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Drohnen als alternatives Verkehrsmittel

Erstellt am: 12.08.2021 | Stand des Wissens: 12.07.2024
Synthesebericht gehört zu:

Aufgrund einer steigenden Nutzenkonkurrenz im Mobilitätssektor durch die Knappheit von Zeit und Flächen und dem zunehmenden Kostendruck werden Drohnen als eine Alternative zu straßengebundenen Verkehrsmitteln diskutiert und in Pilotprojekten getestet [DoElHo20]. Die straßengebundene Mobilität wird durch die Faktoren Umweltverschmutzung und Verkehrsüberlastung zunehmend unter Druck gesetzt [MüRuJa19]. Drohnen nutzen mit Ausnahme ihrer Start- und Landeplätze den Luftraum als Verkehrsweg [WiBe19]. Durch die Ausweitung der Mobilität auf die dritte Dimension, den Luftraum (vorwiegend den unteren Luftraum G [DFS16a]), entsteht das Potential, den Verkehr auf den Straßen zu umgehen.
Im urbanen Raum bildet dies im Hinblick auf das insbesondere zu den Hauptverkehrszeiten überlastete Straßennetz einige Vorteile. Anders als beim straßengebundenen Verkehr können mittels Drohnen gradlinige Strecken gewählt und insbesondere bei Flughöhen von über 750 Metern straßenverkehrstypische Hindernisse wie Staus und Unfälle vermieden werden. Somit kann ein schnellerer und prognostizierbarer Transport von Personen und Gütern erfolgen [WiBe19, DoElHo20]. Eine Ausnahme stellen hierbei u. a. die vom Bundesamt für Digitales und Verkehr (BMDV) definierten Luftsperrgebiete sowie Gebiete mit Flugbeschränkungen (Europa Deutschland Restricted Area, ED-R) dar [BAF19a]. Darüber hinaus können auch bei hoher Dichte im Drohnenverkehr, z. B. in Flugkorridoren, ähnliche Probleme wie im Straßenverkehr (wie Verkehrsverzögerungen) auftreten [She21].
Außerdem kann durch die vorgesehene autonome Steuerung der Drohnen zur Problemlösung des Fahrermangels, der insbesondere die konventionelle Speditionsbranche beschäftigt, beigetragen werden. Darüber hinaus können Drohnen durch den vollelektronischen Antrieb einen Beitrag zur Emissionsreduzierung im urbanen Verkehr leisten, wenn sie als Ersatz für konventionelle Lkw-Belieferung mit Verbrennungsmotoren genutzt werden [FiMi20]. Die Drohne als Verkehrsmittel kombiniert dabei drei wesentliche Prinzipien der modernen Technologie: Datenverarbeitung, Autonomie und vermeintlich grenzenlose Mobilität [PuGuMa20].
Neben den genannten Vorteilen existieren derzeit auch einige Nachteile im Hinblick auf den konventionellen Einsatz von Drohnen. Allem voran ist hier die begrenzte Transportkapazität von Drohnen zu nennen, da die maximale Traglast von Drohnen deutlich niedriger als die von herkömmlichen Transportvehikeln wie beispielsweise einem Lkw ist [PuGuMa20]. Dadurch können die anfallenden Kosten auf weniger Volumen verteilt werden. Dies führt zu vergleichsweise hohen Transportkosten, da die in der Logistik oft angestrebte Bündelung von Transportvolumen wegfällt [WiBe19]. Außerdem ergibt sich der Nutzen eines Verkehrsmittels vorwiegend aus dem Zeitaufwand für den Transport sowie der Erreichbarkeit des Ziels. Damit sind neben der Fluggeschwindigkeit vor allem die notwendigen Vor- und Nachläufe gemeint, die sich aus der begrenzten Platzkapazität im Vergleich zum Bodenweg ergeben  [WiBe19]. Um diese möglichst zu begrenzen, und ein emissionsfreies hochautomatisiertes Lufttransportsystem (Advanced Air Mobility) durch den Einsatz von elektrisch angetriebenen Senkrechtstartern und -landern zu realisieren, ist eine entsprechende Infrastruktur der Start- und Landeplätze die Grundvoraussetzung für eine termingerechte Zustellung. Aufgrund der fehlenden Infrastruktur sowie der Abhängigkeit des Energiebedarfs von den Wetterverhältnissen, benötigen Lieferdrohnen im dicht besiedeltem Stadtraum bis zu zehn Mal so viel Energie wie ein (elektronischer) Lastkraftwagen. Im ländlichen Raum hingegen schneidet die Drohne besser als der Lkw ab [Kir20]. Neben den infrastrukturellen Anforderungen schränken rechtliche, technische und gesellschaftliche Anforderungen den breiten Einsatz von Drohnen als Verkehrsmittel für Personen und Güter derzeit ein. 
Ansprechpartner
Technische Universität Hamburg, Institut für Verkehrsplanung und Logistik, Prof. Dr.-Ing. H. Flämig
Zugehörige Wissenslandkarte(n)
Integration von Drohnen als Ergänzung des Verkehrssystems zum Transport von Personen und Gütern (Stand des Wissens: 25.08.2021)
https://www.forschungsinformationssystem.de/?539652
Literatur
[BAF19a] Bundesaufsichtsamt für Flugsicherung (Hrsg.) Durchflug in Gebieten mit Flugbeschränkungen (ED-R), 2019
[DFS16a] DFS Deutsche Flugsteuerung (Hrsg.) Luftraumstruktur/Sichtflugregeln in der Bundesrepublik Deutschland
Fallbeispiele, 2016/08
[DoElHo20] Doole, Malik, , Ellerbroek, Joost, , Hoekstra, Jacco Estimation of traffic density from drone-based delivery in very low level urban airspace, 2020/09
[FiMi20] Figliozzi, Miguel A. Carbon emissions reductions in last mile and grocery deliveries utilizing air and ground autonomous vehicles, 2020/08
[Kir20] Thomas Kirschstein Comparison of energy demands of drone-based and ground-based parcel delivery services, veröffentlicht in Transportation Research Part D: Transport and Environment, Ausgabe/Auflage 78, 2020, Online-Referenz doi:10.1016/j.trd.2019.102209, ISBN/ISSN 1361-9209
[MüRuJa19] Müller, Stephan, , Rudolph, Christian, , Janke, Christian Drones for last mile logistics: Baloney or part of the solution?, 2019
[PuGuMa20] Di Puglia Pugliese, Luigi, , Guerriero, Francesca, , Macrina, Giusy Using drones for parcels delivery process, 2020
[She21] Ruifeng She, , Yanfeng Ouyang Efficiency of UAV-based last-mile delivery under congestion in low-altitude air, veröffentlicht in Transportation Research Part C: Emerging Technologies, Ausgabe/Auflage 122, 2021, Online-Referenz doi:10.1016/j.trc.2020.102878, ISBN/ISSN 0968-090X
[WiBe19] Wissenschaftlicher Beirat beim Bundesministerium Verkehr und digitale Infrastruktur Umgang mit Drohnen im deutschen Luftraum. Verkehrspolitische Herausforderungen im Spannungsfeld von Innovation, Safety, Security und Privacy, 2019/04
Glossar
Lkw Lastkraftwagen (Lkw) sind Kraftfahrzeuge, die laut Richtlinie 1997/27/EG überwiegend oder sogar ausschließlich für die Beförderung von Gütern und Waren bestimmt sind. Oftmals handelt es sich dabei um Fahrzeuge mit einer zulässigen Gesamtmasse zwischen 3,5 und 12 Tonnen. In Einzelfällen kann die zulässige Gesamtmasse diese Werte jedoch auch unter- beziehungsweise überschreiten, sofern das Kriterium der Güterbeförderung gegeben ist. Lastkraftwagen können auch einen Anhänger ziehen.
BMDV
Bundesministerium für Digitales und Verkehr (bis 10/2005 BMVBW, bis 12/2013 BMVBS und bis 11/2021 BMVI)

Auszug aus dem Forschungs-Informations-System (FIS) des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur

https://www.forschungsinformationssystem.de/?539534

Gedruckt am Mittwoch, 24. Juli 2024 20:19:27