ביקושים לאנרגיה, להספק ולתשתיות בעקבות חשמול צי כלי השירות הקרקעיים בבתי־הנמל התעופה בארצות הברית

למה כלי שירות קרקעיים בשדות תעופה חשובים

רוב הנוסעים חושבים על מנועי המטוס כשמדמיינים זיהום בשדה התעופה, אך צי חבוי של כלי רכב קרקעיים שורף גם הוא כמויות דלק גדולות. המחקר הזה בוחן מה קורה כאשר אותם סוסי עבודה — טרקטורים למטענים, מעמיסי חגורות, עגלות כוח, כלי קייטרינג ומשאיות שירות — עוברים מדיזל ובנזין לחשמל ביותר מ־300 שדות תעופה ברחבי ארצות הברית. הבנה של כמה כוח נוסף נדרש לכלים אלה, וכיצד לספקו בחוכמה, משפיעה על איכות האוויר, היעדים האקלימיים ועל עלות תפעול השדות.

המכונות השקטות מתחת למושב החלון

שדות התעופה מסתמכים על ציוד תמיכה קרקעי כדי לגרור מטוסים, להעביר מזוודות, להעמיס מזון, להזרים מים, לרוקן צרכנים ולספק חשמל למטוסים בעמידה. כיום רבים מהמכונות הללו שורפות דלקים מאובנים ותורמות לזיהום מקומי ולפליטת גזי חממה בערים שהן כבר נאבקות באיכות אוויר. גרסאות חשמליות של אותם כלי רכב זמינות כעת ומתחילות להופיע בשדות תעופה מרכזיים. הן זולות יותר להפעלה, שקטות יותר ואינן פולטות פליטת זנב, מה שהופך אותן לאטרקטיביות לחברות התעופה ולקהילות השכנות.

סימולציה של יום בחיי שדה תעופה חשמלי

החוקרים בנו מודל מחשב מפורט שעוקב אחרי כל טיסה נכנסת, מקצה את תערובת כלי הקרקע הנדרשת ועוקב מתי כל כלי חשמלי עובד ומתי הוא מתחבר לטעינה. הם השתמשו ברישומי טיסות ממשלתיים ל־317 שדות תעופה בארה"ב, יחד עם זמני שירות טיפוסיים וגודל סוללות עבור שמונה סוגי ציוד קרקעי. הגישה מלמטה למעלה הזאת אפשרה להם לאמוד, שדה־נמל אחר שדה־נמל, כמה כלי רכב וטעינות יהיו נדרשים, כמה חשמל הם ישרפו במשך היום, ואיך הביקוש ישתנה תחת הרגלי טעינה שונים.

כמה כוח באמת צריכות ציי חשמל

המודל מראה שחשמול הצי הקרקעי יכול ליצור צרכי חשמל שונים באופן מהותי בהתאם לגודל השדה. במרכזים הגדולים ביותר, עומס שיא של טעינה עשוי להגיע עד כ־20 מגהוואט — בערך תפוקת תחנה קטנה — ושימוש שנתי בחשמל עלול להתקרב ל־51,000 מגה־וואט־שעה. מרכזים בינוניים וקטנים זקוקים להרבה פחות, ושדות ללא מרכזיות נשארים מתחת למגה־וואט אחד. תזמון הטעינה חשוב לא פחות מהאנרגיה הכוללת. אם כלי הרכב טוענים באופן אופורטוניסטי כשהם מסיימים משימה, השימוש בכוח נוטה לעקוב אחרי פעילות הטיסות ולהתפלג לאורך היום. אם מפעילים דוחפים את רוב הטעינה לשעות הלילה מחוץ לשיא, הביקוש מצטבר לחלון קצר שיכול ליצור שיאים גבוהים אף יותר, אם כי ייתכן שמחירי החשמל יהיו נמוכים יותר.

מוצאים את התמהיל הנכון של כלי רכב, מטענים ותזמון

בחירות טעינה שונות גם משנות כמה כלי רכב ומטענים כל שדה יצטרך לרכוש. מטענים בהספק נמוך מיישרים את העומס אך משאירים כלי רכב מחוברים זמן רב יותר, מה שאומר שדרושים יותר מטענים ולפעמים יותר כלי רכב כדי לשמור על לוחות הזמנים. אסטרטגיה של טעינה מיד לאחר כל משימה נוטה לדרוש יותר מטענים אבל לא יותר כלי רכב, בעוד שדרישת טעינה קפדנית בלילה תציב גם צי גדול יותר וגם מטענים רבים נוספים כדי להכין הכל לפני שיא הבוקר. המחקר בוחן גם שדות תעופה שמספקים חשמל למטוסים בעמידה ישירות מהשער במקום להשתמש בעגלות כוח ניידות, מה שמקטין גם את צריכת האנרגיה וגם את מספר העגלות החשמליות הנדרשות.

שימוש בפאנלים סולריים ובסוללות להרגעת שיאים

כדי לבחון האם אנרגיה מקומית נקייה יכולה לסייע, הקבוצה קישרה את אומדני העומס של השדות לכלי נפרד שמגדיר מערכות סולאריות על גגות וסוללות באתר. עבור שדות דגמה בכל קבוצת גודל, הם מצאו ששילוב פאנלים סולריים עם סוללות נייחות יכול לקצץ את שיאי הכוח החדים בכ־20 עד 50 אחוז ולהוריד עלויות לטווח הארוך ב־5 עד 20 אחוז, אפילו לאחר תשלום עבור הציוד החדש. היתרונות גדולים במיוחד בשדות קטנים יותר, שבהם מערכי סולארי וסוללות צנועים יכולים לכסות חלק משמעותי מביקוש הטעינה.

מה משמעות הדבר לתעופה בעתיד

המסקנה של המחקר היא שמעבר ציוד השירות הקרקעי מדלק לחשמל יכול לקצץ משמעותית בפליטות שדות התעופה, אך מדובר לא בסתם החלפת מנועים. מפעילי שדות התעופה, ספקיות החשמל ומתכננים צריכים לתאם אסטרטגיות טעינה, הספקי טעינה ושימוש אפשרי בסולארי ובסוללות כדי שהעומסים החשמליים החדשים לא יעמיסו על הרשתות המקומיות או על התקציבים. עם תכנון קפדני, יחד עם זאת, כלי שירות חשמליים יכולים להפוך שדות תעופה לנקיים ושקטים יותר תוך שמירה על תנועה חלקה של מטוסים, מטענים ונוסעים.

ציטוט: 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

מילות מפתח: חשמול שדות תעופה, ציוד תמיכה קרקעי, רכבים חשמליים, ביקוש לאנרגיה, סולארי ואחסון בסוללות