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ACT ALPHA
Der Himmelsstürmer
Val Miftakhov hat Großes vor. Sein Unternehmen ZeroAvia entwickelt Motoren auf der Basis von Brennstoffzellen, die mit Wasserstoff angetrieben werden. Noch stecken sie in der Entwicklungs- und Zertifizierungsphase. Doch der Mehrfachgründer und promovierte Physiker ist überzeugt, dass sie schon bald die gesamte Luftfahrt von klimaschädlichen Emissionen befreien können.
Von Claudia Wanner
Ende Oktober 2024 hat Valery Miftakhov einmal mehr seinen eisernen Willen unter Beweis gestellt. Den Ironman California bewältigte er in zehn Stunden, 17 Minuten und sieben Sekunden, was ihm in seiner Altersgruppe der 45- bis 49-Jährigen in Sacramento Platz 21 sicherte. Einen Riesensprung bedeutete das im Vergleich zu dem Wettkampf im estnischen Tallinn, den der Cleantech-Unternehmer knapp eineinhalb Jahre vorher absolviert hatte. Seine Zeit über die knapp vier Kilometer Schwimmen, 180 Kilometer Radfahren und die anschließende Marathon-Distanz konnte er um fast zwei Stunden verbessern.
Doch der inzwischen 50-Jährige kämpft längst nicht nur für den Zieleinlauf beim Ironman-Wettbewerb. Seine große Passion gilt Technologien, mit denen sich Treibhausgasemissionen im Verkehr reduzieren lassen.
Besonders im Fokus hat er dabei den Luftverkehr. Die anspruchsvolle Mission seines Unternehmens ZeroAvia: den Flugbetrieb komplett von Emissionen zu befreien. Eines Tages soll dafür jedes Flugzeug mit neuartigen Elektromotoren ausgestattet werden, die mit grünem Wasserstoff angetrieben werden und daher nichts als Wasserdampf ausstoßen. Mit der Technologie sollen neue Fluggeräte ausgestattet werden, aber auch eine Umrüstung in Betrieb befindlicher Flugzeuge soll unkompliziert ermöglicht werden.
„Wir müssen die Natur für die Zukunft erhalten“, mahnt Miftakhov, der sich meist mit „Val“ vorstellt. Die Zeit werde knapp, schon in wenigen Jahren sei das Kohlendioxid-Budget aufgebraucht, um die Erderwärmung selbst auf zwei Grad zu begrenzen. „Es bleiben uns nur ein paar Jahre, um zu handeln.“ Verzicht aufs Fliegen sei indes keine gangbare Lösung, ist er überzeugt. Menschen wollen reisen, Kontakt halten, sich gelegentlich von Angesicht zu Angesicht gegenüberstehen, selbst wenn im Alltag Kontinente und Ozeane zwischen ihnen liegen.
Seine Philosophie: „Wir können die Menschen nicht zurück in die Höhlen schicken. Den Fortschritt aufzuhalten ist keine nachhaltige Methode, um Probleme anzupacken.“ Er setzt stattdessen auf Ingenieursleistung, sucht nach neuen Lösungen, will mögliche Methoden testen und umsetzen. „Das Rad müssen wir dafür nicht neu erfinden, aber den Motor.“
„Wir müssen das Rad nicht neu erfinden, aber den Motor.“
Val Miftakhov wanderte nach seinem Physikstudium von Russland in die USA aus und ging 1997 für seine Promotion nach Princeton.
Auf die Luftfahrt entfallen heute laut den Wissenschaftlern von „Our World in Data“ an der Universität Oxford rund 2,5 Prozent der globalen Kohlendioxidemissionen. Der Klimaeffekt liegt höher, derzeit bei rund vier Prozent. Andere Treibhausgase spielen dabei eine Rolle, außerdem die Tatsache, dass Partikel und Emissionen in großer Höhe ausgestoßen werden. Miftakhov weist auch darauf hin, dass der Anteil in den kommenden Jahren unweigerlich zunehmen wird, wenn in anderen Bereichen, etwa beim Heizen oder im Autoverkehr, Emissionen wegfallen. Gleichzeitig dürfte die Zahl der Flugreisen weiter zunehmen, da sie dank wachsenden Wohlstands weltweit für immer mehr Menschen erschwinglich werden. Im Ergebnis bedeute das für den Luftverkehr: „Wir müssen vom Verbrenner zu einem elektrifizierten Antrieb übergehen.“
Was beim Auto relativ einfach möglich ist – Batterien im Fahrzeug ersetzen den Verbrennungsmotor als Antriebskraft –, ist im Flugverkehr sehr viel komplizierter. Um die nötige Reichweite zu sichern, wären so viele Energiespeicher nötig, dass das Flugzeug an Gewichtsgrenzen stoßen würde.
Diskutiert werden immer wieder umweltfreundlichere Treibstoffe, etwa das Sustainable Aviation Fuel (SAF). Dabei werden dem Kerosin erneuerbare Materialien zugesetzt, zum Beispiel pflanzliche oder tierische Öle und Fette. Auch Wasserstoff direkt als Treibstoff einzusetzen, wird als Option getestet. Doch ein zentrales Problem dieser Kerosin-Alternativen bleibt: die Kondensstreifen, die ganz erhebliche Verantwortung tragen an den Klimafolgen des Fliegens.
Miftakhovs Antwort ist stattdessen eine Wasserstoff-Brennstoffzelle. Darin wird das Gas mit Sauerstoff kombiniert, die so erzeugte Elektrizität treibt den Motor an. Wasserdampf ist die einzige Emission dieses wasserstoffelektrischen Antriebs.
„Wasserstoff ist potenziell sicherer als konventionelle Flugzeugtreibstoffe.“
Eine von ZeroAvia mit Wasserstoff-Brennstoffzellen betriebene Turboprop-Maschine vom Typ Dash 8-400 im Hangar.
ZeroAvia setzt auf Wasserstoff-Brennstoffzellen
Dass der Einsatz des leichten Gases im Flugverkehr dennoch von einigen Beobachtern skeptisch gesehen wird, hängt auch damit zusammen, dass grüner Wasserstoff heute – noch – nicht in den Mengen produziert wird, die eines Tages benötigt werden könnten. Hinzu kommen historische Gründe. Der Zeppelin „Hindenburg“ ging 1937 bei der Landung in Lakehurst im US-Bundesstaat New Jersey in Flammen auf, als sich der für den Auftrieb genutzte Wasserstoff entzündete. 35 Passagiere kamen ums Leben. Der Unfall verursacht bis heute Misstrauen gegenüber dem Rohstoff.
Experten weisen darauf hin, dass das Gas extrem flüchtig ist. Das macht Leckagen wahrscheinlich, da es durch kleinste Risse und Verbindungen entweichen kann.
Außerdem hat Wasserstoff eine erhebliche Zündgrenzen-Spanne, wodurch er in vielen Konzentrationen brennbar ist.
Miftakhov hält dagegen. „Wasserstoff ist potenziell sicherer als konventionelle Flugzeugtreibstoffe. Da Wasserstoff viel leichter als Luft ist, verflüchtigt er sich schneller, wenn er freigesetzt wird, und erlaubt so eine relativ rasche Dispersion im Falle eines Lecks.“ Zudem hat das Gas einen höheren Zündpunkt als Kerosin und eine geringere Strahlungswärme. „Tatsächlich ist Benzin an der Luft zwei- bis dreimal entzündlicher als Wasserstoff und Wasserstoff braucht eine achtzehnmal höhere Sauerstoffkonzentration, um sich zu entzünden, als Benzin.“ Hinzu komme, dass die wasserstoffelektrischen Motoren zwei- bis dreimal so energieeffizient seien wie Verbrenner. Damit würden in der Anwendung auch niedrigere Kosten anfallen.
Nicht nur die Technologie begeistert den drahtigen Physiker. Bei ZeroAvia kann er sein technisches Wissen verbinden mit seiner Begeisterung fürs Fliegen. „Ich bin selbst seit über 20 Jahren Pilot, fliege Helikopter und Kleinflugzeuge.“ Das hat auch familiäre Wurzeln. Sein Vater habe als Ingenieur in der Luftfahrtelektronik gearbeitet, in der Sowjetunion, wo Miftakhov geboren wurde. Aufgewachsen in Sibirien, ist er vor fast 30 Jahren in die USA ausgewandert.
Seit der Gründung von ZeroAvia 2017 hat das britisch-US-amerikanische Start-up schnell Fortschritte gemacht. Bereits zwei Jahre später starteten die ersten Testflüge mit einer kleinen Maschine, angetrieben mit einer ersten Version des Wasserstoff-Brennstoffzellen-Motors.
Getestet wird in Großbritannien und in den Vereinigten Staaten, wo Miftakhov lebt. Dort ist das Unternehmen an der Westküste in den Bundesstaaten Washington und Kalifornien präsent. Doch sei bald klar gewesen, dass eine Vertretung in einem weiteren Land sinnvoll sei, möglichst an einem Standort, der günstige Bedingungen für Start-ups biete und Projekte für saubere Energie unterstütze. „Wir haben in einem internen Projekt untersucht, wo die Umgebung besonders gut ist. Das Vereinigte Königreich schnitt als Spitzenreiter ab.“ Rund die Hälfte der mehr als 300 Angestellten arbeitet inzwischen dort.
Malerisch in den Cotswolds gelegen, einer Hügelkette westlich von London, sitzt die britische Zentrale an dem kleinen Flugfeld von Kemble in Gloucestershire. Regelmäßig getestet wird auch an der Universität Cranfield, wo in Postgraduierten-Studiengängen Ingenieure ausgebildet werden. Der Campus verfügt über einen eigenen kleinen Flughafen.
Eine ZeroAvia HyFlyer 1 Piper Malibu bei ihrem ersten Testflug 2020 in Großbritannien.
Miftakhov ist leidenschaftlicher Flugsportler
Hier nimmt Miftakhov gern selbst Platz im Cockpit – etwa als eine Präsentation für mögliche Investoren während der Pandemie an Reisebeschränkungen zu scheitern drohte. Kurzerhand wurde aus dem Ortstermin eine Videokonferenz, die sechssitzige Piper Malibu mit Wasserstoffantrieb flog Andrew Dixon, der schon in James-Bond-Filmen Stunt-Szenen übernommen hatte, während Miftakhov den Flug vom Nebensitz live mit dem Smartphone übertrug.
Rückschläge sind nicht ausgeblieben. Nahe Cranfield musste 2021 ein Pilot mit seinem Testflugzeug mit ZeroAvia System eine Crash-Landung hinlegen. Doch ein größerer Schaden konnte vermieden werden, das Antriebssystem blieb intakt und die Ursache ließ sich eindeutig auf menschliches Fehlverhalten zurückführen. Entsprechend konnten die Probeläufe fast nahtlos weiterlaufen, inzwischen erfolgreich mit 20-Sitzern.
„Wissenschaftliche Grenzen gibt es keine“, ist sich der Vater von drei Kindern sicher. „Wir brauchen keine neuen wissenschaftlichen Erkenntnisse, um an unser Ziel zu kommen. Wir müssen nur beständig das System verfeinern, die Temperatur und den Druck in den Kammern der Brennstoffzellen erhöhen, dem Herz unseres Modells.“ Miftakhov weiß, wovon er spricht. Als junger Mann hat er zweimal den nationalen russischen Physik-Wettbewerb gewonnen. Am Moskauer Institut für Physik und Technologie hat er in den 1990er-Jahren seinen Master gemacht.
Doch die wirtschaftliche Lage nach dem Zusammenbruch der Sowjetunion beschränkte die Möglichkeiten in der Heimat. 1997 kam der junge Russe für seine Promotion nach Princeton. In dieser Zeit forschte er ausführlich am Stanford Linear Accelerator, unter anderem zu neuen Energiequellen.
An den Pioniergeist an der US-Westküste passte er sich dabei rasch an. Gleich drei Start-ups gründete der junge Doktorand in dieser Zeit, unter anderem eines für die Schnellanalyse von Sequenzierungen in der Bioinformatik.
Motortyp für Flugzeuge bis 19 Passagiere soll noch 2025 kommen
Heute gehören Fragen der Wärmeübertragung zu den drängenden Problemen, die Miftakhov und seine Kollegen beschäftigen. Die hocheffizienten Brennstoffzellen geben relativ wenig Wärme ab. Angesichts eines relativ kleinen Unterschieds zwischen Umgebungs- und Betriebstemperatur, etwa 50 °C zu 100 °C, ist eine große Oberfläche nötig, um die Wärme abzuleiten. „Das bringt einige spannende Herausforderungen mit sich.“ Zu den Lösungsansätzen des Teams gehört jetzt der Versuch, die Kerntemperatur der Brennstoffzellen zu erhöhen.
Die Wasserstofftanks an Bord stellen ein weiteres Problem dar. In der aktuellen Phase sei das weniger diffizil, so der Physiker. Die kleineren Maschinen fliegen mit vergleichsweise niedrigen Geschwindigkeiten. „Da können wir zusätzliches Volumen oder Extra-Tanks am Flugzeug unterbringen, ohne dass der Luftwiderstand stark zunimmt.“ Doch für die nächsten Größen und deren höhere Geschwindigkeiten wird eine andere Lösung benötigt. Tieftemperaturtechnologie könnte für diese Flugzeugtypen ein Ansatz sein.
Von der reinen Forschung hat sich Miftakhov mit dem Abschluss seines Ph.D. zunächst verabschiedet. Er heuerte bei McKinsey an, war als Strategieberater hauptsächlich für Tech-Unternehmen im Einsatz. Google war seine nächste berufliche Station. Während fünf Jahren in Mountain View gehörte die Leitung der Produktentwicklung Google for Work zu seiner Verantwortung.
Doch Miftakhov wurde bald unruhig. Nicht umsonst beschreibt sich der Physiker selbst als „Serial Entrepreneur“. 2012, noch in seinen Anfangsjahren bei Google, folgte die nächste Unternehmensgründung: eMotorWerks. Das erste Produkt war ein Umbausatz, um Fahrzeuge auf Batterieelektrik umzurüsten. Doch schon bald widmete Miftakhov sich dem Ladevorgang von E-Autos und baute sein Start-up zum Marktführer für smarte Ladelösungen aus. 2017 verkaufte Miftakhov sein junges Unternehmen an den italienischen Strom- und Gaskonzern Enel. Und machte sich mit ZeroAvia direkt an sein nächstes Venture.
„Meine Kinder sollen später mal sagen können, ihr Vater habe alles dafür getan, dass sie jetzt in einer besseren Welt leben.“
Der wasserstoffelektrische Antrieb ZA600 kann ein Flugzeug mit 19 Sitzen antreiben, ohne dass dabei Kohlenstoffverbindungen freigesetzt werden. Die einzige Emission ist Wasserdampf.
Airbus, Barclays und der saudische Fonds Neom gehören zu den jüngsten Geldgebern
In mehreren Finanzierungsrunden hat das Unternehmen inzwischen gut 310 Millionen US-Dollar eingesammelt, fast die Hälfte davon im dritten Quartal 2024 in einer Series-C-Finanzierungsrunde. Airbus, Barclays, der saudische Investmentfonds Neom und die UK Infrastructure Bank gehören zu den Geldgebern. In früheren Runden hat ZeroAvia unter anderem bereits Bill Gates’ Breakthrough Energy Ventures, Alaska Airlines und die japanische Itochu Corporation überzeugt.
Aktuell läuft die Zertifizierung für kleine Maschinen mit bis zu 19 Passagieren. Regulierung ist wegen der Sicherheitsfragen in der Luftfahrt ein wichtiger Faktor. Die Markteinführung dieses Motortyps soll noch 2025 erfolgen. Eine nicht unerhebliche Flotte von rund 10.000 Flugzeugen komme in dieser Kategorie zusammen, erläutert Miftakhov. „Sie fliegen kurze Strecken, subregional, verbinden zum Beispiel Inselregionen.“ Allein auf den Malediven sind rund 150 im Einsatz. Lieferungen in entlegenen Regionen sind ein weiteres Einsatzgebiet, der US-Logistiker FedEx nutzt dafür eine Flotte von 300 Kleinflugzeugen.
Bis 2027 soll dann die nächste Größenkategorie mit bis zu 80 Plätzen marktreif sein. Damit soll auch die Reichweite deutlich steigen, die aktuell bei knapp 500 Kilometern liegt. „Und in 15, 20 Jahren können wir, denke ich, jeden Flugzeugtyp abdecken.“
An Brancheninteresse mangelt es nicht, das gilt für Airlines ebenso wie für Flugzeugbauer. American Airlines und United Airlines gehören zu den Partnern, die Regionalfluggesellschaft Finistair aus der Bretagne, der Cargo-Operator ASL Airlines Ireland und die kalifornische Neugründung Air Cahana. Auch mit dem kanadischen Flugzeugbauer De Havilland und Textron, Mutterkonzern von Beechcraft, Cessna und Hawker, arbeitet ZeroAvia eng zusammen.
Noch schreibt das junge Unternehmen Verluste. Angesichts des Forschungsaufwandes wird sich das nicht ganz schnell ändern. Auch Branchenkenner sind vorsichtig: Bis ein kommerzieller Einsatz realistisch und bezahlbar ist, sind viele Hürden zu überwinden.
Doch Miftakhov weist auf mehr als 2.000 Bestellungen für die erste Motorengeneration hin, die bereits eingegangen seien. Das bedeute schon heute einen Auftragsbestand im Wert von 10 Milliarden US-Dollar.
Was er mit seinen Kollegen mache, sei aber nicht nur wichtig für das eigene Unternehmen. „Ich würde behaupten, es ist wichtig für die ganze Branche. Ich will, dass meine Kinder eines Tages auf diese Zeit zurückblicken und sagen können, ihr Vater habe so viel wie nur möglich getan, um die Probleme seiner Zeit zu lösen, und sie leben jetzt in einer besseren Welt.“
Innovativer Klimaschützer
Val Miftakhovs Karriere ist der Inbegriff von Durchhaltevermögen, Weitblick und Innovationskraft. Aufgewachsen in Sibirien, hat er in den 1990er-Jahren am Moskauer Institut für Physik und Technologie seinen Master gemacht. Doch die wirtschaftliche Lage nach dem Zusammenbruch der Sowjetunion beschränkte die Möglichkeiten in der Heimat, sodass er vor fast 30 Jahren in die USA auswanderte und aus eigener Kraft eine Promotion an der Princeton University begann – ein beeindruckender Neustart.
Was mich an Miftakhov am meisten beeindruckt, ist sein klares Ziel: eine Luftfahrt ohne klimaschädliche Emissionen. Sein Ansatz ist dabei so inspirierend wie notwendig, denn er setzt nicht auf Verbote oder Verzicht, sondern auf Innovation und technologischen Fortschritt. Seine Arbeit zeigt eindrucksvoll, dass Klimaschutz und wirtschaftlicher Erfolg kein Widerspruch sind – im Gegenteil, sie gehen Hand in Hand. Ein echter „Leitwolf“ für eine nachhaltige Zukunft.
Miftakhov ist sich der Bedeutung seiner Arbeit für die gesamte Luftfahrtbranche bewusst, bleibt dabei aber bemerkenswert bodenständig. Menschen wie er machen mir Mut, dass wir den Klimaschutz vorantreiben können, ohne unsere Mobilität oder unseren Fortschritt einzuschränken.
MICHAEL LICHTER,
CFA, HEAD OF PRODUCT
MANAGEMENT BEI
LUPUS ALPHA
Fotos/Illustrationen: PATRICK T. FALLON, Sebastian Gabriel/Picture Alliance for DLD/Hubert Burda Media, ZeroAvia
Miftakhovs Passion: Technologien, mit denen sich Emissionen im Verkehr reduzieren lassen