Airport2030

 

 

Luftfahrtcluster Metropolregion Hamburg

Luftfahrtcluster Metropolregion Hamburg

Übersicht Airport2030

Problemstellung

Ziele

Das Luftfahrtcluster Metropolregion Hamburg wurde von der Bundesregierung als eines der ersten Spitzencluster in Deutschland ausgezeichnet. Mit der den gesamten Lebenszyklus ziviler Flugzeuge umfassenden Strategie "Neues Fliegen" soll die Luftfahrt ökonomischer, ökologischer, komfortabler, zuverlässiger und flexibler gestaltet werden. Die Strategie spiegelt die Kernkompetenzen am Luftfahrtstandort Hamburg wider. Die vier tragenden Säulen der Branchenkompetenz sind Flugzeuge und Flugzeugsysteme, Kabinen und Kabinensysteme, Lufttransportsysteme und Aviation Services. Herausragend in der Clusterstrategie sind drei Leuchtturmprojekte, die von Airbus, Lufthansa Technik und durch das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Zusammenarbeit mit Hamburg Airport geführt werden. Sie binden dabei zahlreiche kleine und mittelständische Unternehmen, Hochschulen und Forschungsinstitute ein. Gestützt wird die Umsetzung der Strategie "Neues Fliegen" durch ein Dutzend weiterer Projekte und Maßnahmen in den Bereichen Forschung & Technologie und Clustermanagement.

Das Luftfahrtcluster Metropolregion Hamburg will damit nicht nur Antworten auf die Vorgaben geben, die sich die europäische Luftfahrt in der "Vision 2020" gesetzt hat, um das Lufttransportsystem zukunftsfähig zu machen, sondern über die bereits verkündeten Hauptziele der Vision 2020 hinaus, den Luftverkehr zukunftsträchtig auszurichten und aktiv mit zu gestalten. Bei der zu erwartenden Verdreifachung des Luftverkehrs innerhalb der nächsten 20 Jahre, stellen die Ziele Verminderung von Beförderungskosten, Lärm- und Schadstoffemissionen bei gleichzeitiger Erhöhung der Pünktlichkeit in Verbindung mit verkürzten Abfertigungszeiten große Anforderungen an Forschung, Entwicklung und Betrieb. Um das Potenzial des Lufttransportsystems nachhaltig auszuschöpfen, erfordern diese Ziele neben primär flugzeugbezogenen Anstrengungen, wie sie in den Leuchtturmverbünden "Kabinentechnologie und innovative Brennstoffzellenanwendung" und "Neue MRO" geplant sind, die verstärkte Einbeziehung und Weiterentwicklung der gesamten Lufttransportkette und dabei insbesondere der Produktionsplattform Flughafen.

  Übersicht Airport2030
 

Das Leuchtturmprojekt „Airport2030“ verfolgt einen holistischen Ansatz, der den stark vernetzten Strukturen des Lufttransportsystems und des Flughafens als Teilkomponente Rechnung trägt. Dazu wird zunächst der Flughafen zweckmäßig in Teilaspekte unterteilt, um gezielt Forschungs- und Entwicklungsarbeiten an Einzelaspekten durchzuführen, bevor die gewonnenen Erkenntnisse bzw. entwickelten Prozesse und Technologien in das Gesamtsystem integriert und bewertet werden. Die Unterteilung des Flughafens in Teilaspekte ist wie folgt:

  • Flughafenterminal
  • Flughafenprozesssteuerung
  • Flughafenrollfeld inklusive Flugzeugkonfigurationen
  • Flughafenanbindung

Das folgende Bild zeigt die Unterteilung am Beispiel eines generischen Flughafens. Diese Einteilung ist die Basis der Strukturierung des Leuchtturmprojekts.

Die Vorgehensweise im Leuchtturmprojekt folgt dem klassischen Prinzip des Systems Engineering nach Ehrlenspiel [U. Lindemann, "Methodische Entwicklung technischer Produkte", Springer Verlag, 2005]

  Problemstellung
 

Der Flughafen als Subsystem in der Lufttransportkette diktiert bereits heute häufig das Kapazitätslimit des Gesamtsystems. Prognosen der Flugzeughersteller Airbus und Boeing, der Vereinigung der Fluggesellschaften IATA und der Europäischen Kommission gehen konservativ von einer Steigerung des Luftverkehrs um 5–6% jährlich aus. Es besteht somit ein unmittelbarer Handlungsbedarf, neben der Reform der Flugroutenstruktur im Luftraum (z.B. in SESAR) und einer kontinuierlichen Verbesserung der Flugzeugkonfiguration für den Reiseflug, einen Forschungsschwerpunkt auf den Flughafen inklusive der Flughafenanbindung zu legen. Ein effizienter Flughafen 2030 hat demzufolge viele Anforderungen zeitgleich zu erfüllen. Zuerst muss die Kapazität die Nachfrage befriedigen können und darüber hinaus sollte nachhaltiges Wachstumspotenzial vorhanden sein. Im Vergleich zu heute soll sich der Betrieb – entsprechend der Spitzencluster-Vision – zudem ökologischer, ökonomischer, komfortabler, sicherer und flexibler gestalten und dies unter ausgewogener Berücksichtigung der Interessen aller am System Flughafen Beteiligten. Dies bedeutet, dass alle Aspekte des Flughafens und seine Einbindung in das Lufttransportsystem auf Verbesserungspotenziale hin analysiert werden müssen. Die Berücksichtigung der gesamten Lufttransportkette als Gesamtsystem ist zwingend notwendig, da der Lufttransport in seiner Ausprägung ein komplexes System ist und dementsprechend Emergenzeigenschaften aufweist: Beobachtungen, die sich auf der Gesamtsystemebene machen lassen, bilden sich nicht notwendigerweise auf der Subsystemebene ab. Dies ergibt sich aus den zahlreichen Verknüpfungen und Rückkopplungen, die in besonderer Weise für den Flughafen durch seine Einbindung in das Gesamtsystem gelten.

  Ziele
 

Das Leuchtturmprojekt „Effizienter Flughafen 2030“ verfolgt das Ziel, am Beispiel des Flughafens Hamburg Prozess- und Technologieansätze für verbesserte Bodenprozesse aufzuzeigen, die einen messbaren Beitrag zur Qualitäts- und Gesamtleistungssteigerung sowie zur  Umweltverträglichkeit des Lufttransportsystems leisten.
Die Bodenprozesse des Luftverkehrs am Flughafen, das Be- und Entladen sowie die Versorgung des Flugzeugs am Gate, die Abläufe im Terminalgebäude und die Bewegungen auf dem Rollfeld lassen auf ein großes Verbesserungspotenzial schließen. Untersuchungen von Airbus ergaben, dass bei verbesserten Bodenprozessen bis zu 25% höhere Einnahmen für eine Airline durch eine größere Anzahl an Flügen bei gleicher Flotte oder ein Einsparpotenzial im dreistelligen Millionenbereich pro Jahr für eine mittelgroße Airline bei konstanter Anzahl von Flügen mit verkleinerter Flotte erreicht werden können. Zu den wirtschaftlichen Aspekten kommt die Umweltkomponente, z. B. durch Triebwerke, die am Boden nur sehr ineffizient betrieben werden können und einem hohen Energieverbrauch an der Parkposition durch Vorfeldfahrzeuge, Hilfsgasturbine, etc. aufgrund von nicht optimierten Prozessabläufen.
Ansätze für eine Verbesserung der Bodenprozesse finden sich zum einen in der Prozessplanung und -steuerung. Voraussetzung dafür ist eine Kontrollmöglichkeit des Betriebsablaufs inklusive der vor- und nachgelagerten Prozesse. Zum anderen ergibt sich bei langfristigem Zeithorizont die Option, die Flughafeninfrastruktur und das Flugzeug selbst weiter zu optimieren. Wegen der engen Kopplung der Einzelprozesse im Lufttransportsystem kann eine Gesamtoptimierung und -bewertung nur im Kontext  des gesamten Lufttransportsystems erfolgen.
Im Detail wurden für das Leuchtturmprojekt „Effizienter Flughafen 2030“ folgende Ziele definiert:

Global

  • Reduktion von Emissionen und Lärm am Flughafen
  • Reduktion der Kosten für Fluglinien und Flughafenbetreiber
  • Beschleunigung der Abläufe am Boden
  • Erhöhung des Passagierkomforts am Boden
  • Steigerung der Passagier- und Frachtstromkapazität
  • Reduktion der Ein- und Aussteige-, Be- und Entladezeiten
  • Steigerung der Pünktlichkeit des Luftverkehrs

Für Hamburg

  • Aufbau einer Architektenrolle in der integrierten Flughafenprozessoptimierung
  • Stärkung und Ausbau der Hamburger Wertschöpfungskette mit ausgeprägtem Flughafenbezug
  • Stärkung der Beratungs- und Planungskompetenz im Luftfahrtdienstleistungssektor unter Nutzung des einzigartigen Cluster-Know-hows in Hamburg
  • Stärkung der Kompetenz und des Vermarktungspotenzials aufgrund der Vernetzung der Partner für Technologie- und Prozesslösungen