht Passagiere und einer Reichweite von 500 bis 1.500 Kilometern entspricht es direkt der realen Nutzung. Diese Positionierung gewährleistet sowohl technische Machbarkeit als auch unmittelbare Marktrelevanz.
Das Flugzeug basiert auf Niedertemperatur-PEM-Brennstoffzellen mit einer Ziel-Leistungsdichte von etwa 0,8 Kilowatt pro Kilogramm, einschließlich der Peripheriesysteme (der Hilfssysteme wie Luft- und Wasserstoffversorgung, Kühlung, Leistungselektronik und Steuerungseinheiten, die den Betrieb des Brennstoffzellenstapels unterstützen).
Der modulare Antriebsstrang ist skalierbar von Sub-Megawatt-Systemen in frühen Prototypen bis hin zu Multi-Megawatt-Architekturen für künftige Regionalflugzeuge. Die Entwicklung folgt einem iterativen Prozess aus Prüfstandtests, Integration im Originalmaßstab und Flugvalidierung, unterstützt durch numerische Strömungsmechanik zur Optimierung des Wärme- und Energiemanagements. Im Jahr 2023 absolvierte Beyond Aero Frankreichs ersten bemannten wasserstoffelektrischen Flug mit einem 85-Kilowatt-System und markierte damit einen entscheidenden Meilenstein auf dem Weg zur Zulassung.
Wasserstoff bringt neue Sicherheitsanforderungen in Bezug auf Leckerkennung, Flammensichtbarkeit und kryogene Speicherung mit sich. Beyond Aero integriert Sensoren, automatisierte Abschaltlogik und aktive Belüftung in die Flugzeugzelle und erfüllt damit Standards wie SAE AIR 8466 für Wasserstoffhandhabung und -betankung. Die Zertifizierung folgt dem leistungsbasierten CS-23-Rahmenwerk der EASA für Flugzeuge unter 5.700 Kilogramm und kombiniert frühzeitige regulatorische Einbindung mit progressiver Validierung von der Komponenten- bis zur Systemebene. Diese Struktur ermöglicht eine schnelle, evidenzbasierte Zulassung und positioniert Beyond Aero unter den ersten, die ein wasserstoffelektrisches Flugzeug in seiner Klasse zertifizieren.
Die Infrastrukturintegration ist auf Skalierbarkeit und sofortige Einsetzbarkeit ausgelegt. Der anfängliche Betrieb kann auf komprimiertem Wasserstoff basieren, der über mobile Trailer und Zapfsäulen geliefert wird und minimale Anfangsinvestitionen erfordert. Mit steigender Nutzung können Flughäfen auf stationäre oder Flüssigwasserstoffspeicherung erweitern, was die Logistikkosten senkt und gleichzeitig die betriebliche Effizienz aufrechterhält. Die Betankungsverfahren folgen bestehenden Koordinationsmodellen und integrieren sich nahtlos in Airport Collaborative Decision Making-Rahmenwerke, wodurch sichergestellt wird, dass Wasserstoffoperationen der gleichen Abfolge und dem gleichen Timing wie heutige Arbeitsabläufe folgen.
Betrieblich kombiniert Beyond Aero den elektrischen Antrieb mit einer digitalen Flottenmanagement-Plattform, die Flugzeuge, Bodensysteme und Wartungsdaten in Echtzeit verbindet. Dies ermöglicht vorausschauende Wartung, Energieoptimierung und integrierte Planung. Diese Ansätze haben sich in der kommerziellen Luftfahrt bereits bewährt und werden nun für kleinere Flotten angepasst. Elektrische Antriebsstränge enthalten weit weniger bewegliche Teile als Verbrennungsmotoren, was den Wartungsaufwand reduziert und die Flugzeugverfügbarkeit erhöht. Mit der Ausweitung der erneuerbaren Wasserstoffproduktion und der Reifung der Energieversorgungsketten werden die Betriebskosten voraussichtlich weiter sinken. In Kombination mit vereinfachter Wartung wird prognostiziert, dass wasserstoffelektrische Flugzeuge mindestens zwanzig Prozent niedrigere Lebenszyklusbetriebskosten erreichen als vergleichbare Turboprops. Eine von McKinsey & Company erstellte Studie prognostiziert, dass die Wasserstoffpreise auf unter 3,5 $ pro kg fallen könnten [7], wodurch die Betriebskosten unter die Jet-A1-Äquivalenz sinken würden [6].
Die Marktakzeptanz sauberer Antriebstechnologien beschleunigt sich, da die Business Aviation wegen ihrer hohen Pro-Kopf-Emissionen zunehmend gesellschaftlicher und politischer Kritik ausgesetzt ist. Kurz- und Mittelstrecken, die etwa achtzig Prozent aller Business-Aviation-Flüge ausmachen, bieten die größte Chance für messbare und nachweisbare Emissionsreduzierungen. Demonstrationsprogramme, die die tatsächliche Flugleistung in Bezug auf Energieverbrauch, Emissionseinsparungen und Turnaround-Effizienz erfassen, helfen Regulierungsbehörden bei der Bewertung von Sicherheit und Zuverlässigkeit und geben Betreibern und Kunden gleichzeitig Vertrauen in die praktische Tragfähigkeit der Technologie.
Das Flugzeug von Beyond Aero generiert wertvolle Betriebsdaten, die die Politikentwicklung informieren und den breiteren Übergang zum wasserstoffelektrischen Fliegen unterstützen. Forschung zu Nicht-CO₂-Klimaauswirkungen ergänzt diese Bemühungen, wobei Flugtests in Zusammenarbeit mit meteorologischen Experten die Abgaszusammensetzung, Luftfeuchtigkeit und das Kondensstreifenverhalten überwachen. Die gewonnenen Erkenntnisse unterstützen die Entwicklung von Betriebsverfahren, die die Kondensstreifenbildung durch adaptive Routenführung minimieren.
Der wasserstoffelektrische Antrieb tritt nun in die praktische Umsetzung ein. Mit parallel voranschreitender Konstruktion, Zertifizierung und Infrastrukturentwicklung werden die Grundlagen für eine emissionsfreie Business Aviation bereits gelegt. Neukonzipierte Flugzeuge, modulare Wasserstoffantriebe und digital gesteuerte Abläufe bieten einen skalierbaren Weg zu einer klimaneutralen Luftfahrt.
Regionalflughäfen als Fundament eines Wasserstoff-Luftfahrtnetzwerks
Die nächste Stufe im Übergang zum emissionsfreien Fliegen wird die Implementierung der Wasserstoffinfrastruktur sein. Studien identifizieren Regionalflughäfen als die am besten geeigneten Umgebungen, um diese Transformation zu beginnen [12]. Ihre geringere Größe, einfacheren Abläufe und niedrigere Luftverkehrskomplexität ermöglichen eine schnellere Anpassung neuer Energie- und Betankungssysteme ohne die logistischen Herausforderungen großer Drehkreuze.
Regionalflughäfen machen einen erheblichen Anteil der gesamten Flugbewegungen in Europa aus und bedienen häufig Kurz- und Mittelstrecken, die perfekt zu den Reichweitenfähigkeiten wasserstoffelektrischer Flugzeuge passen. Der Wasserstoffbedarf kann anfänglich durch komprimierten Wasserstoff gedeckt werden, der über mobile Trailer oder durch Elektrolyse vor Ort geliefert wird. Dieser dezentrale Ansatz ermöglicht einen skalierbaren Einsatz ohne hohe Anfangsinvestitionen, während die betriebliche Kontinuität mit der bestehenden Betankungslogistik gewahrt bleibt.
In Kombination mit lokaler erneuerbarer Energieerzeugung, wie Photovoltaikanlagen und Batteriespeichern, gewinnt das Konzept noch mehr an Zugkraft.
ALBATROSS sieht Regionalflughäfen als autarke Energieknotenpunkte, die grünen Wasserstoff direkt dort produzieren, speichern und verteilen, wo er benötigt wird. Strom aus Solarmodulen wird durch Elektrolyse in Wasserstoff umgewandelt und entweder in komprimierter oder flüssiger Form gespeichert. Dieser gespeicherte Wasserstoff kann dann sowohl den Bodenbetrieb als auch die Flugzeugbetankung versorgen und schafft so einen geschlossenen Kreislauf lokaler, CO₂-freier Energienutzung.
Solche integrierten Systeme reduzieren nicht nur die Luftfahrtemissionen, sondern stärken auch die regionale Energieunabhängigkeit und wirtschaftliche Resilienz. Jeder Flughafen wird damit effektiv sowohl zum Energieproduzenten als auch zum Mobilitätsermöglicher. Mit der Zeit würde die Vernetzung dieser Flughäfen durch koordinierte Abläufe und standardisierte Wasserstoffhandhabungsprotokolle ein kontinentales Netzwerk sauberer Luftfahrtkorridore schaffen.
Regionalflughäfen stellen daher nicht nur einen praktikablen Einstiegspunkt dar, sondern auch eine strategische Plattform für die Skalierung des wasserstoffbetriebenen Fliegens unter realen Betriebsbedingungen.
Quellen:
[1] Paris Agreement – https://unfccc.int/process-and-meetings/the-paris-agreement
[2] Roland Berger – Hydrogen: A future Fuel for Aviation? – https://www.rolandberger.com/en/Insights/Publications/Hydrogen-A-future-fuel-for-aviation.html
[3] FlyZero – Sustainability Report- https://www.ati.org.uk/wp-content/uploads/2022/03/FZO-STY-REP-0005-FlyZero-Sustainability-Report.pdf
[4] Quantifying aviation’s contribution to global Warming – https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/ac286e/pdf
[5] ICCT: CO2 Emissions From Commercial Aviation – https://theicct.org/wp-content/uploads/2022/01/ICCT_CO2-commrcl-aviation-2018_facts_final.pdf
[6] Beyond Aero Whitepaper – https://prowly-prod.s3.eu-west-1.amazonaws.com/uploads/landing_page_image/image/612489/15601a7c31381424b7815d36c45e1df3.pdf
[7] Hydrogen-powered aviation – A fact-based study of hydrogen technology, economics, and climate impact by 2050, Publications Office, 2020 – https://data.europa.eu/doi/10.2843/471510
[8] IATA: Disappointingly Slow Growth in SAF Production – https://www.iata.org/en/pressroom/2024-releases/2024-12-10-03/
[9] Aireg: Economy and Production: https://aireg.de/economy-and-production/#:~:text=High SAF Production Costs,fossil kerosene (see figure).
[10] sopp+sopp – Hydrogen Fuel Cells vs Hydrogen Combustion Engines – https://www.soppandsopp.co.uk/news/hydrogen-fuel-cells-vs-hydrogen-combustion-engines#:~:text=While hydrogen engines are carbon,hydrogen fuel cells (HFCs).
[11] ICCT: Air and greenhouse gas pollution from private jets, 2023 – https://theicct.org/publication/air-and-ghg-pollution-from-private-jets-2023-jun25/
[12] LH2 supply for the initial development phase of H2-powered aviation (Schenke et al., 2024) – https://www.researchgate.net/publication/386058370_LH2_supply_for_the_initial_development_phase_of_H2-powered_aviation
[13] IATA: Concept of Operations of Battery and Hydrogen-Powered Aircraft at Aerodromes – https://www.iata.org/globalassets/iata/publications/sustainability/concept-of-operations-of-battery-and-hydrogen-powered-aircraft-at-aerodromes.pdf
