Ein Team von promovierten Absolventen der Tsinghua-Universität gründet ein Startup, das wasserstoffbetriebene „Herzen“ für Flugzeuge entwickeln will | Exklusive Erstveröffentlichung von 36Kr

Text | Azhi

Die neuen Energiesysteme für die Luftfahrt stehen vor einem neuen Umbruch.

Laut Informationen von 36Kr hat der Anbieter von neuen Energielösungen für Luftfahrtantriebe „Yihydro Power“ eine Finanzierung in Höhe von mehreren zehn Millionen Yuan in der Angel+ Runde abgeschlossen, die von dem Hongniu Qihang Fund und dem Guizhou Kechuang Angel Fund angeführt wird, während der Shuimu Tsinghua Alumni Seed Fund, TusStar Venture Capital, Yinghui Venture Capital, Jinyuanhe und die Angel Association sich an der Folgeinvestition beteiligen. Die Mittel dieser Runde werden hauptsächlich für die Entwicklung und Validierung von luftfahrttauglichen flüssiggekühlten Brennstoffzellenprodukten sowie für die kommerzielle Förderung und Anwendung von luftgekühlten Brennstoffzellen in mehreren Szenarien verwendet.

In den letzten zehn Jahren konzentrierten sich Forschung, Entwicklung und industrielle Anwendung von Wasserstoffbrennstoffzellen hauptsächlich auf den Automobilbereich, wobei relativ klare Kostensenkungswege und ausgereifte Standards gebildet wurden. Im Luftfahrtbereich hingegen verläuft die Entwicklung der heimischen Wasserstoffanwendung nicht synchron.

Wasserstoffluftfahrt ist kein neues Konzept. Tatsächlich begann Europa bereits Anfang des 21. Jahrhunderts, die Vor- und Nachteile verschiedener Richtungen sowie die Machbarkeit der Wege für neue Energiesysteme in der Luftfahrt zu prüfen. Die Kernvorteile von Wasserstoffbrennstoffzellen liegen in ihrer hohen Energiedichte und besseren Umgebungsanpassungsfähigkeit. Im Vergleich zu Leistungsbatterien kann ihre Reichweite mehr als verdreifacht werden, zudem zeichnen sie sich durch schnelle Energieaufladung und gute Kälteleistung aus, was besser zum Geschäftsmodell von eVTOL „Lufttaxi“ mit hohem Umschlagwechsel passt.

Im Vergleich zu herkömmlichem Luftfahrtkerosin und SAF sind die Brennstoffkosten langfristig niedriger, sodass sie Vorteile bei der Erfüllung von Leistungsanforderungen und der wirtschaftlichen Machbarkeit aufweisen.

Aufgrund von Einschränkungen durch die Iteration vorgelagerter Technologien, industrielle Unterstützungsmaßnahmen und Anwendungskosten befand sich der technische Pfad der Wasserstoffluftfahrt in China jedoch über einen langen Zeitraum in einem Zustand, in dem keine einheitliche Meinung herrschte und die Nachfrage gerade erst aufkam.

Mit der guten Förderung und Anwendung von grünem Strom und grünem Wasserstoff in den letzten Jahren ist der Gründer von Yihydro Power, Zhang Kexun, überzeugt, dass „die Nutzungskosten von Wasserstoff als Brennstoff in China bald unter denen von Luftfahrtkerosin liegen werden. Wasserstoff wird aufgrund seiner Kostenvorteile schließlich zum bevorzugten technischen Weg in der Luftfahrtindustrie werden.“

Als ein von Akademiker Ouyang Minggao gegründetes Startup-Projekt in der Wasserstoffindustrie stammt das Kernteam von Yihydro Power vollständig von der Tsinghua-Universität. Der Gründer und CEO Zhang Kexun ist Doktor der Automobilabteilung der Tsinghua-Universität und arbeitet seit 2002 tief in der Forschung, Entwicklung und Industrialisierung von neuen Energieantriebssystemen.

Aufbauend auf der über 20-jährigen technischen Akkumulation und industriellen Ressourcen der Tsinghua-Universität im Bereich der Brennstoffzellen begann die Projektgruppe bereits 2018 mit detaillierten technischen Untersuchungen zur Anwendung von Wasserstoff im Luftfahrtbereich und startete 2020 gemeinsam mit der Northwestern Polytechnical University das erste Forschungsprojekt zur Entwicklung der ersten 30kW-flüssiggekühlten Brennstoffzelle für spezielle Luftfahrtzwecke in China.

„Der Anfang war eigentlich sehr schwierig, da alle Komponenten und Rohstoffe (für das erste flüssiggekühlte Produkt) nach luftfahrttauglichen Standards neu entwickelt und angepasst werden mussten. Die Entwicklungsdauer war lang, die technischen Schwierigkeiten hoch und der Einsatz relativ groß. Wir haben dafür etwa drei bis vier Jahre gebraucht – das ist auch der Hintergrund, warum Yihydro Power gegründet wurde.“

Zhang Kexun erwähnte, dass die Fortschrittlichkeit der Wasserstoffluftfahrt in der Vergangenheit in China nicht weit verbreitet anerkannt wurde. Glücklicherweise bildet sich jedoch nun eine neue einheitliche Meinung mit beschleunigter Geschwindigkeit heraus.

Mit dem aufeinanderfolgenden Aufkommen der Niedrigflugwirtschaft und der kommerziellen Raumfahrt werden die Vorteile von Brennstoffzellen bei hoher Leistung, langer Reichweite und hoher Anpassungsfähigkeit zunehmend von mehr Menschen wahrgenommen. Derzeit beschleunigen mehrere führende inländische Luftfahrthersteller die Forschung, Entwicklung und Validierung von Wasserstoffantriebssystemen. Davor hat Yihydro Power bereits mehrere Jahre lang still an diesem Bereich gearbeitet.

Zuerst das „harte Nuss“ knacken

Das Knacken der ersten 30kW-flüssiggekühlten Brennstoffzelle hat Yihydro Power in der Anfangsphase des Unternehmensaufbaus ein technisches Verständnis verschafft, das sich von dem für Automobil-Brennstoffzellensysteme unterscheidet. Der Unterschied zwischen luftfahrttauglichen und automobiltauglichen Standards ist der Schlüssel zum Verständnis des technischen Portfolios dieses Unternehmens.

Nach Ansicht von Zhang Kexun spiegeln sich die Anforderungen an die Leistungsfähigkeit von luftfahrttauglichen Antriebssystemen hauptsächlich in drei Dimensionen wider: extrem hohe Umgebungsanpassungsfähigkeit (z. B. Umgebungen in zehntausend Metern Höhe, niedrige Temperaturen und niedriger Druck), maximale Zuverlässigkeit (z. B. Lebensdauer von zehntausenden Stunden, hohe Sicherheitsanforderungen für die Lufttauglichkeitszertifizierung) sowie strenge Anforderungen an die Leistungsdichte.

Die technische Auslegung von Yihydro Power folgt einem klaren Weg: von der Überlegenheit der Fähigkeiten bis zur Konzentration auf spezifische Anwendungsfälle.

Derzeit gliedert sich sein Produktsystem in zwei Richtungen: Flüssigkühlung und Luftkühlung, die sich in Bezug auf Positionierung, Leistung und Umgebungsanpassungsfähigkeit deutlich ergänzen.

30 kW-Flüssigkühl-Brennstoffzellen-Antriebssystem

Flüssiggekühlte Brennstoffzellen sind die langfristige technische Hauptrichtung, auf die Yihydro Power setzt. Sie zeichnen sich durch hohe Leistung (im Bereich von hundert Kilowatt), starke Umgebungsanpassungsfähigkeit aus und können strenge Betriebsbedingungen wie zehntausend Meter Höhe und extreme Kälte bewältigen, mit einer angestrebten Lebensdauer von zehntausenden Stunden. Ausgehend von der 2020 gestarteten Entwicklung der 30kW-flüssiggekühlten Brennstoffzelle hat Yihydro Power mittlerweile die Leistung auf 90-110 kW weiterentwickelt und plant zukünftig die Erweiterung auf Produkte im Bereich von dreihundert Kilowatt.

Zhang Kexun erwähnte, dass die Flüssigkühl-Richtung inzwischen die Kerntechnikforschung grundsätzlich abgeschlossen hat und sich in der Produktivisierungsphase von 1 auf 10 befindet. Die zentrale Aufgabe in der nächsten Phase besteht darin, die lufttauglichkeitsorientierte technische Entwicklung in Zusammenarbeit mit den Luftfahrtherstellern durchzuführen.

Neben der technischen Hauptrichtung der Flüssigkühlung ist die luftgekühlte Brennstoffzelle eine strategische Erweiterung von Yihydro Power, die 2024 basierend auf dem Zeitfenster der Niedrigflugwirtschaft umgesetzt wurde.

Luftgekühltes Brennstoffzellen-Antriebssystem

Luftgekühlte Brennstoffzellen zeichnen sich durch geringere Leistung (üblicherweise unter 10 kW) und relativ geringere technische Schwierigkeiten aus, verfügen aber über schnelle Entwicklungsiteration und kurze Markteinführungszeit, was besser für Anwendungen im Bereich der Niedrigflugwirtschaft, hauptsächlich mit Drohnen, geeignet ist.

Innerhalb von weniger als einem Jahr hat das luftgekühlte Produkt von Yihydro Power drei Iterationsrunden abgeschlossen und ist nun in die Phase der Erweiterung von Szenarienanwendungen eingetreten.

Die strategische Aufgabenteilung dieser beiden Richtungen ist relativ klar: Die Flüssigkühlung sichert langfristige technische Barrieren und Gewinnmargen, während die Luftkühlung die doppelte Rolle als kurzfristige Cashflow-Quelle und Plattform für technische Iterationen übernimmt.

Mit kurzfristigeren kommerziellen Erträgen wird die langfristige technische Hauptrichtung der Flüssigkühlung gefördert, um langfristig die Preisgestaltungshoheit zu erlangen.

Eintritt in den Mainstream

Im Bereich der Flüssigkühlung ist ein wichtiger Fortschritt zu verzeichnen: Yihydro Power ist mittlerweile ein kooperierender Lieferant von COMAC für Wasserstoffantriebssysteme. Darüber hinaus hat Yihydro Power mit mehreren eVTOL-Gesamtanlagenherstellern Kooperationen aufgebaut, um gemeinsam die Entwicklung ihrer wasserstoffbetriebenen Fluggeräte voranzutreiben.

Natürlich ist der Zyklus von der Validierung bis zur Serienproduktion eines luftfahrttauglichen Produkts extrem lang. Die Erforschung von Lufttauglichkeitsstandards und die Komplexität der Gesamtgerätevalidierung bestimmen, dass flüssiggekühlte Brennstoffzellen kurzfristig nur schwer skaliertes Umsatzvolumen erzielen können.

Der Bereich der Luftkühlung hingegen trägt die Erwartung an ein schnelles Wachstum des Geschäfts.

Nach dem geplanten Fortschritt hat Yihydro Power im zweiten Halbjahr 2025 die Entwicklung und Validierung der Lösungen für luftgekühlte Produkte abgeschlossen. In der nächsten Phase wird der Fokus auf die Förderung im Bereich der Niedrigflugwirtschaft gelegt, um Szenarien mit langer Flugdauer zu erschließen, die mit herkömmlichen Lithiumbatterien nicht erreicht werden können.

„Die Leistungsbatterien haben alle nutzbaren Szenarien vollständig ausgeschöpft. Die verbleibenden Szenarien mit langer Reichweite und extremer Kälte, die von Batterien nicht erfüllt werden können, sind die Chancen für Wasserstoff“, sagte Zhang Kexun. In Teilbereichen wie Drohneninspektion und Niedrigfluglogistik kann die Wasserstofflösung eine 3- bis 4-fache Reichweite im Vergleich zu Lithiumbatterien bieten, wobei der Abdeckungsradius von wenigen Kilometern auf über hundert Kilometer erweitert wird. Derzeit ist der Preis des gesamten luftgekühlten Systemlösungspakets von Yihydro Power mit dem der rein elektrischen Lösung im Wesentlichen gleich.

Eine Reihe von Daten zeigt, dass die von Chengdu Aircraft Industry Group mit dem Antriebssystem von Yihydro Power entwickelten Hochflugsdrohnen in den Jahren 2025 und 2026 unter Verwendung von gasförmigem Wasserstoff als Brennstoff Rekorde von 30 bzw. 24 Stunden ununterbrochenem Flug erreicht haben.

Das Szenario der Drohneninspektion ist der Hauptförderbereich von Yihydro Power in diesem Jahr. Das gesamte luftgekühlte Lösungspaket hat im ersten Halbjahr einen Umsatz von mehreren Millionen Yuan erzielt. Das Ziel für 2026 ist es, im Inspektionsbereich einen Umsatz in Höhe von mehreren zehn Millionen Yuan zu erreichen.

Die Niedrigfluglogistik ist die nächste wichtige Förderrichtung. Die luftgekühlte Produktlösung für dieses Szenario befindet sich derzeit in der Entwicklung und wird im zweiten Halbjahr mit der Validierung und Förderung beginnen.

Nach dem geplanten Fortschritt besteht die Aufgabe der Luftkühlung in diesem Jahr in einem schnellen Wachstum, während der skalierte Umsatz der Flüssigkühlung nach Schätzungen von Zhang Kexun erst in ein oder zwei Jahren allmählich sichtbar wird.

In China befindet sich die Lufttauglichkeitsprüfung für die Wasserstoffluftfahrt zwar derzeit noch in der Anfangsphase und verläuft langsamer als in Europa und den USA, aber Zhang Kexun ist überzeugt von den nachholenden Vorteilen Chinas im Bereich der Wasserstoffluftfahrt.

Auf der industriellen Seite ist ein entscheidendes Signal der Kostenvorteil von grünem Wasserstoff. Mit dem raschen Rückgang der Kosten für grünen Wasserstoff in China wird der Preisvorteil von Wasserstoffantriebssystemen auf der Brennstoffseite weiter hervortreten. „Sobald die Technologie ausgereift ist, wird unsere Geschwindigkeit der Marktiteration viel höher sein als im Ausland – genau wie bei Elektroautos werden wir wahrscheinlich die Chance nutzen, um die Konkurrenz zu überholen“, sagte Zhang Kexun.

An diesem Scheideweg des Wandels von alten zu neuen Antriebsquellen bietet Yihydro Power als Startup eine nicht komplizierte Lösung. Langfristig sichert es den Wert der technischen Knappheit mit „Flüssigkühlung“; kurzfristig beantwortet es die praktische Frage, wie man „zuerst überlebt“ mit „Luftkühlung“, nutzt das Zeitfenster für die Industrialisierung von Wasserstoffluftfahrt-Antriebssystemen und baut langfristige Wettbewerbsbarrieren auf.