Энергия, мощность и потребности в инфраструктуре при электрификации наземного обслуживающего оборудования аэропортов США

Почему служебные автомобили аэропорта важны

Большинство путешественников при мысли о загрязнении аэропорта представляют себе реактивные двигатели, но скрытый парк наземных машин также сжигает большие объёмы топлива. В этом исследовании рассматривается, что происходит, когда эти рабочие лошадки — тягачи для багажа, ленточные погрузчики, энергетические тележки, кейтеринговые и сервисные грузовики — переходят с дизеля и бензина на электричество в более чем 300 аэропортах по всей территории США. Понимание того, сколько дополнительной электроэнергии потребуют эти машины и как её обеспечить разумно, влияет на качество воздуха, климатические цели и стоимость эксплуатации аэропортов.

Тихие машины под вашим иллюминатором

Аэропорты зависят от наземного обслуживающего оборудования для буксировки самолётов, перемещения багажа, загрузки питания, закачки воды, опорожнения баков с отходами и питания стоящих у гейта самолётов. Сегодня многие из этих машин работают на ископаемом топливе, внося вклад в местное загрязнение воздуха и выбросы парниковых газов в городах, которые уже испытывают проблемы с качеством воздуха. Электрические аналоги таких машин уже доступны и начинают появляться в крупных аэропортах. Они дешевле в эксплуатации, тише и не дают выхлопов из трубы, что делает их привлекательными как для авиакомпаний, так и для жителей близлежащих районов.

Моделирование рабочего дня электрического аэропорта

Исследователи создали детальную компьютерную модель, которая отслеживает каждый прибывающий рейс, назначает необходимый набор наземной техники и фиксирует, когда каждая электрическая машина работает и когда она подключается к зарядке. Они использовали государственные записи о рейсах для 317 аэропортов США, а также типичные времена обслуживания и ёмкости батарей для восьми типов наземного оборудования. Такой низкоуровневый подход позволил оценить для каждого аэропорта, сколько электрических машин и зарядных станций потребуется, сколько электроэнергии они будут потреблять в течение дня и как этот спрос будет меняться при разных стратегиях зарядки.

Сколько электроэнергии действительно требуется электрическому парку

Модель показывает, что электрификация наземного оборудования может создавать очень разные потребности в электроэнергии в зависимости от размера аэропорта. В крупнейших хабах пиковый спрос на зарядку может достигать примерно 20 мегаватт — примерно выработка небольшой электростанции — а годовое потребление электроэнергии может приближаться к 51 000 мегаватт-часам. Средние и маленькие хабы требуют гораздо меньше, а не хабовые аэропорты остаются ниже 1 мегаватта. Время зарядки не менее важно, чем общий объём энергии. Если машины заряжаются по возможности сразу после выполнения работы, энергопотребление как правило следует за активностью рейсов и распределяется в течение дня. Если операторы перемещают большую часть зарядок на ночное, непиковое время, спрос сжимается в короткое окно и может создавать ещё более высокие пики, хотя и при потенциально более низких ценах на электроэнергию.

Поиск правильного баланса машин, зарядных устройств и времени

Разные стратегии зарядки также меняют количество машин и зарядных устройств, которые нужно закупить для каждого аэропорта. Зарядные станции меньшей мощности сглаживают спрос, но держат машины подключёнными дольше, что означает необходимость в большем количестве зарядных устройств и иногда в большем парке машин, чтобы не срывать графики рейсов. Стратегия немедленной зарядки после каждой задачи требует чаще большего числа зарядных точек, но не обязательно большего числа машин, тогда как строгая ночная зарядка требует и расширенного парка, и множества дополнительных зарядных устройств, чтобы всё было готово к утренней пиковый нагрузке. В исследовании также рассматриваются аэропорты, которые питают стоящие у гейта самолёты напрямую от сети, а не от мобильных энергетических тележек, что снижает как потребление энергии, так и количество необходимых электрических тележек.

Использование солнечных панелей и батарей для сглаживания пиков

Чтобы понять, может ли локальная чистая энергия помочь, команда связала оценки нагрузки аэропортов с отдельным инструментом для расчёта размеров кровельных солнечных установок и локальных батарей. Для выборки аэропортов в каждой группе по размеру они обнаружили, что сочетание солнечных панелей и стационарных батарей может сократить самые резкие пики мощности примерно на 20–50 процентов и снизить долгосрочные затраты на 5–20 процентов, даже с учётом стоимости нового оборудования. Наибольший эффект наблюдается в небольших аэропортах, где умеренные солнечные массивы и батареи могут покрыть значительную долю потребностей в зарядке.

Что это означает для будущих авиаперевозок

В исследовании делается вывод, что перевод наземного обслуживающего оборудования с топлива на электричество может значительно сократить выбросы в аэропортах, но это не простая замена двигателей. Операторам аэропортов, энергокомпаниям и планировщикам нужно координировать стратегии зарядки, мощности зарядных устройств и возможное использование солнечных панелей и батарей, чтобы новые электрические нагрузки не перегрузили местные сети или бюджеты. Однако при тщательном планировании электрические служебные машины могут сделать аэропорты чище и тише, сохраняя при этом бесперебойную работу самолётов, багажа и пассажиров.

Цитирование: 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

Ключевые слова: электрификация аэропортов, наземное обслуживающее оборудование, электромобили, потребление энергии, солнечная энергия и хранение в батареях