VTOLs (Vertical Take-Off and Landing Aircraft) sind ein vielversprechender Markt für urbane Mobilität. Während sich die COVID-19-Pandemie stark auf die Fluggesellschaften ausgewirkt hat, scheinen die VTOL-Anbieter von der Gesundheitskrise verschont geblieben zu sein. Tatsächlich haben viele Akteure seit Beginn der Pandemie weitere wichtige Ankündigungen zur Entwicklung ihrer VTOLs gemacht. Es wird erwartet, dass sich die Entwicklung des VTOL/UAV-Marktes (Unmanned Aerial Vehicles) mit einem geschätzten Wachstum von 8,6 % im Jahr 2021 fortsetzen wird.
Der rasche technologische Fortschritt, die niedrigen Wartungskosten von VTOLs und die jüngsten Änderungen der Sicherheitsstandards sind allesamt Wachstumstreiber für diesen Markt. Es gibt jedoch noch einige Hindernisse, wie z. B. das Fehlen einer an VTOLs angepassten Infrastruktur und die gesellschaftliche Akzeptanz, die für die Erschließung dieses Marktes unerlässlich ist. In den letzten Jahren wurde die Luftfahrtindustrie durch eine Art „Flugzeug-Bashing-Phänomen“ herausgefordert, einem Boykott von Flugzeugen, um deren hohe Umweltbelastung anzuprangern. Um solch ein „VTOL-Bashing“ zu vermeiden, ist es wichtig, sich auf die Minimierung der Umweltauswirkungen dieser neuen Flugzeuge zu konzentrieren. In diesem Artikel stellt Alcimed die Frage, ob die grüne Mobilität es den Akteuren ermöglichen könnte, sich auf diesem globalen Markt zu differenzieren, und hebt 4 wichtige ökologische Herausforderungen hervor, denen sich die VTOL-Akteure stellen sollten, um vom roten Ozean zum grünen Ozean zu gelangen*.
VTOLs könnten eine umweltfreundlichere Alternative zu Autos für lange Strecken sein.
Eine von Ford und der Universität Michigan geleitete Studie zeigt, dass die Emissionen eines VTOL (mit drei Passagieren und einem Fahrer) auf einer 100 km langen Strecke 52 % niedriger sind als die eines benzinbetriebenen Autos (mit durchschnittlich 1,54 Personen an Bord) und 6 % niedriger als die eines Elektroautos.
Andererseits verursacht dieses eVTOL bei kurzen Fahrten (< 35 km) einen höheren Schadstoffausstoß als ein benzingetriebenes Fahrzeug. Dies ist ein wichtiger Aspekt in Anbetracht der Tatsache, dass Fahrten von mehr als 35 km nur 15 % aller Fahrten ausmachen.
Es besteht also ein echter Handlungsbedarf, um die Anwendungsfälle künftiger VTOLs unter Berücksichtigung ihrer Umweltauswirkungen zu klären. Idealerweise sollten VTOLs als öffentliches Verkehrssystem und nicht als individuelles Transportmittel (wie Autos) eingesetzt werden, und wenn möglich, sollten sie minimalen Entfernungsbeschränkungen unterworfen werden. Im Hinblick auf die Passagiererlebnis wird es auch notwendig sein, an einer einheitlichen Schnittstelle zwischen VTOLs und anderen Verkehrsmitteln zu arbeiten (First/Last Mile Management).
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Die mit VTOLs erzeugten Emissionen sollten nicht der einzige Punkt sein, der Anlass zur Sorge gibt. VTOLs haben auch direkte Umweltauswirkungen während ihres gesamten Lebenszyklus. Die verwendeten Rohstoffe, die Herstellungs-, Wartungs- und Recyclingprozesse sind allesamt potenziell umweltbelastende Phasen, die überwacht werden müssen.
Um VTOLs zu optimieren, haben sich einige Akteure für die Verwendung sehr leichter Materialien, wie z. B. Kohlefaser, entschieden, was unter Umweltgesichtspunkten eine echte Herausforderung bleibt. Durch ihre Verwendung lässt sich zwar der Verbrauch von VTOLs während des Flugs verringern, doch sind diese Materialien derzeit schwer zu recyceln. So sind beispielsweise die herkömmlichen Recyclingverfahren für Kohlenstofffasern relativ umweltschädlich oder energieintensiv. Viele Akteure, wie Alpha Recyclage, entwickeln derzeit neue vielversprechende Verfahren, wie die Vapothermolyse. Diese Techniken sind jedoch relativ neu und müssen sich erst noch bewähren.
Gleichzeitig sollten die Akteure, die auf Elektroantrieb (mit Batterien, die denen im Auto ähneln) umgestiegen sind, auch eine Strategie für die Kreislaufwirtschaft rund um das Recycling entwickeln, um ihre Umweltauswirkungen zu verringern und sich von der Konkurrenz abzuheben.
Es ist wahrscheinlich, dass sich immer mehr Akteure dem Batterierecycling zuwenden werden. Dies ist der Fall bei Renault, das gerade eine Partnerschaft mit Veolia und Solvay angekündigt hat, um eine Pilotanlage in Frankreich zu errichten, in der die in Elektrobatterien enthaltenen Metalle in einem geschlossenen Kreislauf recycelt werden.
VTOLs haben auch indirekte Auswirkungen auf die Umwelt. So erfordert ihr Einsatz beispielsweise den Bau von Infrastrukturen wie Landeplattformen, was sich auf die Umwelt auswirkt.
Der elektrische Antrieb von eVTOLS verursacht keine direkten Kohlenstoffemissionen. Allerdings verdient die Herkunft des Stroms, der sie antreibt, besondere Aufmerksamkeit. In Europa betrugen die Umweltkosten für die Erzeugung einer kWh Strom im Jahr 2019 durchschnittlich 275 g CO2/kWh. Die Art der Stromerzeugung hat einen großen Einfluss auf diese Zahl. Ein eVTOL, das mit Solarstrom betrieben wird, hat weitaus geringere Umweltauswirkungen als die durchschnittliche CO2-Belastung bei der Stromerzeugung in Europa (etwa 55 g CO2/kWh).
Es scheint jedoch schwierig zu sein, die Quelle des eigenen Stroms zu wählen, wenn man ihn nicht vor Ort produziert. Könnte die Lösung darin bestehen, Sonnenkollektoren auf den Landeplattformen zu installieren, wo die Batterien der eVTOLs geladen werden? Darauf setzt das Unternehmen Avy, das die Tragflächen seiner emissionsfreien Solardrohne mit Photovoltaikzellen ausgestattet hat. Solarenergie als die Zukunft der erneuerbaren Energie für VTOLs?
Neben all diesen Umweltproblemen, die durchdrungen müssen, stellen auch die von VTOLs verursachte Lärmbelästigung und „visuelle Verschmutzung“ zukünftige Herausforderungen dar. Davon hängt die gesellschaftliche Akzeptanz von VTOLs ab und derzeit zeichnen sich relativ wenige Lösungen ab. Wir können jedoch Lilium erwähnen, das mit seinem eVTOL mit elektrischem Antrieb und Auftrieb versucht, die Lärmbelästigung beim Starten und Landen zu verringern.
Die Umweltprobleme im Zusammenhang mit VTOLs sind zahlreich! Um VTOLs zu einer nachhaltigen Mobilitätslösung zu machen, wurden 4 zentrale Herausforderungen identifiziert:
Einige Akteure gehen diese Probleme bereits an und berücksichtigen sie bei ihren Designentscheidungen. Indem sie ihre Umweltauswirkungen in einem sehr frühen Stadium antizipieren und an deren Minimierung arbeiten, nehmen diese Akteure die Einschränkungen vorweg, die sich aus der sozialen Akzeptanz ergeben könnten und schaffen so alle Voraussetzungen, um auf dem Markt zu überzeugen. Und was ist mit Ihnen? Lassen Sie uns gemeinsam Ihre unerforschten Gebiete auf diesem innovativen Markt erkunden und dabei grüne Chancen für Sie und unseren Planeten identifizieren!
*In Anlehnung an den strategischen Ansatz von W. Chan Kim und Renée Mauborgne aus dem Jahr 2004 mit den Begriffen roter und blauer Ozean bedeutet ein „grüner Ozean“ die Notwendigkeit, Umweltfragen (z. B. CSR, Kreislaufwirtschaft, Ökodesign) in Ihren blauen Ozean zu integrieren. Der grüne Ozean würde also eine Differenzierung durch nachhaltige Entwicklung und die Tatsache, dass man sich diesen Herausforderungen stellt, bedeuten.
Über die Autoren,
Astrid, Business Development Manager in Alcimeds Luftfahrt-, Raumfahrt- und Verteidiungsteam in Frankreich
Steffen, Senior Consultant in Alcimeds Luftfahrt-, Raumfahrt- und Verteidiungsteam in Frankreich
Maxence, Consultant in Alcimeds Luftfahrt-, Raumfahrt- und Verteidiungsteam in Frankreich
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