Geschreven door Dirk Bresser en Simon Prent: Duurzaam taxiën; hoe werkt dat? (deel 1)

Na onze eerdere blogs over wat duurzaam taxiën oplevert en waarom op één motor taxiën niet haalbaarder is is het nu tijd om te beschrijven op welke manieren we duurzaam taxiën kunnen implementeren. Dat is opnieuw ingewikkelder dan het op het eerste gezicht misschien lijkt. In dit blog zullen we ons beperken tot duurzaam taxiën in de meest basale vorm. In het volgende blog voegen we daar een extra dimensie aan toe en zullen we het hebben over autonoom duurzaam taxiën en waarom dat volgens ons de toekomst is.

Wat wilden we met duurzaam taxiën ook alweer bereiken?

Duurzaam taxiën is de term waarmee we beschrijven dat een vliegtuig op de grond van A naar B wordt verplaatst zonder de eigen motoren te gebruiken. Vliegtuigmotoren zijn tijdens het taxiën relatief inefficiënt. Daardoor levert deze alternatieve manier van taxiën winst op, winst in de vorm van een lager brandstofverbruik. Dat leidt weer tot minder uitstoot van schadelijke stoffen zoals CO2, stikstof en (ultra)fijnstof en dát is het waar het ons allemaal om te doen is.

Zoals gezegd focussen we ons in dit blog op duurzaam taxiën zoals dat vaak bedoeld wordt: het duurzaam slepen van een vliegtuig. We onderscheiden hiervoor twee verschillende manieren:

On-board systemen, systemen die in het vliegtuig zijn ingebouwd.
Grondgebonden systemen, losse systemen die niet in het vliegtuig zijn ingebouwd.

1. On-board systemen

De naam ‘on-board’ zegt het al; het gaat hier om een systeem dat ín het vliegtuig wordt ingebouwd. Oftewel een elektromotor dat in het landingsgestel van het vliegtuig wordt geplaatst. De elektromotor stuurt de vliegtuigwielen aan en zo kan het vliegtuig voor- en achteruit bewegen zonder gebruik te maken van de (straal)motoren. Het systeem haalt zijn energie uit de APU, de extra motor in het vliegtuig die zorgt voor airco, elektriciteit en hydrauliek. Vanuit het perspectief van de luchtvaartmaatschappij lijkt dit een logische techniek. Vrijwel zonder procedure-aanpassingen kan een vliegtuig duurzaam over de luchthavens voortbewegen. De piloot blijft de autonomie behouden. Een kind kan de was doen, toch?

Door in te zetten op dit systeem zouden wij als luchthaven ons heel gemakkelijk van de duurzaamheidsdoelstelling af kunnen maken. Een luchthaven bezit immers geen vliegtuigen, dus het implementeren ligt helemaal in handen van de luchtvaartmaatschappijen. Toch bemoeit de luchthaven zich wél met duurzaam taxiën. En dat heeft alles te maken met de nadelen van dit systeem.

Nadeel één: 150 kilo extra gewicht

Het belangrijkste nadeel van on-board systemen is het gewicht. Luchtvaartmaatschappijen willen het vliegtuig zo licht mogelijk houden. Gewicht mee de lucht innemen kost namelijk veel brandstof, zo’n 3-4% van het extra gewicht per uur. Met andere woorden, als je 100 kilo extra gewicht meeneemt, verbruik je ieder uur 3 à 4 kilo extra brandstof om dat in de lucht te houden. Daarom investeren luchtvaartmaatschappijen in digitale kranten, boeken en tijdschriften en investeren ze in lichte stoelen en materialen. Iedere kilo is er één en iedere kilo verhoogt het brandstofverbruik. Met de on-board systemen bespaar je op de grond dus kerosine, maar door het extra gewicht verbruik je in de lucht juist méér. We hebben het dan over ongeveer 150 kilo. Mede hierdoor is deze technologie nu alleen rendabel op korte vluchten. Vluchten die we op termijn liever zouden vervangen door vervoer met de trein. De trein kan op bepaalde routes tot een afstand van 700 kilometer juist een goede aanvulling en vervanging zijn voor vliegreizen.

Nadeel twee: 60% langzamer

Een ander nadeel is dat de huidige technologie slechts op 1/3 van de normale taxisnelheid kan rijden. Dit leidt tot (veel) langere taxitijden en capaciteit uitdagingen op luchthavens. De enige manier om harder te gaan is om je motoren (ook) aan te zetten, en dát is nou juist net wat we niet willen.

Wheeltug

In het verleden zijn er meerdere initiatieven gestart en gestopt om on-board technologie te ontwikkelen. Electric Green Taxiing System (EGTS) is de bekendste. Er is nog één partij in de markt die deze technologie toepast: Wheeltug De Wheeltug is een elektromotor die in het neuswiel wordt geplaatst. De certificering voor Boeing 737-700/-800 (alle types) en -900 wordt in 2021 verwacht. Wheeltug is retro-fittable en dus op bestaande vliegtuig te installeren. Het gewicht van de elektromotor leidt tot extra brandstofverbruik in de lucht. De topsnelheid is ongeveer 8 knopen (15 km/u), tegen 30 knopen (56 km/u) voor een normaal taxiënd vliegtuig.

Wheeltug positioneert zich in toenemende mate als oplossing voor het verhogen van efficiëntie op luchthavens, en minder als oplossing voor duurzaam taxiën. Waarom dat interessant is, lees je in het volgende blog.

Technologie in ontwikkeling

Een snelle conclusie zou kunnen zijn dat on-board technologie geen duurzame oplossing biedt en de ontwikkeling dus kan worden afgeschreven. Dat is te kort door de bocht. De technologische ontwikkelingen staan niet stil en bewegen zich in de goede richting. Het zou dus kunnen dat over enkele jaren hiermee wél aan de duurzaamheidseisen wordt voldaan. Daarnaast moeten we er rekening mee houden dat luchtvaartmaatschappijen die kiezen voor deze technologie niet zullen investeren in andere oplossingen.

2. Grondgebonden systemen

Wanneer we spreken over grondgebonden systemen, bedoelen we het gebruik van losse sleepvoertuigen die niet in het vliegtuig zijn ingebouwd. In dit geval blijft de aandrijving van duurzaam taxiën dus achter op de luchthaven en hoeft het vliegtuig geen gewicht mee de lucht in te nemen. Dit maakt het mogelijk en logisch om als luchthaven een belangrijke rol te spelen bij het verduurzamen van dit proces. Schiphol heeft hier invulling aan gegeven door in 2020 samen met partners te starten met een proef met de ‘Taxibot’.

Taxibot

De Taxibot is op dit moment het enige grondgebonden alternatief en de enige gecertificeerde techniek voor duurzaam taxiën op de markt. Hierdoor wordt de merknaam ‘Taxibot’ vaak als soortnaam gebruikt voor ‘grondgebonden systemen’. De Taxibot is in feit een bijzondere sleeptrekker die in staat is vliegtuigen op hoge snelheden (23 knopen of 43 km/u) van en naar startbanen te brengen. Het product is de enige gecertificeerde methode van duurzaam taxiën in de markt en kan alle Airbus A320- en Boeing 737-vliegtuigen verslepen (uitzondering is de 737MAX). De Taxibot voorkomt te grote krachten op het neuswiel, vooral door het vliegtuig zélf te laten remmen. Op dit moment werken we aan een haalbaarheidsstudie op basis van de uitkomsten van deze proef. Later dit jaar zullen we de uitkomsten daarvan publiceren.

Vliegtuigen naar startbaan met Taxibot op Schiphol

Taxibot versus pushback (tow) truck

Het concept voor grondgebonden systemen is eigenlijk heel simpel. Een extern voertuig sleept het vliegtuig van en naar startbanen, koppelt los en rijdt terug naar het volgende vliegtuig. Maar dat doet een normale pushback truck toch ook? Klopt. Toch is het een veel voorkomende misvatting dat je het complete taxiproces ook met een normale pushback truck zou kunnen uitvoeren. Zo’n normale trekker kan een vol vliegtuig over zeer korte afstanden bewegen. Of een leeg vliegtuig op lange afstanden verslepen. De combinatie van de twee: een vol vliegtuig op lange afstanden verslepen op de gewenste snelheid is niet toegestaan. Daarmee zou het neuswiel van het vliegtuig beschadigen. Je kunt je vast voorstellen wat voor krachten er op het neuswiel komen als je hard accelereert of remt met zo’n zwaar vliegtuig achter je!

Een ‘normale’ pushback truck met een Boeing 747-400.
De Taxibot met een Boeing 737-700. Ondanks dat beide sleepwagens op elkaar lijken is er een groot verschil: in tegenstelling tot de normale pushback truck is de Taxibot in staat een vol toestel op hoge snelheid te slepen.

Piloot houdt controle

De Taxibot kan dat allemaal wél, hoe doet die dat dan? Tijdens het taxiën wordt de controle over het hele konvooi aan de piloot overgegeven. De piloot moet zelf sturen en remmen. En dat laatste is nou net het grote verschil met een normale truck, waarbij de truck zélf remt en daarbij voor grote belasting voor het neuswiel zorgt. Eigenlijk is de Taxibot tijden het taxiën dus niets meer dan een externe voortstuwing, alle overige processen blijven gelijk met het normale proces.

Ondanks dat de piloot zelf moet sturen en remmen, zit er toch een chauffeur in de Taxibot. Die zit daar voor de pushback (het terugduwen van het vliegtuig bij de gate) en voor het terugrijden van de Taxibot. Het apparaat gaat immers niet met het vliegtuig mee de lucht in, en zal moeten terugrijden naar de gate. Of andersom natuurlijk, want je kunt ook een vliegtuig ophalen na de landing.

Zoals we al schreven, op dit moment werken we samen met onze partners aan de haalbaarheidsstudie. Of het invoeren van duurzaam taxiën werkelijk zo simpel is als het lijkt, leggen we uit in één van de volgende blogs.