Energie-, Leistungs- und Infrastrukturbedarf durch Elektrifizierung von Bodenunterstützungsgeräten an Flughäfen in den Vereinigten Staaten

Warum Servicefahrzeuge am Flughafen wichtig sind

Die meisten Reisenden denken bei Flughafenverschmutzung an Düsentriebwerke, doch eine wenig sichtbare Flotte von Bodenfahrzeugen verbrennt ebenfalls große Mengen Treibstoff. Diese Studie untersucht, was passiert, wenn jene Arbeitstiere – Gepäckschlepper, Förderbandwagen, Stromaggregate, Catering‑ und Servicefahrzeuge – an mehr als 300 Flughäfen in den Vereinigten Staaten von Diesel und Benzin auf Strom umgestellt werden. Zu wissen, wie viel zusätzliche Leistung diese Fahrzeuge benötigen und wie man sie klug bereitstellt, wirkt sich auf die Luftqualität, Klimaziele und die Betriebskosten der Flughäfen aus.

Die leisen Maschinen unter Ihrem Fensterplatz

Flughäfen sind auf Bodenunterstützungsgeräte angewiesen, um Flugzeuge zu schleppen, Gepäck zu bewegen, Verpflegung zu verladen, Wasser zu pumpen, Abwassertanks zu leeren und geparkte Flugzeuge mit Strom zu versorgen. Viele dieser Maschinen verbrennen heute fossile Brennstoffe und tragen so zur lokalen Luftverschmutzung sowie zu Treibhausgasemissionen in Städten bei, die bereits mit Luftqualitätsproblemen kämpfen. Elektrische Varianten dieser Fahrzeuge sind inzwischen verfügbar und tauchen zunehmend an großen Flughäfen auf. Sie sind günstiger im Betrieb, leiser und verursachen keinen Auspuffemissionen, was sie für Fluggesellschaften und Anwohner gleichermaßen attraktiv macht.

Eine Tagessimulation eines elektrischen Flughafens

Die Forschenden entwickelten ein detailliertes Computermodell, das jeden ankommenden Flug verfolgt, die erforderliche Mischung an Bodenfahrzeugen zuweist und nachzeichnet, wann jedes Elektrofahrzeug arbeitet und wann es zum Laden angeschlossen wird. Sie nutzten staatliche Flugdaten für 317 US‑Flughäfen sowie typische Servicezeiten und Batteriekapazitäten für acht Arten von Bodenfahrzeugen. Dieser Bottom‑up‑Ansatz ermöglichte es ihnen, flughafenbezogen abzuschätzen, wie viele Elektrofahrzeuge und Ladepunkte benötigt würden, wie viel Strom sie im Tagesverlauf ziehen und wie sich diese Nachfrage unter unterschiedlichen Ladeverhalten erhöht oder verringert.

Wie viel Strom benötigen elektrische Flotten wirklich

Das Modell zeigt, dass die Elektrifizierung von Bodenfahrzeugen sehr unterschiedliche Strombedarfe erzeugen kann, abhängig von der Größe des Flughafens. An den größten Hubs könnte die Spitzenladeleistung bis zu etwa 20 Megawatt erreichen – ungefähr die Leistung eines kleinen Kraftwerks – und der jährliche Stromverbrauch könnte sich auf knapp 51.000 Megawattstunden belaufen. Mittelgroße und kleine Hubs benötigen deutlich weniger, und Nicht‑Hub‑Flughäfen bleiben unter 1 Megawatt. Der Zeitpunkt des Ladens ist ebenso wichtig wie die Gesamtenergie. Wenn Fahrzeuge opportunistisch nach Beendigung eines Einsatzes laden, folgt der Stromverbrauch tendenziell dem Flugverkehrsmuster und verteilt sich über den Tag. Wenn Betreiber das meiste Laden in die Nachtstunden verlagern, ballt sich die Nachfrage in ein kurzes Zeitfenster, was noch höhere Spitzen erzeugen kann, wenn auch möglicherweise zu niedrigeren Strompreisen.

Die richtige Mischung aus Fahrzeugen, Ladepunkten und Zeitplanung finden

Unterschiedliche Ladeentscheidungen verändern auch, wie viele Fahrzeuge und Ladepunkte jeder Flughafen anschaffen muss. Ladegeräte mit niedriger Leistung glätten die Last, halten Fahrzeuge aber länger angeschlossen, was mehr Ladepunkte und manchmal mehr Fahrzeuge erfordern kann, um den Flugplan einzuhalten. Eine Strategie, die unmittelbar nach jedem Einsatz lädt, benötigt tendenziell mehr Ladepunkte, aber nicht mehr Fahrzeuge, während striktes Nachtladen sowohl eine größere Fahrzeugflotte als auch viele zusätzliche Ladepunkte erfordert, um alles vor dem morgendlichen Ansturm bereit zu haben. Die Studie betrachtet außerdem Flughäfen, die geparkte Flugzeuge direkt vom Gate aus mit Strom versorgen, statt mobile Stromaggregate zu nutzen; das reduziert sowohl den Energieverbrauch als auch die Anzahl benötigter elektrischer Wagen.

Solarstrom und Batterien zur Glättung der Spitzen

Um zu prüfen, ob lokale saubere Energie helfen kann, verknüpften die Forschenden ihre Lastschätzungen mit einem separaten Tool zur Dimensionierung von Dachsolaranlagen und stationären Batteriesystemen. Für Beispiel‑Flughäfen aus jeder Größenklasse fanden sie, dass die Kombination aus Solarmodulen und stationären Batterien die schärfsten Lastspitzen um etwa 20 bis 50 Prozent reduzieren und die langfristigen Kosten um 5 bis 20 Prozent senken kann, selbst nach Berücksichtigung der Kosten für die neue Ausrüstung. Die Vorteile sind bei kleineren Flughäfen am größten, wo moderate Solaranlagen und Batterien einen großen Anteil des Ladebedarfs abdecken können.

Was das für die Luftfahrt der Zukunft bedeutet

Die Studie kommt zu dem Schluss, dass die Umstellung von Bodenunterstützungsgeräten von Kraftstoff auf Strom die Emissionen an Flughäfen erheblich senken kann, doch ist es nicht so einfach wie ein Austausch von Motoren. Flughafenbetreiber, Versorgungsunternehmen und Planer müssen bei Lade­strategien, Ladeleistungsgrößen und dem möglichen Einsatz von Solar‑ und Batteriesystemen zusammenarbeiten, damit neue elektrische Lasten lokale Netze oder Budgets nicht überfordern. Mit sorgfältiger Planung können elektrische Servicefahrzeuge jedoch Flughäfen sauberer und leiser machen und gleichzeitig dafür sorgen, dass Flugzeuge, Gepäck und Passagiere reibungslos bewegt werden.

Zitation: He, Y., Kelly, K., Jeffers, M. et al. Energy, power, and infrastructure demands from electrifying airport ground support equipment at United States airports. Nat Commun 17, 4612 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-71125-4

Schlüsselwörter: Flughafen‑Elektrifizierung, Bodenunterstützungsgeräte, elektrische Fahrzeuge, Energiebedarf, Solarenergie und Batteriespeicher