Reduzierter Triebwerkseinsatz –
reduzierte Emissionen
Flugzeuge verbrauchen Kerosin nicht nur beim Start, bei der Landung und im Flug, sondern auch am Boden, also auf dem Flughafen. Zum einen müssen die Wege zu und von den Start- und Landebahnen zurückgelegt werden. Hier können eigens entwickelte Fahrzeuge die Flugzeuge treibstoffsparender auf ihre Position ziehen. Zum anderen benötigen Bordelektronik, Beleuchtung oder Klimatisierung auch auf dem Boden Energie.
Produziert wird der notwendige Strom über das Hilfstriebwerk, die sogenannte APU. Um den Einsatz der APU auf ein Minimum zu reduzieren, gehen die Flughäfen mittlerweile häufig einen neuen Weg: Sie übernehmen die Energieversorgung und Klimatisierung der Flugzeuge selber. Auch hierfür werden alternative Konzepte entwickelt und erprobt.
Versorgung mit Strom
Die APU versorgt das Flugzeug am Boden mit elektrischer Energie. Da der Betrieb der APU Lärm und Emissionen produziert, ist das Abschalten der APU am Terminal die beste Lösung für alle Seiten. Mit einem Wirkungsgrad von nur 8 bis 14 Prozent produzieren die Hilfstriebwerke den Strom für die Versorgung des Flugzeugs nur sehr ineffizient.
Zudem sind sie auf dem Vorfeld einer der Hauptverursacher von CO2-Emissionen und anderen Luftschadstoffen und tragen maßgeblich zur Lärmbelastung bei. Es wird bereits an Wasserstoff-Brennstoffzellen-APUs geforscht, allerdings sind diese Systeme noch nicht verfügbar. Mittlerweile gibt es daher an fast allen Flughäfen eine Bodenstromversorgung, die die Hilfstriebwerke entlastet.
Die Hersteller konnten den Verbrauch der Hilfstriebwerke seit den Sechzigerjahren zwar um rund 40 Prozent senken. Dennoch sind, wenn man von den Starts und Landungen absieht, die APUs noch immer für einen Großteil der CO2-Emissionen auf Flughäfen verantwortlich. An beinahe jedem Flughafen wird daher eine Bodenstromversorgung angeboten, die die Bedürfnisse der Flugzeuge gut abdeckt. Dabei erfolgt die Stromversorgung der Flugzeuge über stationäre oder mobile Aggregate, die Ground Power Units, kurz GPU. Der für den APU-Betrieb benötigte Treibstoffverbrauch und die entsprechenden CO2-Emissionen können um rund 90 Prozent sinken.
Die stationären GPUs sind an das Stromnetz des Flughafens angeschlossen, während bei den mobilen GPUs ein Verbrennungsmotor die nötige Energie für das Flugzeug erzeugt. Die mobilen Aggregate werden eingesetzt, wenn das Flugzeug weiter draußen auf dem Vorfeld steht. Auch an elektrisch betriebenen mobilen Bodenstromaggregaten wird geforscht. So hat die schweizerische Firma Designwerk einen Prototyp einer batteriebetriebenen eGPU entwickelt und erfolgreich getestet. Im Vergleich zu herkömmlichen Dieselgeneratoren kann die eGPU den Energieverbrauch um rund 30 Prozent verringern und das ohne Abgase.
Batteriebetriebenene eGPU
Mit dem Laden des Videos akzeptieren Sie die Datenschutzerklärung von Youtube.
Mehr erfahren
Am Flughafen Stuttgart steht ein eigener Stromanschluss inzwischen an 38 von 48 Parkpositionen zur Verfügung. In Hamburg müssen die Flugzeuge schon seit vielen Jahren nach dem Erreichen der Parkposition den Strom der Bodenstromversorgung nutzen. Weiter im Westen, auf dem Dortmund Airport, nutzen 95 Prozent aller Flugzeuge mobile Bodenstromaggregate und sparen auf diesem Weg 350 Tonnen CO2.
Versorgung mit klimatisierter Luft
Neben Strom ist zum Betrieb der Passagierflugzeuge auch klimatisierte Luft notwendig. Entweder in gekühlter oder erwärmter Form – je nach Außentemperatur. Die notwendige Energie für die Klimatisierung kommt normalerweise aus der Stromversorgung der Hilfstriebwerke. Der Flughafen kann die klimatisierte Luft mithilfe von stationären Pre-Conditioned-Air-Anlagen (PCA) wesentlich energieeffizienter zur Verfügung stellen.
Am Münchener Flughafen werden zum Beispiel Flugzeuge, die an den Fluggastbrücken stehen, mit klimatisierter Luft aus PCA-Anlagen versorgt. PCA-Anlagen übernehmen somit das Kühlen, Lüften und Heizen der Flugzeugkabine. Am Flughafen München sind an den Terminal-Positionen insgesamt 64 Anlagen verfügbar, womit pro Jahr mehr als 23.500 Tonnen CO2 eingespart werden können.
Vorklimatisierte Luft reduziert den CO2-Ausstoß
Noch mehr Kohlendioxid lässt sich einsparen, wenn sowohl bei der Luft- als auch bei der Stromversorgung auf die Hilfsturbinen verzichtet wird. Nur durch die Kombination von bodengestützter Versorgung mit Strom und klimatisierter Luft werden zum Beispiel am Flughafen Zürich der Betriebslärm der APUs reduziert, lokal wirksame Luftschadstoffe vermindert und der CO2-Ausstoß um ca. 65.000 Tonnen pro Jahr reduziert.
Der APU-Sheriff für mehr Effizienz
Am Hamburg Airport dürfen schon seit Jahren die Hilfstriebwerke nach dem Erreichen der Position nicht mehr zur Stromversorgung genutzt werden. Um die Maßnahme auch bei allen Fluggesellschaften durchzusetzen, wurde der APU-Sheriff ins Leben gerufen.
Er sorgte dafür, dass die lärmreduzierenden und kerosinsparenden Vorgaben auch von allen Flugzeugen eingehalten werden. Aus einem guten Grund: Jede Stunde, die die Hilfstriebwerke nicht laufen, spart rund 100 Liter Kerosin ein. In Hamburg können dadurch durchschnittlich ca. 18.900 Tonnen CO2 pro Jahr eingespart werden.
Ohne Triebwerkseinsatz auf dem Vorfeld unterwegs
Bei den Rollvorgängen der großen Passagierflugzeuge auf den Flughäfen wird viel Energie durch die Triebwerke verbraucht – und entsprechend CO2 produziert. Dazu entsteht auch noch Lärm. Seit einiger Zeit werden deshalb immer wieder neue Ideen entwickelt, wie die Flugzeuge auf dem Flughafen ohne eigenen Antrieb bewegt werden können.
Am Flughafen Frankfurt hat die Lufthansa Group und der Patentinhaber IAI (Israeli Aerospace Industries) Ende 2014 zum ersten Mal den TaxiBot getestet. Dabei handelt es sich um ein Schlepp-Fahrzeug, das Flugzeuge vom Gate bis zur Startbahn zieht und vom Cockpit aus ferngesteuert werden kann. Die Triebwerke bleiben dabei ausgeschaltet und werden erst in Startbahn-Nähe angelassen.
Wird zum Beispiel eine Boeing 737 mithilfe eines TaxiBots über eine Strecke von vier Kilometern geschleppt, spart sie so rund 120 Liter Kerosin. Am Frankfurter Flughafen könnten allein durch diesen Vorgang pro Jahr rund 2.700 Tonnen Kerosin auf Langstreckenflügen eingespart werden. Messungen der TU Darmstadt haben eine Halbierung des Bodenlärms im Vergleich zu konventionell rollenden Flugzeugen nachgewiesen. Im Mai 2017 hat der TaxiBot die notwendige Zertifizierung der Europäischen Agentur für Flugsicherheit (EASA) für weitere Tests mit dem Airbus A320 erhalten.
Taxibot reduziert Triebwerkseinsatz
Der eSchlepper kann auch Langstrecken-Flugzeuge rein elektrisch über größere Strecken transportieren. Er wird bereits auf dem Frankfurter Flughafen genutzt, um große Passagierflugzeuge wie den Airbus A380 oder die Boeing 747-8 umweltschonend zwischen Park- und Wartungspositionen zu bewegen. Testweise eingeführt wurde der eSchlepper, der über einen Elektroantrieb mit Range Extender verfügt, im Jahr 2015. Beim Range Extender handelt es sich um einen Verbrennungsmotor, der dann zugeschaltet wird, wenn die Batterien des Elektromotors leer sind.
Der Range Extender lädt die Batterien dann wieder auf, sodass der eSchlepper weiterhin mit seinem Elektroantrieb fahren kann. Dadurch kann die Reichweite des eSchleppers erhöht werden. Ersten Ergebnissen nach lassen sich mit diesem Fahrzeug 50 Prozent der CO2-Emissionen einsparen. Der Wartungsaufwand und die Energiekosten sind signifikant niedriger als bei herkömmlichen Flugzeugschleppern. Messungen der TU Darmstadt haben eine deutliche Reduzierung des Bodenlärms nachgewiesen.
