Von Klimawirkungen bis Crew-Pairing: Perspektiven auf den Luftverkehr auf der ETC 2026
- GRIDcast und OpenAirClim für die Bewertung künftiger Luftverkehrs- und Klimaszenarien
- Quantenalgorithmen für die Optimierung von Crew-Einsatzplänen
- Robuste Flugzeugrotationen bei Extremwetter
- Potenzial elektrischer Flugzeuge für das europäische Luftverkehrsnetz
Unter dem Motto „Bridging Minds, Building Mobility“ brachte die European Transport Conference 2026 mehr als 500 Forschende, politische Entscheidungsträgerinnen und -träger, Beratende und weitere Fachleute aus über 30 Ländern zusammen. Die Konferenz an der Universität Porto widmete sich aktuellen Fragen der zukünftigen Mobilität und der Entwicklung nachhaltiger, resilienter und zugänglicher Verkehrssysteme. Das DLR-Institut für Luftverkehr beteiligte sich mit den folgenden wissenschaftlichen Beiträgen an der Konferenz.
Globale Emissionen und Klimawirkungen effizient bewerten
Wie entwickeln sich die Emissionen des weltweiten Luftverkehrs, wenn sich Nachfrage, Flotten und Technologien verändern? Mit GRIDcast und OpenAirClim haben Forschende des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) Modelle entwickelt, mit denen sich solche Szenarien mit geringem Zeitaufwand untersuchen lassen. GRIDcast berechnet auf Basis hochaufgelöster Emissionsdaten zukünftige Emissionsinventare für unterschiedliche Regionen, Marktsegmente und Flugzeuggenerationen. Diese dienen als Grundlage für OpenAirClim, das die Auswirkungen von CO2, NOx, Wasserdampf und Kondensstreifen auf die Entwicklung des Klimas bewertet. So lassen sich verschiedene Entwicklungspfade des Luftverkehrs und ihre Klimawirkungen vergleichen, ohne für jedes Szenario aufwendige Simulationen durchführen zu müssen.1
Was Quantenalgorithmen für die Crew-Planung leisten können
Die Einsatzplanung von Flugbesatzungen gehört zu den komplexen Optimierungsaufgaben im Airline-Betrieb. Forschende des DLR-Instituts für Luftverkehr und des Instituts für Quantentechnologien untersuchen, ob sich Quantenalgorithmen künftig für das sogenannte „Crew Pairing“ nutzen lassen. In einer Studie wurden dazu drei unterschiedliche mathematische Formulierungen des Crew-Pairing-Problems mit zwei Quantenalgorithmen kombiniert und untersucht. Jede Formulierung wurde sowohl mit dem Quantum Approximate Optimization Algorithm (QAOA) als auch mit Grover Adaptive Search (GAS) getestet. Da heutige Quantencomputer noch durch begrenzte Kapazitäten eingeschränkt sind, wurden vereinfachte Problemstellungen auf Simulatoren betrachtet. Ziel war es, die Ansätze im Hinblick auf ihr Potenzial für einen künftigen Quantenvorteil und langfristige Kosteneffizienz im Airline-Betrieb zu bewerten. Die Untersuchung ist im Rahmen des Projektes QC Mobility am DLR-Institut für Luftverkehr entstanden und knüpft an weitere Arbeiten zum Potenzial von Quantencomputing für die Airline-Planung an.2
Wenn Extremwetter Flugzeugrotationen durcheinanderbringt
Veränderte Flugrouten durch Extremwetter können Flugzeiten verlängern und damit auch nachfolgende Flüge in einem Flugzeugumlauf beeinflussen. Wie robust die strategische Flugplanung unter solchen Bedingungen ist, untersuchen Forschende des DLR-Instituts für Luftverkehr anhand verschiedener, beispielhafter Extremwetterszenarien im europäischen Luftraum. Dafür kommt der Digitale Airline-Zwilling zum Einsatz, der unter anderem das am Institut entwickelte Werkzeug pyTOM für die Optimierung von Flugtrajektorien integriert. Die durch Flugumleitungen veränderten Flugzeiten werden in die Rotationsplanung übernommen, um zu ermitteln, welche Flugzeugumlaufpläne besonders anfällig sind und wie sie angepasst werden können, um den Flugbetrieb auch unter veränderten Wetterbedingungen stabiler zu machen.3
Was elektrische Flugzeuge für Emissionen und Flughafenkapazitäten bedeuten
Welche Rolle können (hybrid-)elektrische Flugzeuge im intra-europäischen Luftverkehrsnetz des Jahres 2050 spielen? Eine weitere Studie des DLR-Instituts für Luftverkehr untersucht, wie sich ihr Einsatz auf Emissionen und die Kapazitätsauslastung von Flughäfen auswirken könnte. Betrachtet werden elektrische Flugzeuge mit einer Reichweite von 400 Kilometern. Dabei zeigt sich, dass elektrische Flugverbindungen an vielen europäischen Flughäfen zur Entlastung beitragen können. Anhand von Sensitivitätsanalysen wird zudem untersucht, welchen Einfluss eine zunehmende Reichweite auf intra-europäische Emissionen, Passagiere und Flughafenkapazitäten hat. So steigt beispielsweise mit zunehmender Reichweite die Zahl der potenziell elektrisch beförderten Passagiere, die zusätzlichen Emissionseinsparungen wachsen jedoch weniger stark. Untersucht wird außerdem, wie elektrische Flugzeuge und die verfügbare Menge an Sustainable Aviation Fuels (SAF) zusammenspielen und welche Auswirkungen unterschiedliche Szenarien auf Flotte, Flughafeninfrastruktur und Emissionen haben.4
Weiterführende Links
1 Grunau, R., Dahlmann, K., Lührs, B., Niklaß, M., Niebuhr, L., Gelhausen, M., Völk, S., Grewe, V. „GRIDcast and OpenAirClim: An Efficient Framework for Scenario-Based Aviation Emissions Modeling and Climate-Impact Assessment“, European Transport Conference 2026 (ETC 2026), Porto, Portugal.
2 Stoebke, E., Ehlers, T., Lütjens, K., Lenk, S., Sefrin, O. „A Comparative Study of Crew Pairing Optimization Formulations: Exploring Quantum Algorithms“, European Transport Conference 2026 (ETC 2026), Porto, Portugal.
3 Albrecht, S., Grunau, R., Röhrs, M., Ehlers, T., Wartha, N., Straub, P., Bölle, T., Lütjens, K., Lau, A. „Impacts of Climate-Related Extreme Weather on Aircraft Rotations“, European Transport Conference 2026 (ETC 2026), Porto, Portugal.
4 Flüthmann, N., Gelhausen, M., Leipold, A., Link, A., Neubacher, L., Ratei, P., Hoppe, H. „Emission Reduction and Airport Capacity Constraints Relief by Integration of (hybrid) Electric Aircraft in the Intra-European Air Transport Network and optimized Allocation of SAF“, European Transport Conference 2026 (ETC 2026), Porto, Portugal.