700 % bis 2050 führen [3]. Im Rahmen von Flightpath 2050 formulierte die Europäische Kommission Ziele zur Emissionsreduktion [4]. Zur Erreichung dieser Ziele fokussiert sich die Luftfahrtindustrie insbesondere auf die Entwicklung innovativer Antriebskonzepte, einschließlich elektrisch betriebener Luftfahrzeuge. Verschiedene elektrische Flugzeugarchitekturen, wie turbo-elektrische, hybrid-elektrische und vollelektrische Modelle, werden entwickelt, wobei die Ein- D ie kommerzielle Luftfahrt emittierte 2023 weltweit 882 Millionen Tonnen CO 2 , was 2 % der anthropogenen Gesamtemissionen entspricht [1]. Obwohl der Sektor einen vergleichsweise geringeren Anteil an den CO 2 -Emissionen hat, stellt das Wachstum eine Herausforderung dar, da die Nachfrage nach Flugreisen laut ICAO bis 2038 jährlich um 4,2 % steigen könnte [2]. Dies könnte zu einem Anstieg der Emissionen um 300führung elektrischer Flugzeuge in der kommerziellen Luftfahrt zwischen 2030 und 2050 erwartet wird [5]. Im Zuge dieser Entwicklungen müssen jedoch verschiedene zentrale Fragestellungen adressiert werden. Dazu zählen unter anderem der Anteil der bestehenden Flugrouten, die durch (Hybrid-)Elektroflugzeuge ersetzt werden können, sowie der daraus resultierende Energiebedarf für das Laden der elektrischen Flotte. Zudem ist es erforder- Infrastrukturelle Anforderungen an Flughäfen für E-Luftfahrzeuge Studie zur Integration elektrisch betriebener Luftfahrzeuge in die Flughafeninfrastruktur Nachhaltige Luftfahrt, elektrisches Fliegen, Flughafeninfrastruktur, klimaverträgliches Fliegen, Ladeinfrastruktur Die Luftfahrtindustrie intensiviert die Erforschung elektrischer Antriebstechnologien zur Optimierung des Energieverbrauchs und Reduzierung der Emissionen. Ziel dieser Studie ist es, die Integration von Elektroflugzeugen am Beispiel des Hamburger Flughafens unter Verwendung eines spezifischen Flugzeugmodells zu analysieren. Hierbei werden der Anteil der Flüge, die mit diesem Modell durchgeführt werden können, sowie der damit verbundene Energiebedarf und die erforderliche Ladeinfrastruktur ermittelt. Andrei Popa, Edona Capric, Peter A. Meincke, Olaf Milbredt DOI: 10.24053/ IV-2025-0038 Internationales Verkehrswesen (77) 3 ǀ 2025 8 lich, die optimale Anzahl an Ladegeräten zu bestimmen, um eine effiziente Nutzung und einen reibungslosen Betrieb der elektrischen Luftfahrzeuge sicherzustellen. Diese Studie zielt darauf ab, diese Fragestellungen zu untersuchen und die notwendigen Parameter für die Integration von Elektroflugzeugen in den Flughafenbetrieb zu bestimmen. Referenzflugzeugmodell und -flughafen Im Rahmen des Projekts EXACT werden am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) Konzepte für elektrisch angetriebene Flugzeuge entwickelt. Ein in diesem Kontext entworfenes Modell ist der D70-PHEA-2040, ein Plug-in-Hybrid-Elektroflugzeug, das von Batterien betrieben wird und als Referenzflugzeugmodell für die vorliegende Studie dient. Das Flugzeug ist für die Beförderung von 70 Passagieren ausgelegt, wobei der geplante Eintritt in den Betrieb für das Jahr 2040 vorgesehen ist. [6, 7] Es ist mit zehn Direktantriebs-Elektromotoren und zehn elektrischen Propellern ausgestattet, die symmetrisch über die Tragflächen verteilt sind. Es umfasst acht Batteriepakete mit jeweils 800 kg, die auf den Tragflächen positioniert sind, sowie eine Gasturbine, die als Reichweitenverlängerer dient. Ein zusätzliches Batteriepaket auf der linken Tragfläche sorgt für Masse- Symmetrie. Die Flüge werden vollständig mit Batterieenergie durchgeführt, wobei das Flugzeug eine Reichweite von bis zu 300 nm (555,6 km) erreicht. Die Gasturbine wird nur bei Bedarf aktiviert, um die Reichweite zu erhöhen. Die Batterien haben eine spezifische Energie von 400 Wh/ kg, und der Ladezustand/ SoC (State of Charge), welcher die verbleibende nutzbare Kapazität beschreibt, wird auf einen Bereich von 90 % bis 10 % festgelegt. Die Lade-/ Entladeeffizienz beträgt 90 %, was bei der Berechnung der benötigten Bruttoenergie aus dem Netz berücksichtigt wird. [6, 7, 8] Der Flughafen Hamburg wird im Rahmen dieser Untersuchung als Fallstudie verwendet. Seit Ende 2021 hat der Flughafen CO 2 -neutrale Betriebsabläufe umgesetzt. Darüber hinaus verfolgt der Flughafen im Zuge seiner Klimastrategie „Net Zero 2035 - Now. For the Future“ das Ziel, die Treibhausgasemissionen der Flughafenstadt bis 2035 auf null zu reduzieren und dabei auf Kompensationsmaßnahmen zu verzichten. [9] Zur Bestimmung der erforderlichen Kapazität der elektrischen Infrastruktur am Flughafen Hamburg wird der Flugplan des Airports als Fallbeispiel herangezogen. Da keine spezifischen Angaben zu Spitzenlasttagen vorliegen, wird für die Modellierung eine repräsentative Sommer- und Winterwoche ausgewählt, um die saisonalen Schwankungen der Nachfrage zu berücksichtigen. Zu diesem Zweck werden die Wochen 5 und 30 des Jahres 2023 herangezogen, um die infrastrukturellen Anforderungen über den Jahresverlauf hinweg abzubilden. Die Analyse der Reichweiten zeigt, dass je nach Tag 29 % bis 34 % der Flüge in Woche 5 und 15 % bis 22 % der Flüge in Woche 30 durch das Referenz-Elektroflugzeug ersetzt werden könnten. Die resultierenden Flugrouten wurden in dieser Studie unter Berücksichtigung des Referenz-Elektroflugzeugs untersucht. Zu den erreichbaren Zielen zählen Amsterdam, Brüssel, Kopenhagen, Stuttgart, Göteborg, Düsseldorf, Köln, Luxemburg, Frankfurt und Saarbrücken (s. Abbildung 1). Energie und Infrastrukturanforderungen für die elektrisch betriebenen Luftfahrzeuge Die Integration von Elektroflugzeugen in den Flughafenbetrieb erfordert ein fundiertes Verständnis der damit verbundenen energie- und infrastrukturellen Anforderungen. Eine zentrale Größe in diesem Zusammenhang ist der SoC der Batterie. Da dieser nicht direkt messbar ist, erfolgt seine Bestimmung auf der Grundlage von externen Batterieparametern. [10] In dieser Studie wurde der minimale SoC berechnet, der für die Erreichung einer bestimmten Reichweite erforderlich ist. Hierzu wurden zunächst die Gesamtkapazität der Batterie anhand der bekannten Batteriemasse (7.200 kg) und der spezifischen Energie ermittelt, was zu einer Kapazität von 2,88 MWh führt. Diese Berechnung bildet die Grundlage für die weiteren Analysen zu den Ladeanforderungen und der Infrastruktur. Zur Bestimmung des erforderlichen SoC vor einem Flug wurde ein Verfahren entwickelt, das auf Flugparametern sowie Batteriedaten basiert. Der Berechnungsprozess erfolgt in mehreren Schritten: Zunächst wird die verfügbare Energie für den Reiseflug unter der Annahme eines SoC-Bereichs von 10 % bis 90 % ermittelt. Im nächsten Schritt wird das Energieverbrauchsverhältnis in Abhängigkeit von der Flugdistanz berechnet, um den Energiebedarf für den bevorstehenden Flug abzuschätzen. Abschließend wird der erforderliche SoC unter Berücksichtigung zusätzlicher Energieanforderungen, wie etwa für das Taxiing, den Start und die Landung, bestimmt. Die berechneten SoC-Werte für Ziele wie Stuttgart, Saarbrücken und Luxemburg erfordern höhere Ladezustände (bis zu 89,51 %), während Kopenhagen mit einem Wert von 53,54 % die niedrigsten Anforderungen aufweist. Die Ladeenergie wurde unter Berücksichtigung der Ladeverluste sowie einer angenommenen Effizienz von 90 % für das gesamte Ladesystem ermittelt [7]. Die in Bild 2 dargestellten Ergebnisse zeigen die Flugziele, die für den Betrieb von Elektroflugzeugen als geeignet eingestuft wurden. Die Ergebnisse verdeutlichen eine klare Korrelation zwischen den SoC-Zielwerten und den entsprechenden Energieanforderungen für das Laden der Batterien an den jeweiligen Zielorten. Das bedeutet, dass Flugziele mit höheren SoC-Anforderungen auch einen erhöhten Energiebedarf für den Ladevorgang aufweisen. Ein Beispiel hierfür stellt das entfernteste Flugziel Stuttgart dar, das bei einem SoC-Wert von 89,51 % einen entsprechend hohen Energiebedarf von 2,54 MWh erfordert. Bild 1: Erreichbare Ziele vom Flughafen Hamburg mit dem elektrisch betriebenen Referenzflugzeug E-Luftfahrzeuge  INFRASTRUKTUR DOI: 10.24053/ IV-2025-0038 Internationales Verkehrswesen (77) 3 ǀ 2025 9 Die täglichen Ladeenergieanforderungen variieren je nach Wochentag und Saison (s. Bild 3). In der Sommerperiode führen erhöhte Flugfrequenzen zu einem signifikanten Anstieg der Ladebedarfe, wobei die Ladeanforderungen zwischen Woche 5 und Woche 30 um bis zu 22,55 % zunehmen. Die höchste tägliche Ladeenergie wird in Woche 5 mit 65,10 MWh am Mittwoch und in Woche 30 mit 70,62 MWh am Donnerstag verzeichnet. Ermittlung der Ladedauer des Referenzflugzeugs in Abhängigkeit von den betrachteten Flugstrecken Die Berechnung der Ladedauer stellt einen essenziellen Aspekt für den Betrieb von Elektroflugzeugen dar, da u.a. kurze Turnaround-Zeiten für die betriebliche Effizienz von Fluggesellschaften entscheidend sind [11]. Die Ladedauer hängt von mehreren Faktoren ab, darunter die Ladeleistung des Ladegeräts sowie der erforderliche Ladezustand der Batterien [12]. In der Luftfahrtindustrie wird eine Ladeleistung im Megawattbereich als notwendig erachtet, um die betrieblichen Anforderungen zu erfüllen [11]. Für diese Untersuchung wurden drei Ladegeräte mit unterschiedlichen Leistungsstufen (800 kW, 1 MW und 3 MW) betrachtet. Die Berechnung der Ladedauer basiert auf einer konstanten Ladeleistung, wobei die Zeit durch das Verhältnis der gesamten Ladeenergie zur Ladeleistung bestimmt wird. [12, 13] Die Ergebnisse sind in Bild 4 dargestellt und verdeutlichen signifikante Unterschiede zwischen den Ladegeräten. Während das Laden mit einem 800-kW- Ladegerät für einen Flug nach Frankfurt etwa 146,78 Minuten dauert, verkürzt sich die Ladezeit mit einem 1-MW-Ladegerät um 20 % auf 117,43 Minuten. Mit einem 3-MW- Ladegerät reduziert sich die Ladezeit auf nur 39,14 Minuten, was eine Einsparung von 73,3 % im Vergleich zur 800-kW-Option bedeutet. Die Ergebnisse belegen, dass die Ladeleistung einen signifikanten Einfluss auf die betriebliche Effizienz von Flughäfen ausübt. Höhere Ladeleistungen führen zu einer Verringerung der Ladedauer und fördern die Einhaltung kürzerer Turnaround- Zeiten, was für die erfolgreiche Integration von Elektroflugzeugen in bestehende Flughafenprozesse von entscheidender Bedeutung ist. Ermittlung der erforderlichen Ladegeräteanzahl Ein weiterer wesentlicher Aspekt bei der Planung der Ladeinfrastruktur für die elektrische Luftfahrt ist die Ermittlung der erforderlichen Anzahl und Typen von Ladegeräten an Flughäfen, um die Anforderungen geplanter elektrischer Flüge zu erfüllen. Im Bild 2: Erforderliche Ladeenergie zur Erreichung des Ziel-Batterie-Ladezustands für Ziele, die mit dem Referenzflugzeug bedient werden können Bild 3: Kumulierte Energie zur Aufladung des Referenzflugzeugs für durchführbare Flüge in Woche 5 und Woche 30 Bild 4: Berechnete Ladezeiten für das Referenz-Elektroflugzeug für die erreichbaren Ziele unter Verwendung von Ladegeräten mit 800 kW, 1 MW und 3 MW Leistung INFRASTRUKTUR  E-Luftfahrzeuge DOI: 10.24053/ IV-2025-0038 Internationales Verkehrswesen (77) 3 ǀ 2025 10 Rahmen der vorliegenden Studie wurden die Ladezeiten für verschiedene Ladegeräte (800 kW, 1 MW, 3 MW) in Abhängigkeit von den Turnaround-Zeiten der Flüge berechnet. Die Ergebnisse zeigen, dass insbesondere 3-MW-Ladegeräte notwendig sind, da viele Flüge eine verkürzte Turnaround-Zeit erfordern, die mit kleineren Ladegeräten nicht realisiert werden kann. Zur Ermittlung der minimal erforderlichen Anzahl an Ladegeräten wurde ein Verfahren entwickelt, das in zwei Phasen untergliedert ist: In der ersten Phase werden die Start- und Endzeiten der Ladeereignisse für jeden Flug berechnet und um eine 10-minütige Sicherheitsreserve erweitert. Anschließend erfolgt die Zuordnung der Ladegeräte zu den Flügen basierend auf den jeweiligen Ladeanforderungen und Turnaround-Zeiten. Daraufhin wird die benötigte Anzahl an Ladegeräten ermittelt, um alle Flüge an einem Tag zu bedienen. Dabei wird überprüft, ob es zu Überschneidungen bei den Ladezeiten kommt und wie viele Ladegeräte gleichzeitig erforderlich sind. In der zweiten Phase wird untersucht, inwieweit Ladeereignisse, die aufgrund längerer Turnaround-Zeiten ursprünglich kleineren Ladegeräten (800 kW und 1 MW) zugeordnet wurden, auch mit 3-MW-Ladegeräten durchgeführt werden können, da kürzere Turnaround-Zeiten im Laufe des Tages diese Ladegeräte erfordern. Diese Substitution kann zu einer Optimierung der Investitionskosten führen. Hierzu erfolgt ein Vergleich der Ladezeiten beider Ladegerätearten, wobei sich zeigt, dass sieben 3-MW-Ladegeräte ausreichen, um den gesamten Ladebedarf zu decken. Sensitivitätsanalyse in Bezug auf die spezifische Energie der Batterie Eine kritische Analyse der Ergebnisse ist entscheidend, um die Belastbarkeit und Zuverlässigkeit der gewonnenen Erkenntnisse sicherzustellen. In diesem Zusammenhang wurde eine Sensitivitätsanalyse der batteriespezifischen Energie durchgeführt, um deren Einfluss auf die Reichweite elektrischer Flugzeuge zu bewerten. Die spezifische Energie der Batterie, gemessen in Wh/ kg, stellt einen zentralen Parameter dar, der die Energiekapazität und somit die Reichweite des Flugzeugs bestimmt [14]. Durch die Reduktion der spezifischen Energie von 400 auf 200 Wh/ kg, entsprechend dem aktuellen Stand der Technik [15] und unter der vereinfachten Annahme einer linearen Skalierung zwischen Masse und Energiedichte, verringert sich die Reichweite von 300 nm (555,6 km) auf 150 nm (277,8 km). Eine weitere Absenkung auf 150 Wh/ kg führt zu einer Reichweite von 112,5 nm (208,35 km), wodurch die Einsatzmöglichkeiten auf den betrachteten Routen vollständig entfallen. Im Gegensatz dazu würde eine Erhöhung der spezifischen Energie auf 500 Wh/ kg [16], ein Ziel, das aktuell in der wissenschaftlichen Forschung angestrebt wird, die Reichweite auf 375 nm (694,5 km) erweitern, was den Betrieb auf zusätzlichen Routen, einschließlich Verbindungen nach Salzburg, München und Zürich (s. Bild 5), ermöglichen würde. Eine weitere Steigerung auf 1000 Wh/ kg [16], ein ebenfalls in der Forschung verfolgtes Ziel, könnte eine Reichweite von 750 nm (1389 km) ermöglichen, wodurch der Einsatz auf verschiedenen innereuropäischen Strecken, wie beispielsweise nach Paris, Helsinki oder Mailand (s. Bild 5) realisierbar wäre. Sensitivitätsanalyse in Bezug auf die Anzahl der benötigten Ladegeräte In einer weiteren Analyse wurde der Einfluss von Flugverspätungen auf die erforderliche Anzahl an Ladegeräten für elektrische Flugzeuge am Flughafen untersucht. Als Grundlage dient ein eigens zu diesem Zweck entwickeltes Tool, das auf Basis historischer Verspätungsdaten und unter Berücksichtigung verschiedener Verspätungsursachen - wie Airline-, Wetter- und Reaktionsverspätungen - potenzielle Abweichungen vom geplanten Flugplan simuliert. [17] Die Analyse stützt sich auf Daten von Europol aus verschiedenen Zeiträumen zwischen 2016 und 2023 [18, 19, 20, 21]. Die Verspätungen wurden in vier Gruppen eingeteilt (5-15, 16-30, 31-60 und >60 Minuten), wobei die durchschnittlichen Verspätungszeiten sowie der Anteil betroffener Flüge ermittelt wurden. Mithilfe einer zufälligen Zuordnung von Verspätungszeiten innerhalb von 1.000 Iterationen pro Szenario wurde der Mindestbedarf an 3-MW-Ladegeräten bestimmt. Dabei wurde die zeitliche Überlappung von Ladevorgängen unter Berücksichtigung der Verspätungen simuliert. Die Ergebnisse der exemplarisch untersuchten zwei Wochen verdeutlichen, dass Verspätungen die Ladeanforderungen signifikant beeinflussen. In Woche 5 variiert die Anzahl der erforderlichen Ladegeräte je nach Verspätungsdauer zwischen 4,00 und 8,46, während sie in Woche 30 einen Bereich von 4,96 bis 10,40 abdeckt. Besonders an Sonntagen wird ein signifikant erhöhter Ladebedarf festgestellt, der im Vergleich zum idealen Szenario um bis zu 48.6 % ansteigt. Analyse in Bezug auf die Ladedauer Ein weiterer Aspekt der Untersuchung befasst sich mit der Evaluierung unterschiedlicher Ladeverfahren für Lithium-Ionen-Batterien, insbesondere im Hinblick auf deren Anwendung in elektrischen Flugzeugen. Dabei wird das herkömmliche Verfahren des Konstantstrom-/ Konstantspannungs- Bild 5: Potenzielle Flugziele vom Flughafen Hamburg mit dem Referenz-Elektroflugzeug basierend auf unterschiedlichen spezifischen Batteriewerten E-Luftfahrzeuge  INFRASTRUKTUR DOI: 10.24053/ IV-2025-0038 Internationales Verkehrswesen (77) 3 ǀ 2025 11 Als innovative Alternative bieten Redox- Flow-Batterien Vorteile hinsichtlich Skalierbarkeit und Langlebigkeit. Diese Systeme nutzen flüssige Elektrolyte, die durch eine Ionenaustauschmembran fließen und elektrische Energie erzeugen. Trotz ihres Potenzials bleibt die Wirtschaftlichkeit aufgrund hoher Kosten und des großen Platzbedarfs herausfordernd. [32] Eine weitere fortschrittliche Speichertechnologie stellt das Pumpspeicherkraftwerk dar, das überschüssige Energie zur Wasserförderung in ein Oberbecken nutzt. Bei erhöhtem Energiebedarf wird das Wasser abgelassen, um über Turbinen Strom zu erzeugen. Diese Technologie bietet die aktuell höchste Speicherkapazität, ist jedoch ein Nettoenergieverbraucher. [30] Auswirkungen auf CO ₂ -Emissionen und Nachhaltigkeit Trotz des hohen Energiebedarfs bieten elektrisch betriebene Flugzeuge erhebliche Vorteile hinsichtlich der Nachhaltigkeit, insbesondere durch die Reduktion der Emissionen der Treibhausgase. Flugzeuge emittieren neben CO₂ auch Stickoxide und Kondensstreifen, deren Strahlungswirkung in Reiseflughöhe bis zu dreimal intensiver ist als am Boden [33]. Nach Berechnungen des Umweltbundesamtes belaufen sich die Treibhausgasemissionen des innerdeutschen Luftverkehrs im Jahr 2022 auf 238 Gramm CO₂-Äquivalente pro Personenkilometer. Diese Angabe umfasst sämtliche klimawirksamen Effekte des Flugverkehrs, einschließlich nicht-CO₂bedingter Einflüsse. [34] Bei der in dieser Studie berechneten durchschnittlichen Flugdistanz von 233,8 nm (433 km) ergibt sich eine CO₂-Emission von etwa 103 kg pro Passagier. Der durchschnittliche deutsche Bürger verursacht jährlich ca. 2,1 t CO₂-Äquivalente durch Mobilität [35]. In diesem Kontext entsprechen 103 kg CO₂ etwa 4,9 % der jährlichen Mobilitätsemissionen. Diese Ergebnisse verdeutlichen das signifikante Einsparpotenzial für CO₂-Äquivalente-Emission elektrischer Flugzeuge im Luftverkehr. Fazit und Ausblick Elektrisches Fliegen stellt eine vielversprechende Lösung für die Zukunft der Luftfahrt dar. Angesichts der zunehmenden Umweltprobleme, die durch fossile Brennstoffe verursacht werden, bietet der elektrische Antrieb von Flugzeugen eine umweltfreundlichere Alternative. Die Forschung konzentriert sich vor allem auf innovative Antriebskonzepte, die eine effiziente und nachhaltige Luftfahrt ermöglichen sollen. Dabei dürfen jedoch auch die Herausforderungen der Flughafeninfrastruktur nicht außer Acht gelassen werden. Zu den entschen Flugzeuge am Hamburg Airport in der fünften Kalenderwoche 384,91 MWh und in der 30. Kalenderwoche 434,96 MWh. Unter Einbeziehung des Sommersowie des Winterflugplans ergibt sich ein jährlicher Energiebedarf von 21,13 GWh, der sich aus 13,05 GWh im Sommerflugplan und 8,08 GWh im Winterflugplan zusammensetzt. Diese Berechnung basiert auf einer kombinierten Ladeeffizienz von 90 %, die sowohl die Effizienz der Batterien als auch der Ladeinfrastruktur berücksichtigt. [25, 26] Netzübertragungsverluste, thermisches Batteriemanagement und weitere relevante Einflussfaktoren wurden aufgrund unzureichender Daten jedoch nicht berücksichtigt, was als eine methodische Einschränkung der vorliegenden Studie anzusehen ist. Im Vergleich zum Gesamtenergieverbrauch des Hamburger Flughafens im Jahr 2022, der 94,03 GWh betrug [27], entspricht der Energiebedarf für das Laden elektrischer Flugzeuge etwa 22,71 % des jährlichen Gesamtverbrauchs. Der Flughafen deckt derzeit bis zu 30 % seines Strombedarfs durch ein hocheffizientes gasbetriebenes Blockheizkraftwerk und bezieht den restlichen Strom aus nachweislich klimaneutralen Quellen. [28] Um den zusätzlichen Energiebedarf zu decken, könnte die Integration lokaler erneuerbarer Energiequellen und Speicherlösungen erfolgen. Einsatz erneuerbarer Energiequellen zur Batterieladung der Referenzflugzeuge Zur Deckung des jährlichen Ladebedarfs von 21,13 GWh könnten Windkraftanlagen oder Photovoltaikanlagen eingesetzt werden. Unter der Annahme von 2,5-MW- Windkraftanlagen mit 2000 Volllaststunden pro Jahr produziert jede Turbine etwa 5 GWh. [29] Somit wären fünf Windkraftanlagen erforderlich, die zusammen eine Fläche von etwa 126.000 m² beanspruchen, basierend auf einem Standardabstand von sieben Rotorblattdurchmessern in Windrichtung und vier Rotorblattdurchmessern quer zur Windrichtung (Rotordurchmesser: 90 m). Alternativ könnten Photovoltaikanlagen genutzt werden. Bei einer angenommenen Energieerzeugung von 180 kWh/ m² pro Jahr [11] ergibt sich eine benötigte Fläche von etwa 117.388 m², um den jährlichen Ladebedarf vollständig zu decken. Da erneuerbare Energiequellen wetterabhängig sind, ist der Einsatz von Energiespeichereinheiten (ESUs) essenziell, um überschüssige Energie zu speichern und eine kontinuierliche Energieversorgung zu gewährleisten. ESUs reichen von 15-kWh- Hausspeichern bis hin zu 22-MWh-Industrielösungen und mobilen 422-kWh-Einheiten. [30, 31] Ladens (CC/ CV) mit dem Laden bei konstanter Leistung verglichen. Das Laden mit konstanter Leistung führt zwar zu einer höheren Effizienz hinsichtlich der nutzbaren Energie, beeinträchtigt jedoch die Lebensdauer der Batterie [22]. Der kontinuierliche Leistungsfluss, insbesondere bei niedrigem Ladezustand, führt zu erhöhten Spannungen und Strömen, die den elektrochemischen Auf bau der Batterie belasten. Dies kann zu einer Zersetzung des Elektrolyten, einer Degradation der Elektroden und einem Kapazitätsverlust führen. Daher wird das CC/ CV-Ladeverfahren bevorzugt, um die Zyklenstabilität und die Lebensdauer der Batterie zu maximieren [23]. Das CC/ CV-Verfahren setzt sich aus zwei Phasen zusammen. In der ersten Phase, der Konstantstromphase (CC), wird die Batterie mit einem konstanten Strom geladen, bis die Zellenspannung den maximal zulässigen Wert erreicht. In der darauffolgenden Konstantspannungsphase (CV) wird die Spannung auf einem konstanten Niveau gehalten, während der Ladestrom exponentiell sinkt, bis ein definiertes Abbruchkriterium erreicht ist. [24] In dieser Studie wurde das CC/ CV-Ladeverfahren anhand eines 3-MW-Ladegeräts simuliert. Es wurden drei CC/ CV-Konfigurationen analysiert:  80/ 20%: 80 % der Batteriekapazität werden in der CC-Phase geladen, die verbleibenden 20 % in der CV-Phase.  70/ 30%: 70 % CC, 30 % CV.  90/ 10%: 90 % CC, 10 % CV. Die Ladezeiten wurden auf Basis der Parameter des ABB Terra HP 350 kW Ladegeräts [25] sowie dessen skalierter Variante mit 3 MW berechnet. Die Ladeleistung in der CC-Phase (PCC) wurde auf Grundlage der mittleren Batteriespannung ermittelt, während die Ladezeit in der CV-Phase unter der aufgrund fehlender Daten vereinfachenden Annahme eines linearen Stromabfalls approximiert. Die Ergebnisse zeigen, dass die Ladezeit im Vergleich zur konstanten Leistungsaufnahme im Durchschnitt um folgende Werte ansteigt:  70/ 30%: +12,48 Minuten  80/ 20%: +17,65 Minuten  90/ 10%: +20,70 Minuten Diese Auswertung verdeutlicht, dass das gewählte Ladeverfahren signifikante Auswirkungen auf die Ladezeit und damit auf den Flughafenbetrieb hat. Energiebedarf für die Batterieladung der Referenzflugzeuge Auf Grundlage der ermittelten Ergebnisse und unter Berücksichtigung der zugrunde gelegten Annahmen beträgt der gesamte Energiebedarf für das Laden der elektri- INFRASTRUKTUR  E-Luftfahrzeuge DOI: 10.24053/ IV-2025-0038 Internationales Verkehrswesen (77) 3 ǀ 2025 12 zur Planung der Ladeinfrastruktur an Flughäfen sowie zur langfristigen, nachhaltigen Transformation des Luftfahrtsektors. Allerdings weist die Studie Einschränkungen auf, die hauptsächlich auf den zugrunde liegenden Annahmen basieren. Insbesondere wurde der Energieverbrauch während der Flüge vereinfacht modelliert, obwohl dieser in der Realität signifikant von Faktoren wie meteorologischen Bedingungen und betrieblichen Rahmenbedingungen beeinflusst wird. Darüber hinaus beruhen die für die Batterieleistung und Ladeinfrastruktur verwendeten Parameter auf politischen Zielvorgaben, die im Kontext der Erreichung nachhaltigkeitsorientierter Vorgaben definiert wurden. Im Hinblick auf die zukünftige Entwicklung und erfolgreiche Implementierung elektrischer Flugzeuge sind signifikante Fortschritte in den Bereichen Reichweite, Batteriekapazität und Ladeinfrastruktur von entscheidender Bedeutung. Die Etablierung adäquater regulatorischer Rahmenbedingungen, Zertifizierungsverfahren und Sicherheitsstandards erfordert eine enge Zusammenarbeit zwischen Industrie, wissenschaftlicher Forschung und politischen Entscheidungsträgern. Neben den potenziellen ökologischen Vorteilen müssen auch die Investitionssowie Betriebskosten berückgaben einen täglichen Energieverbrauch im Bereich von 32 MWh bis 70 MWh. Dies führt zu einem jährlichen Gesamtbedarf von 21,13 GWh. Um diesen Energiebedarf zu decken, sind leistungsstarke Ladesysteme erforderlich. Die Analyse zeigte, dass zur vollständigen Abdeckung sämtlicher Ladeanforderungen unter Berücksichtigung der Einhaltung der Turnaround-Zeiten etwa sieben Ladeeinheiten mit einer individuellen Leistung von jeweils 3 MW erforderlich sind. Neben infrastrukturellen Aspekten wurde auch die Umweltbilanz betrachtet. Eine vollständige Dekarbonisierung erfordert die Nutzung erneuerbarer Energiequellen wie Wind- und Solarenergie, wobei auch Energiespeicherung notwendig ist. Beispielsweise könnten fünf Windkraftanlagen mit je 2 MW Leistung und 2.000 Volllaststunden pro Jahr den Energiebedarf decken. Die Analyseergebnisse zeigen, dass der Einsatz elektrischer Flugzeuge eine durchschnittliche Reduktion der CO₂-Emissionen um etwa 103 kg pro Passagier und Flug bewirken kann. Diese Emissionsminderung entspricht ungefähr 4,9 % der jährlichen Mobilitätsemissionen einer durchschnittlichen Person in Deutschland. Die aus dieser Studie gewonnenen Erkenntnisse leisten einen wertvollen Beitrag scheidenden Faktoren zählen die präzise Ermittlung des Energiebedarfs elektrisch betriebener Luftfahrzeuge, die Berechnung und Integration der Ladedauer im Turnaround-Prozess, die Auswahl sowie die Optimierung effizienter Ladeverfahren und die Festlegung der erforderlichen Anzahl an Ladegeräten. Nur durch die synergetische Kombination von Fortschritten in der Antriebstechnologie und einer hierfür optimierten Flughafeninfrastruktur kann das volle Potenzial der elektrischen Luftfahrt ausgeschöpft und eine nachhaltige Mobilität im Luftverkehr realisiert werden. Die vorliegende Studie untersucht die Integration (hybrid-)elektrischer Flugzeuge in die Betriebsabläufe eines Flughafens, wobei der Flughafen Hamburg als Fallbeispiel dient. Basierend auf einem (hybrid-) elektrischen Referenzflugzeugmodell und einer Analyse des Flugplans wurden Substitutionsraten im Bereich von 15 % bis 34 % ermittelt, wobei diese Variation durch den saisonalen Flugplan bedingt ist. Diese Ergebnisse verdeutlichen das Potenzial für die Integration von elektrischen Flugzeugen in das bestehende Flugnetz. Die Berechnungen des Energiebedarfs für die Bedienung der Flugrouten, auf denen eine Substitution der herkömmlichen Flüge durch Elektroflugzeuge realisierbar ist, er- Die neue Buch-Reihe aus der Kooperation von UVK und der GPM Deutsche Gesellschaft für Projektmanagement e. V. Die Reihe behandelt insbesondere neue Fachthemen und neue Herangehensweisen in der Projektmanagementpraxis. Dabei steht der konkrete Nutzen für die praktische Anwendung im Vordergrund. Leser: innen dürfen sich sowohl auf einen Wissenszuwachs als auch Tipps für den Praxisalltag freuen. Bestellen Sie unter www.uvk.de . Projektmanagement neu denken Anzeige E-Luftfahrzeuge  INFRASTRUKTUR [30] van Amstel, N., 2023. Optimizing the energy and charging infrastructure costs for regional electric aircraft operations: A case study in the Dutch Caribbean. [31] Li, R., Wang, W., Wu, X., Tang, F. and Chen, Z., 2019. Cooperative planning model of renewable energy sources and energy storage units in active distribution systems: A bi-level model and Pareto analysis. Energy, 168, pp.30-42. [32] Sánchez-Díez, E., Ventosa, E., Guarnieri, M., Trovò, A., Flox, C., Marcilla, R., Soavi, F., Mazur, P., Aranzabe, E. and Ferret, R., 2021. Redox flow batteries: Status and perspective towards sustainable stationary energy storage. Journal of Power Sources, 481, p.228804. [33] Lee, D. S., Fahey, D. W., Skowron, A., Allen, M. R., Burkhardt, U., Chen, Q.,... & Wilcox, L. J. (2021). 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Hierbei erfordert es eine vertiefte Analyse innovativer Strategien wie Lastspitzenmanagement, intelligentes Laden, adaptive Algorithmen zur Echtzeitsteuerung, Batteriewechselsysteme sowie den Einsatz mobiler Ladetrucks, um die Effizienz und Zuverlässigkeit des Ladeprozesses weiter zu steigern. ▪ LITERATUR [1] Air Transport Action Group, Air Transport Action Group facts and figures, 2020. URL: https: / / atag. org/ facts-figures Zugriffsdatum: 10.03.2025 [2] International Civil Aviation Organization, Forecasts of scheduled passenger and freight traffic, 2018. URL: https: / / www.icao.int/ sustainability/ pages/ eap_fp_forecastmed.aspx Zugriffsdatum: 10.03.2025 [3] ICAO, 2016a. Environmental Report 2016. URL: https: / / www.icao.int/ environmental-protection/ Pages/ env2016.aspx Zugriffsdatum: 10.03.2025 [4] EU, 2011. Flightpath 2050 Europe’s Vision for Aviation. European Union: European Comission. 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(DLR), Projektträger Luftfahrtforschung, Umweltfreundliche Antriebstechnologien, Joseph-Schumpeter-Allee 1, 53227 Bonn Edona.Capric@dlr.de Peter A. Meincke, Dr., Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V. (DLR), Institut für Verkehrssystemtechnik, Lilienthalplatz 7, 38108 Braunschweig Peter.Meincke@dlr.de Olaf Milbredt, Dr. rer. nat., wissenschaftlicher Mitarbeiter, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR), Institut für Verkehrssystemtechnik, Lilienthalplatz 7, 38108 Braunschweig Olaf.Milbredt@dlr.de INFRASTRUKTUR  E-Luftfahrzeuge DOI: 10.24053/ IV-2025-0038 Internationales Verkehrswesen (77) 3 ǀ 2025 14