Machbarkeitsstudie für Implementierung von Wasserstofftechnologien an Flughäfen

Der Klimawandel und gesetzliche Vorgaben zur Emissionsreduktion stellen Flughäfen weltweit vor neue Herausforderungen. Als bedeutende Verkehrsknotenpunkte mit hohem Energiebedarf müssen sie Wege finden, ihren ökologischen Fußabdruck zu verringern.

Doch wie kann ein Flughafen konkret zur Energiewende beitragen?

Wasserstoff bietet als emissionsfreier Energieträger eine potenzielle Lösung auf diese Frage. airsight beschäftigt sich mit der Einführung von Wasserstofflösungen an Flughäfen (Luft- und Landseite) einschließlich dessen Voraussetzungen und Herausforderungen.   Im Folgenden wird ein allgemeiner Überblick dazu gegeben und beispielhaft an der Untersuchung zur Einführung von Wasserstoffbussen an einem Hubflughafen in Kanada erläutert.

Das Vorgehen gliedert sich in drei Phasen:

1. Festlegung Soll-Zustand
   (bspw. „Welche übergeordneten Ziele verfolgt der Flughafen mit der Einführung von Wasserstofftechnologien und welche Anwendungen oder Fahrzeugtypen sollten priorisiert werden?“)
2. Erfassung Ist-Zustand (Status Quo)
   (bspw. „Welche rechtlichen Rahmenbedingungen gelten aktuell und welche geplanten zukünftigen Kapazitätssteigerungen (Passagiere, Flüge) beeinflussen den Bedarf an neuen Fahrzeugen?“)
3. Ist-Soll-Abgleich und Ableitung von Maßnahmen/ Roadmap
   (bspw. „Welche infrastrukturellen Anpassungen sind erforderlich und welche Investitionen müssen entlang einer zu definierenden Implementierungsroadmap getätigt werden?“

1. Festlegung Soll-Zustand

Ziel: Definition des angestrebten Einsatzszenarios und der Zielparameter.

Grundsätzlich kann Wasserstoff in verschiedenen Bereichen des Flughafens eingesetzt werden. Möglich sind Anwendungen in Flughafenfahrzeugen (z.B. Busse, Gepäcktransport, Pushback-Fahrzeuge und weitere Abfertigungsgeräte - GSE),  als Energiespeicher (Produktion von grünem Wasserstoff aus erneuerbarer Energie) und -quelle (Verwendung von Brennstoffzellen z.B. für Heizung/Klimatisierung) sowie langfristig in wasserstoffbetriebenen Luftfahrzeugen auf der Kurzstrecke. Im ersten Schritt geht es daher darum, den Anwendungsfall abhängig von der Zielsetzung bzw. der Kombination aus Zielen (z.B. monetäre, ökologische) zu konkretisieren.

Im Beispielfall wurde airsight von einem großen kanadischen Flughafenbetreiber beauftragt, die Einführung von Bussen mit nachhaltiger Antriebsart (elektrisch/wasserstoff-betrieben) zu prüfen, um die erwartete Kapazitätszunahme und damit einhergehendes gesteigertes Passagier- und Transportaufkommen abzudecken.

2. Erfassung Ist-Zustand (Status Quo)

Ziel: Analyse der aktuellen Situation in technischer, rechtlicher und organisatorischer/betrieblicher Hinsicht.

Im Weiteren muss die Ausgangslage erfasst werden. Relevant können dabei rechtliche, betriebliche, infrastrukturelle, personelle, finanzielle und ökologische Faktoren sein.
Im konkreten Fall wurden zunächst relevante Informationen zur Infrastruktur (z.B. Anzahl der vorhandenen Busse, Busrouten, Lage und Größe der Abstellflächen, Tankstelle und Werkstatt) und zum Personal (z.B. Anzahl Busfahrer, Schichtsystem) erfasst sowie die rechtliche Lage bewertet. Zusätzlich wurden die erwarteten Steigerungen analysiert. Dies erfolgte sowohl aus Dokumenten als auch in Stakeholder-Interviews.

3. Ist-Soll-Abgleich und Ableitung von Maßnahmen/ Roadmap

Ziel: Bewertung der Abweichungen und Ableitung konkreter Handlungsempfehlungen.

Die Kernaufgabe liegt nun darin, die Voraussetzungen zur Erreichung des zuvor festgelegten Soll-Zustands auf Basis des Ist-Zustands zu ermitteln und zu erfüllen. Welche rechtlichen, betrieblichen und/oder infrastrukturellen Randbedingungen und Anforderungen kommen neu dazu? Welche müssen ersetzt bzw. angepasst werden? Welche entfallen? Hilfreich kann es dabei sein, verschiedene Szenarien (z.B. Best Case/Worst Case) zu untersuchen und zu bewerten.

Im Beispiel des kanadischen Großflughafens wurden zunächst die verschiedenen Antriebstechnologien (Diesel, Elektro, Wasserstoff, Hybrid) miteinander verglichen. Eine SWOT-Analyse (Strength, Weakness, Opportunity, Threat) ergab einen strategischen Schwerpunkt auf Wasserstoffbussen. Beim Abgleich der Anforderungen mit der Ist-Situation ergaben sich u.a. folgende Anpassungsbedarfe:

• Bedarf an Schulungen und Ausstattungen, u.a. in der Werkstatt, um Sicherheitsaspekte im Umgang mit (geruchlosem, aber hochentzündlichem) Wassergas zu berücksichtigen
• Bedarf an Infrastruktur, zusätzlich zur bestehenden, die für den Weiterbetrieb der Dieselbusse benötigt wird , zur Lagerung des Wasserstoffes (unter Berücksichtigung der Anforderungen bezogen auf Druck und Temperatur) und Betankung der Wasserstoffbusse
• Bedarf an Logistik zur Übergabe des Wasserstoffes von der Land- an die Luftseite
• Weiterentwicklung des bestehenden Betriebskonzepts (Concept of Operations, CONOPS, bspw Sicherheitsprozeduren für Wasserstoff, verpflichtende Trainings und Qualifikationen, entsprechende Wartungsgeräte und Telemetrie zur Überwachung und Analyse)  

Abschließend lässt sich ergänzen, dass sich unabhängig vom Vorgehen ein Erfahrungsaustausch beispielsweise mit anderen Flughäfen, Betreibern von Wasserstoffanlagen (z.B. Tankstellen) oder Forschenden (z.B. Herausgeber von Studien) empfiehlt. Im Beispielprojekt trug dies zum erfolgreichen Abschluss bei.

Beschäftigen Sie sich auch mit alternativen Antriebsarten (Wasserstoff/ Elektro) im Flughafenumfeld? Nehmen Sie gerne Kontakt zu uns auf! Unser Expertenteam freut sich, mit Ihnen in den Erfahrungsaustausch zu treten und Sie bei Ihrer Projektidee unterstützen zu können.