I

INHALTSVERZEICHNIS

Inhaltsverzeichnis   I

Abbildungsverzeichnis   IV

Tabellenverzeichnis   VI

Abk  ürzungsverzeichnis  VII

Abstract   XI

1  Einleitung  1

1.1  Zielsetzung der Studienarbeit  1

1.2  Aktuelle Entwicklung im Luftverkehr.  2

1.3  Trends im Luftverkehr.  3

2  Kapazität in der Luftfahrt  5

2.1  Definition.  5

2.2  Aktuelle Kapazitäts- und Nachfragestruktur in Europa  7

2.3  Grenzen der Kapazität  10

3  Metriken und Leistungsbewertung in der Luftfahrtinfrastruktur.  14

3.1  Metriken nach INTEGRA  14

3.1.1  Kapazitätsmaße  14

3.1.2  Sicherheitsmaße.  16

3.1.3  Effizienzmaße.  19

3.2  Leistungsbewertung.  19

3.3  Kapazitätsmaße und Leistungsindices im Vergleich.  23

4  Aktuelle Studien  24

4.1  Ergebnisse aktueller Studien  24

4.2  Was kostet eine Minute Verspätung?  29

5  Konzepte und Technologien zur Steigerung der Infrastrukturkapazität  32

II

5.1  Luftfahrtindustrie.  32

5.1.1  Hersteller von Fluggerät und Triebwerken.  32

5.2  Luftverkehrsgesellschaften.  43

5.3  Infrastrukturträger.  49

5.3.1  Flugsicherung  49

5.3.2  Flughäfen.  53

5.3.3  Wetterdienste.  58

5.4  Luftverkehrsverwaltung.  60

5.5  Internationale Institutionen.  60

6  Untersuchung geeigneter Bewertungsverfahren.  61

6.1  Allgemeines.  61

6.2  Verfahren zur Bewertung in der zivilen Luftfahrt.  62

6.2.1  Betriebskosten  62

6.2.2  Cash-Flow-Methode.  66

6.2.3  Kosten-Nutzen-Analsysen in der Luftfahrt  71

6.2.4  Flugzeugbewertung in Luftverkehrsgesellschaften  74

6.3  Klassische Bewertungsverfahren.  76

6.3.1  Wirtschaftlichkeitsanalyse (WIA)  76

6.3.2  Kosten-Effektivitäts-Analyse (KEA)  77

6.3.3  Kosten-Nutzen-Analyse (KNA)  77

6.3.4  Nutzwertanalyse (NWA)  77

6.3.5  Kosten-Wirksamkeitsanalyse (Nutzwert-Kosten-Analyse)  78

7  Formulierung eines eigenen Bewertungsverfahrens.  79

7.1  Einleitende Bemerkungen  79

7.2  Identifikation relevater Parameter  79

III

7.3  Auswahl geeigneter Methoden  80

7.4  Beschreibung des eigenen Modells  82

7.4.1  Modellannahmen  82

7.4.2  Anwendbarkeit des Modells  82

7.4.3  Aufbau des Modells.  83

7.4.3.1  Nutzwertanalyse (NWA)  83

7.4.3.2  DOC-Verfahren nach Thorbeck  88

7.4.3.3  Cash-Flow-Verfahren  88

7.4.3.4  Gesamtbewertung der Technologien  89

8  Implementierung des Definierten Verfahrens in MS EXCEL.  91

9  Fazit  97

Quellenverzeichnis   99

IV

ABBILDUNGSVERZEICHNIS   

Abbildung  1: Prozentuale Veränderung des kontrollierten Luftverkehrs zwischen Sommer  

2002  und Sommer 2003  

Abbildung  2: Durchschnittlichen jährlichen Wachstumsraten der Anzahl der IFR flights 2003-  

2010...................................................................................................................................   

Abbildung  3: Sicherheitsdreieck  

Abbildung  4: Kapazitätsplanungsprozess.  

Abbildung  5: Kapazitäts-/Verspätungskurve bei konstanter Nachfrage.  

Abbildung  6: Verspätungskosten in Abhängigkeit der Kapazität  

Abbildung  7: Kapazitätskosten in Abhängigkeit der Kapazität  

Abbildung  8: Gesamtkostenkurve in Abhängigkeit der Kapazität  

Abbildung  9: Teilverkleidetes Fahrwerk  

Abbildung  10: Modifikation der Hinterkante des Vorflügels.  

Abbildung  11: Blended Wing Body  

Abbildung  12: Verlängerter asymmetrischer Einlauf  

Abbildung  13: Lärmminderungsmaßnahmen des BR710  

Abbildung  14: Zukünftige AT-MAnforderungen.  

Abbildung  15: Luft- und Bodenintegration zur verbesserten Automatisierung  

Abbildung  16: Yield-Management-Planungsprozess  

Abbildung  17: Bestuhlungsvarianten der B777-300  

Abbildung  18: MCDU und ND im Cockpit A340  

Abbildung  19: Beispielprozess der Flugplanverhandlung mit Data Link  

Abbildung  20: Flugroute Madrid-Amsterdam.  

Abbildung  21: Hersteller-Cash-Flow  

Abbildung  22: Betreiber-Cash-Flow  

Abbildung  23: Hersteller- und Betreiber-Cash-Flow  

Abbildung  24: IRR-Diagramm mit Technologievektor  

Abbildung  25: KNA-Schema  

Abbildung  26: Klassische Bewertungsmethoden im Überblick  

Abbildung  27: NWA Zielbaum (gewichtet)  

Abbildung  28: Eingabemaske der NWA  

V

Abbildung  29: Zielbaum der NWA  

Abbildung  30: Tabelle zur Bewertung der Technologiealternativen.  

Abbildung  31: Ergebnistabelle der NWA.  

Abbildung  32: DOC Eingabemaske  

Abbildung  33: Cash-Flow Eingabemaske  

Abbildung  34: Gesamtbewertung der Technologie  

VI

TABELLENVERZEICHNIS

Tabelle 1: RTK, ATK und NLF der AEA Mitglieder 2002 ............................................7

Tabelle 2: Prognose der europäischen Flughafenkapazität 2004 (Anzahl der

Flugbewegungen pro Jahr)........................................................................................8

Tabelle 3: Sicherheitskennzahlen ..................................................................................18

Tabelle 4: Leistungsbereiche und deren Definition.......................................................20

Tabelle 5: KPA´s, zu messende Werte und KPI´s .........................................................22

Tabelle 6: ICAO Gewichtsklassen ................................................................................33

Tabelle 7: ICAO Abstandsregelung [nm]......................................................................33

Tabelle 8: Kommunikationshäufigkeit bei Sprachkommunikation und Datalink auf der

Flugroute Madrid-Amsterdam ................................................................................51

Tabelle 9: Zielsystem: Technologiebewertung mit Gewichtungen ...............................85

Tabelle 10: Tabelle zur Bewertung der Technologiealternativen (gewichtet) ..............87

Tabelle 11: Gesamttechnologiebewertung anhand von Beispieldaten ..........................90

VII

ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS

Abschr sys Abschreibung des Systems AFJ Anzahl der Flüge pro Jahr AR Arbeitsrate ACC Air Control Center ACARS Aircraft Addressing and Reporting System ASNP Air Service Navigation Provider ASK Available Seat Kilometres ATC Air Traffic Control ATFM Air Traffic Flow Management ATIS Air Traffic Services ATN Aeornatical Telecommuncation Network ATM Air Traffic Management ATK Available Tonnes Kilometres ATS Air Traffic Services BE Benötigte Anzahl von Ersatzteilen im Durchschnitt BEP Break-Even-Point CBA Cost Benefit Analysis CIASE China Institute of Aeronautic Systems Engineering CF Cash Flow CFMU EUROCONTROL Central Flow Management Unit Area CFMU Area

CNS Communication Navigation Surveillance DCDU Datalink Control and Display Unit DCL Departure Clearance DLR Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt DOC Direct Operational Cost DOC sys Direct Operational Cost System

DSP Departure Spacing System DTOP Dual Threshold Operation DWart sys Direkte Wartungskosten des Systems DWD Deutsche Wetterdienst

VIII

ECAC European Civil Aviation Conference EF Ersatzteil-Faktor EU Europäische Union EV Ersatzteil-Verhältnis FAA Federal Aviation Administration FG Flottengröße FL Flight Level FLS Flight Management Landing System FMS Flight Management System FTK Freight Tonne Kilometres GBAS Ground Based Augmentation System GLS GNSS Landing System GNSS Global Navigation Satellite System GSM Global System for Mobile Telecommunications HALS High Approach Landing System i Zinssatz IATA International Air Transport Association ICAO International Civil Aviation Organisation IFR Instrumental Flight Rules IOC Indirect Operational Cost IRR Internal Rate of Return ITWS Intergrated Terminal Weather System K bes Besatzungskosten K C Kosten einer Flugstreichung (cancellation) K flz Kosten der Abschreibung und Verzinsung K geb Gebühren K kr Kraftstoffkosten K tec Technikkosten K vers Versicherungskosten K wart Wartungskosten K I Kosten einer Verspätung bis zu 29 min K II Kosten einer Verspätung zwischen 30 min und 59 min K III Kosten einer Verspätung von mindestens 60 min Kapko sys Kapitalbindungskosten von Ersatzteilen

IX

KEA Kosten-Effektivitäts-Analyse KNA Kosten-Nutzen-Analyse KPA Key Performance Area KPI Key Performance Indicators LIDAR Light Detection And Ranging MCDC Multi-purpose Control and Display Unit min Minute MK Materialkosten MLS Microwave Landing System MTOW Maximum Take-Off Weight N Abschreibungsdauer in Jahren ND Navigation Display NLF Nutzladefaktor NPV Net Present Value NRC Non Recurring Cost NWA Nutzwertanalyse p.a. per annum PRC Performance Review Commission PRR Performance Review Report RC Recurring Cost RED Durchschnittliches Redundanz-Niveau RNAV Area Navigation RNP Required Navigation Performance RPK Revenue Passenger Kilometres RTK Revenue Tonnes Kilometres RVSM Reduced Vertical Separation Minima SARS Severe Acute Respiratory Syndrome SBAS Satellite Based Augmentation System TMA Terminal Control Area Treib B

Treib D

X

Treib mv

Treib p

Treib R

Treib sys Treibstoffkosten des Systems V C Wahrscheinlichkeit einer Flugstreichung (cancellation) V I Wahrscheinlichkeit einer Verspätung bis zu 29 min V II Wahrscheinlichkeit einer Verspätung zwischen 30 min und 59 min V III Wahrscheinlichkeit einer Verspätung von mindestens 60 min VDL VHF Data Link Vers sys Verspätungs- und Streichungskosten des Systems VHF Verb High Frequency WartM off Wartungs-Mannstunden am Luftfahrzeug WartM on Wartungs-Mannstunden im Luftfahrzeug WIA Wirtschaftlichkeits-Analyse z.B. zum Beispiel

XI

ABSTRACT

Für die Luftfahrt wird trotz kurzfristigen Rückgangs ein konstant steigendes Luftverkehrswachstum bei stagnierenden Kapazitäten prognostiziert. Wesentliche Gründe für den bestehenden Engpass im europäischem Luftverkehr sind zum einen die derzeitige Aufteilung des europäischen Luftraumes sowie die Nutzung unterschiedlicher technischer Standards bei der Flugsicherung und zum anderen die Tatsache, dass ein Ausbau der Flughafeninfrastruktur bereits heute aufgrund von Anwohnereinsprüchen und langwierigen Genehmigungsverfahren an enge Grenzen stößt. Zukünftig ist es deshalb notwendig, alternative Maßnahmen zur Steigerung der Infrastrukturkapazität zu entwickeln, die mit möglichst geringen Änderungen der materiellen Infrastruktur eine Kapazitätserweiterung ermöglichen.

Die vorliegende Studienarbeit soll Möglichkeiten zur Kapazitätssteigerung der Luftverkehrsinfrastruktur untersuchen und Grundlagen für eine Bewertung derartiger Maßnahmen entwickeln.

Hierzu werden zunächst die aktuelle Kapazitäts- und Nachfragestruktur in Europa dargestellt. Anschließend werden Kapazitäts-, Sicherheits- und Effizienzmetriken und Leistungsindices der Luftfahrtbranche untersucht und Ergebnisse aktueller Studien zum Thema der Infrastrukturkapazität erörtert. Verfügbare Konzepte und Technologien zur Steigerung der Infrastruktur werden folgend im Überblick dargestellt. Dabei werden insbesondere kapazitätssteigernde Maßnahmen ohne bauliche Änderung der Infrastruktur beschrieben. Nachfolgend werden gegenwärtig in der Luftfahrt eingesetzte Bewertungsverfahren analysiert und ausführlich beschrieben. Aus diesen Erkenntnissen werden relevante Parameter und in der Luftfahrt eingesetzte Bewertungsverfahren identifiziert, die für die Entwicklung eines eigenen einfachen Verfahrens zur Bewertung von luftfahrzeugseitigen Technologien zur Kapazitätssteigerung von besonderer Bedeutung sind. Im Anschluss an diesen Arbeitsschritt werden vereinfachende Annahmen getroffen und der Aufbau sowie die Durchführung des eigenen Bewertungsverfahrens im Einzelnen beschrieben. Abschließend wird die Implementierung des Rechenwerkzeugs in MS EXCEL beschrieben und grafisch illustriert.

Durch das im Rahmen der Arbeit erstellte Bewertungswerkzeug sollen Nutzer in die Lage versetzt werden, flugzeugseitige Lösungen zu vergleichen und auf ihren Nutzen zu bewerten. Bei der Konzeption des Bewertungsverfahrens sollen die unterschiedlichen Zielsetzungen der direkt beteiligten Akteure Hersteller, Luftverkehrsgesellschaften und Leasingunternehmen sowie mittelbar beteiligten Infrastrukturbetreiber berücksichtigt werden.

1

1 EINLEITUNG

1.1 ZIELSETZUNG DER STUDIENARBEIT

Für die Luftfahrt als ein zentrales Element der modernen Verkehrsinfrastruktur wird trotz Stagnation bzw. kurzzeitigen Rückgangs infolge der Anschläge vom 11. September 2001, der Konflikte, beziehungsweise Kriege im Mittleren- und Nahen Osten sowie der Ausbruch der Lungenkrankheit SARS ein konstant steigendes Luftverkehrswachstum bei stagnierenden Kapazitäten prognostiziert.

Wesentlicher Grund für den bestehenden Engpass im europäischen Luftverkehr ist die Aufteilung der Luftraumsektoren. Gegenwärtig enden sie in der Regel an den Landesgrenzen. In den folgenden Jahren ist eine Harmonisierung des europäischen Luftraumes in Form von gemeinsamen technischen Normen und der Neueinteilung der Luftraumsektoren geplant. Aufgrund divergierender nationaler Interessen der einzelnen EU-Länder ist jedoch eine einheitliche Lösung in naher Zukunft nicht abzusehen.

Ein Ausbau der Flughafeninfrastruktur stößt aufgrund von Anwohnereinsprüchen und langwierigen Genehmigungsverfahren in Europa an enge Grenzen. Zudem sorgen Nachtflugverbote an Flughäfen, die sich in besiedeltem Gebiet befinden für weitere Kapazitätseinschränkungen.

Es ist notwendig alternative Ansatzpunkte für Maßnahmen zur Steigerung der Infrastrukturkapazität zu entwickeln, die mit möglichst wenigen Änderungen an der materiellen Infrastruktur (Start- und Landebahnen, Vorfeldflächen, etc.) eine Kapazitätserweiterung ermöglichen.

In dieser Studienarbeit sollen Möglichkeiten zur Kapazitätssteigerung der Luftverkehrsinfrastruktur untersucht und Grundlagen für eine Bewertung derartiger Maßnahmen entwickelt werden. Hierzu wird eine Analyse der gegenwärtig in der Luftfahrt eingesetzter Bewertungsverfahren durchgeführt. Darauf aufbauend ist der zentrale Bestandteil dieser Studienarbeit die Formulierung einer Methode zur Bewertung von Maßnahmen zur Kapazitätssteigerung im Luftverkehr. Hierbei sollen insbesondere flugzeugseitige Maßnahmen berücksichtigt werden, da für Flughafenplanungen und Projekte der Flugsicherung mittlerweile umfangreiche Instrumentarien vorliegen. Hingegen sind standardisierte Verfahren zur Bewertung von flug- zeugseitigen Technologien außerhalb der Herstellerfirmen kaum verfügbar.

2

1.2 AKTUELLE ENTWICKLUNG IM LUFTVERKEHR

In den letzten beiden Jahren brachten vier entscheidende Faktoren die internationale Luftverkehrsbranche unter Druck. Die Terroranschläge in den USA im September 2001, die Konflikte bzw. Kriege im Nahen und Mittleren Osten, der Ausbruch der Lungenepedemie SARS und - diese Ereignisse überlagernd - die lang anhaltende Schwächephase der Weltkonjunktur. Alle Stufen der Wertschöpfungskette im Luftverkehr waren von diesen Entwicklungen betroffen. Die Fluggesellschaften mussten eine spürbar sinkende Nachfrage von Geschäfts- und Privatreisen hinnehmen und ihre Kapazitäten reduzieren. Die Hersteller ziviler Flugzeuge spürten die Krise in Form von Auftragsstornierungen. Schließlich litten die Flughafenbetreiber unter sinkender Auslastung ihrer Kapazitäten, geringerer Gebühreneinnahmen und schrumpfender Ausgaben der Passagiere.

Die Verkehrsleistung der Fluggesellschaften, die Mitglied der International Air Transport Association (IATA) sind, ging - gemessen an der verkauften Passageleistung (engl.: Revenue Passenger Kilometres [RPK]) - zwischen 2001 und 2003 um gut 6% zurück. 1

Die aktuellen Verkehrszahlen der IATA weisen auf eine Erholung der Luftverkehrsbranche hin. Im Januar 2004 wuchs die verkaufte Passageleistung (RPK) weltweit um 5,9% und die verkaufte Frachtleistung (engl.: Freight Tonnes Kilometres [FTK]) steigerte sich um 7,9% im Vergleich zum Vorjahreszeitraum. Für das Jahr 2004 rechnet der IATA General Direktor Giovanni Bisignani mit einem jährlichen Wachstum von 7% der globalen Passageleistung ² Auch für das Jahr 2005 ist eine sowie einem Wachstum von 4,4% der Frachtleistung. Rückkehr zum Wachstumstrend der Luftverkehrsbranche zu erwarten.

Prognosen über die mittel- bis langfristigen Perspektiven des Luftverkehrs lassen ein anhaltend hohes Wachstum erwarten. Der Flugzeughersteller Airbus rechnet für den Zeitraum 2000 bis 2020 mit einem durchschnittlichen jährlichen Anstieg der globalen Verkehrsleistung (RPK) um 4,7%. ³ Überproportionale Wachstumsraten werden nach dieser Prognose bei Flügen innerhalb Chinas und auf den Verbindungen Europa-Asien und Europa-Japan erzielt. Die Einschätzungen von Boeing zu Wachstumsperspektiven des Luftverkehrs sind noch optimistischer. Boeing rechnet mit einem durchschnittlichen Anstieg der RPK um 5,1% p.a. Im Jahr 2025 wird der Luftverkehr auf etwa das Zweieinhalbfache des heutigen Volumens ⁴ Diesen hohen Wachstumsprognosen können Faktoren wie zum Beispiel gestiegen sein.

Sättigungsgrenzen auf wichtigen Luftverkehrsmärkten, rückläufige Nachfrage (geschäftlich

^{1 Vgl.: Heymann, E.: Überfällige Konsolidierung im Luftverkehr ante portas?; 2004, S.4 2} Vgl.: www.iata.org

³ Vgl.: o.V.: Global Market Forecast 2001-2020;2004, S.4

⁴ Vgl.: Heymann, E.: Überfällige Konsolidierung im Luftverkehr ante portas?; 2004, S.6-7

3

und privat) durch die virtuell vernetzte Welt, höhere Treibstoffkosten hemmend entgegenwirken.

Es bleibt auch unter Berücksichtigung von möglichen Hemmnissen des prognostizierten Wachstums abschließend festzuhalten, dass der Luftverkehr mittel- und langfristig weiter wachsen wird.

1.3 TRENDS IM LUFTVERKEHR

Strategische Allianzen

Seit Beginn der 1990er Jahre kommt es im Gegensatz zum bestehenden bilateralen Regelungssystem auf Seiten der Luftverkehrsgesellschaften zu erheblichen internationalen Konzentrationsprozessen auf dem Wege sogenannter strategischer Allianzen. Mittlerweile ist die Bedeutung dieser Kooperationsform immens. Die drei größten strategischen Allianzen: Star Alliance, One World und Sky Team vereinten 2002 bereits einen Anteil von 55% der gesamten RPK aller IATA-Fluggesellschaften auf sich. ⁵ Neben Größenvorteilen und Synergieeffekten durch die Expansion der Zusammenarbeit zwischen den Fluggesellschafen ist das Hauptziel strategischer Allianzen dem Kunden ein möglichst großes Streckennetz mit Direktverbindungen und komfortablen Umsteigemöglichkeiten zu bieten. Derzeit scheint neben den drei existierenden Kooperationen kein Platz für eine weitere global agierende strategische Allianz zu sein. Langfristig betrachtet werden auch die Luftverkehrsgesellschaften, die noch keiner Allianz angehören, gezwungen einer strategischen Allianz beizutreten, um konkurrenzfähig zu bleiben.

Low-Cost-Carrier

Die Geschäftsidee von Low-Cost-Carriern stammt ursprünglich aus den USA. Auf den britischen Inseln spielen Low-Cost-Carrier seit Mitte 1990 eine bedeutende Rolle. Mittlerweile sind Low-Cost-Carrier auch in Zentraleuropa stark vertreten. Das starke Wachstum wird weiterhin anhalten. Prognosen deuten an, dass der derzeitige Marktanteil von knapp 10% ⁶ am innereuropäischen Passagieraufkommen bis 2010 auf etwa 20 bis 25% steigen kann. Somit sind Low-Cost-Carrier zu einer nicht zu vernachlässigenden Größe im Luftverkehr avanciert.

^{5 Vgl.: Heymann, E.: Überfällige Konsolidierung im Luftverkehr ante portas?; 2004, S.9 6} Vgl.: Heymann, E.: Überfällige Konsolidierung im Luftverkehr ante portas?; 2004, S.9

4

Wettbewerbsordnung im internationalen Luftverkehr

Die Wettbewerbsordnung im internationalen Luftverkehr basiert traditionell auf hunderten von bilateralen Abkommen zwischen einzelnen Ländern und deren Fluggesellschaften. Nur der Luftverkehrsmarkt innerhalb der USA und der EU ist vollständig liberalisiert. Momentan zeichnet sich zwischen den USA und der EU eine Öffnung des Luftraumes ab (Open Sky Policy). Ziel der EU-Kommission ist es, zwischen den USA und der EU einen freien Marktzugang für die Fluggesellschaften ohne Beschränkungen der Relationen, der Kapazitäten und der Frequenzen zu etablieren. Es bleibt abzuwarten, ob sich die USA kurzfristig auf eine weitgehende Marktöffnung des Luftverkehrs einlassen. Ein wettbewerbsfreundliches Abkommen zwischen den USA und der EU hätte Vorbildcharakter für ähnliche Abkommen in der Zukunft. Somit wäre es möglich, die bilateralen Abkommen schrittweise durch multilaterale Abkommen zu ersetzen.

Kapazitätsengpässe

Für ein modernes Infrastruktursystem, wie das System des Luftverkehrs, spielt die zur Verfügung stehende Kapazität schon heute einen wichtigen Faktor. Das mittel- bis langfristige Wachstums des Luftverkehrs bei stagnierenden Kapazitäten führt global zu Engpässen. Da bereits einige Flughäfen und Luftverkehrsgesellschaften an ihre Kapazitätsgrenzen stoßen, müssen von den betroffenen Akteuren im System des Luftverkehrs Methoden und Maßnahmen zur Kapazitätssteigerung entwickelt werden. Langfristig bestehende Kapazitätsengpässe wirken sich negativ auf alle Akteure des Luftverkehrssystems aus, somit scheint es plausibel, dass sich die Flughäfen, die Luftverkehrsgesellschaften, die Luftfahrtindustrie und die Flugsicherung mit dieser Problematik intensiv auseinandersetzen.

5

2 KAPAZITÄT IN DER LUFTFAHRT

2.1 DEFINITION

Kapazität wird in der Betriebswirtschaft als mögliche Leistungsfähigkeit einer Maschine oder eines Betriebes definiert. Die Kapazität ist abhängig vom Maschinenpark, vom Personal und ⁷ von organisatorischen Voraussetzungen.

Die Formulierung einer Definition der Kapazität in der Luftfahrt gestaltet sich komplexer. Es müssen hierbei sämtliche Prozesse entlang der Vorgangskette im Lufttransportsystem erfasst und berücksichtigt werden. Zu unterscheiden ist dabei zwischen der Kapazität der Luft- ⁸ verkehrsgesellschaft, der Kapazität des Flughafens und der Kapazität des Luftraumes.

Kapazität der Luftverkehrsgesellschaft

Hierbei wird die Kapazität einer Luftverkehrsgesellschaft gemessen an der angebotenen Passageleistung (engl.: Available Seat Kilometres [ASK]) und der angebotenen Beförderungsleistung insgesamt (engl.: Available Tonnes Kilometres [ATK]). Mit Hilfe des Nutzlade-faktors (NLF) kann eine Aussage über die Auslastung der Luftverkehrsgesellschaft getroffen werden. Der NLF wird ermittelt durch das Verhältnis der verkauften Verkehrsleistung (engl.: Revenue Tonnes Kilometres [RTK]) zur angebotenen Beförderungsleistung (ATK). 9

Die Kapazität einer Luftverkehrsgesellschaft wird maßgeblich bestimmt durch:

• die Flottengröße,

• die eingesetzten Luftfahrzeugtypen,

• den Flugplan. Kapazität des Flughafens

Die Kapazität eines Flughafens ist einerseits beschränkt durch die Luftseite des Flughafens und andererseits durch die Landseite des Flughafens.

Luftseite des Flughafens

Für die Kapazitätsbestimmung der Luftseite eines Flughafens sind folgende drei Bereiche maßgebend:

• die Start -und Landebahnen,

• die Zu- und Abrollwege,

⁷ Vgl.: Hadeler,T.: Gabler-Kompakt-Lexikon Wirtschaft; 2001. S.174

⁸ Vgl.: o.V.: Study on Constraints to Growth; 2001, S.2

⁹ Vgl.: Fricke, M.: Skript zur Lehrveranstaltung: Luftverkehrspolitik- und Wirtschaft; 2002, S.1-8

6

• das Vorfeld.

Ein ankommendes oder abfliegendes Flugzeug durchläuft nacheinander diese drei Bereiche, die jeweils durch eigene Kapazitätswerte gekennzeichnet sind. Daraus folgt, dass theoretisch die kleinste dieser Einzelkapazitäten die Kapazität der gesamten Luftseite bestimmt.

In diesem Zusammenhang unterscheidet man zwischen Technischer Kapazität und Praktischer Kapazität. Unter Technischer Kapazität versteht man die maximale Anzahl von Flugbewegungen, die eine Flugbetriebsfläche bezogen auf ein festgelegtes Zeitintervall aufnehmen kann. Dabei wird vorausgesetzt, dass eine ständige Nachfrage besteht und keine limitierenden Faktoren wirken. Bei der Praktischen Kapazität werden Verzögerungen (z.B. Warteschlangen) berücksichtigt, die dadurch entstehen, dass der Verkehr nicht gleichmäßig über einen festgelegten Zeitraum verteilt ist. Die Praktische Kapazität ist somit die maximale Anzahl an Flugbewegungen unter Berücksichtigung spezieller betrieblicher/technischer Parameter. 10

Landseite des Flughafens

Als wesentliche Elemente der Landseite eines Flughafens lassen sich nennen:

• die Zu- und Abfahrtswege für Flugplatznutzer und Versorgungsverkehre,

• die Standplätze für öffentliche Verkehrsmittel,

• die Vorfahrtflächen für öffentliche Verkehrsmittel,

• den Straßenbahnhalt, die S-Bahnstation, den Fernbahnhof,

• die Parkflächen, ¹¹ • die Servicegebäude.

Wie man bereits an der Anzahl der Elemente der Landseite sehen kann, lassen sich durchaus zahlreiche landseitige Kapazitäten am Flughafen ermitteln. Jedoch sollen in dieser Arbeit die landseitigen Kapazitäten eines Flughafens vernachlässigt werden.

Kapazität des Luftraumes

Die Kapazität eines Luftraumes ist definiert als die maximale Anzahl von Luftfahrzeugen, die ¹² pro festgelegtem Zeitintervall in einem Luftraumsektor untergebracht werden können.

Direkte Einflussgrößen auf die Kapazität eines Luftraumes sind folgende:

• die Größe des Luftraumsektors,

^{10 Vgl.: Mensen, H.: Hanbuch der Luftfahrt, 2003, S. 326 f 11} Vgl.: Mensen, H.: Hanbuch der Luftfahrt, 2003, S. 284 f

7

• die Anzahl verfügbarer Fluglotsen pro Luftraumsektor,

• die horizontale Aufteilung des Luftraumsektors,

• die technische Ausrüstung von Luftfahrzeugen und Kontrollzentralen,

• die Wetterbedingungen,

• der militärisch genutzte Luftraum.

2.2 AKTUELLE KAPAZITÄTS- UND NACHFRAGESTRUKTUR IN EUROPA

Im folgenden Abschnitt wird die aktuelle Kapazitäts- und Nachfragestruktur in Europa beschrieben. Dabei werden die Kapazitätsstrukturen der Luftverkehrsgesellschaften, Flughäfen und Luftraumsektoren im Einzelnen betrachtet. In der Luftfahrt sind Kapazität und Verspätungen unmittelbar miteinander verbunden. Weitere Informationen dazu sind unter Abschnitt 4.1 zu finden.

Kapazitätsstruktur der Luftverkehrsgesellschaften

Die Kapazitätsstruktur der Luftverkehrsgesellschaften in Europa soll anhand der Kennzahlen der Mitglieder der Association of European Airlines (AEA) dargestellt werden. Die AEA hat derzeit 31 Mitglieder, zu denen alle großen Netzwerkfluggesellschaften Europas zählen. Diese Organisation hat sich auf die Bereitstellung von Daten und Analysen über die Entwicklung des europäischen Luftverkehrs spezialisiert.

In der folgenden Tabelle sind die RTK, ATK sowie der NLF des Jahres 2002 aufgelistet. Die Kennzahlen werden jeweils für Inlandsverbindungen, Kurz- und Mittelstrecken und Langstrecken angegeben.

Im Vergleich zu dem Jahr 2001 sind die RTK um 3,3% und die ATK um 6,8% gesunken. Der ¹⁴ Die Kapazität der AEA Mitglieder NLF ist im Vergleich zum Vorjahr um 2,5% gestiegen.

¹² Vgl.: o.V.: Study on Constraints to Growth; 2001, S.4

¹³ Vgl.: o.V.: AEA Yearbook 2003, 2003, S. V-2

8

wurde demzufolge reduziert im Jahre 2002 mit dem Erfolg den NLF zu erhöhen. Die Gründe der Kapazitätsreduzierung liegen wahrscheinlich in den ungewissen Folgen des 11. September 2001 sowie dem Nachfragerückgang begründet.

Kapazitätsstruktur der Flughäfen

Eurocontrol Statistics and Forecast Service (STATFOR) hat eine Prognose zur vorhandenen Flughafenkapazität für das Jahr 2004 (Anzahl der Flugbewegungen pro Jahr) aller europäischen Großflughäfen erstellt. Dabei werden drei Szenarien angegeben:

Die kumulierten Endkapazitätswerte sind aus den einzelnen Kapazitätswerten der angegebenen Flughäfen berechnet. Damit ergeben sich folgende Kapazitätswerte:

Tabelle 2: Prognose der europäischen Flughafenkapazität 2004 (Anzahl der Flugbe-

wegungen pro Jahr) 15

Kapazitätsstruktur der Luftraumsektoren

Gegenwärtig sind die europäischen Luftraumsektoren in der Regel nach Landesgrenzen der Mitgliedstaaten aufgeteilt. In den folgenden Jahren ist eine Harmonisierung des europäischen Luftraumes in Form von gemeinsamen technischen Normen und der Neueinteilung ¹⁶ der Luftraumsektoren geplant.

Die einzelnen Luftraumsektoren unterscheiden sich in ihren Größen und der geographischen Lage. Somit lassen sich Kapazitäten der einzelnen Luftraumsektoren nicht gut vergleichen.

Im Folgenden wird der europäische Luftraum als ein Sektor mit einer Fläche von 10,8 Millionen km ² betrachtet. Er setzt sich derzeit aus 560 einzelnen Sektoren mit 58 Flugüberwa-

¹⁴ Vgl.:o.V.: AEA Yearbook 2003, 2003, S. V-3

^{15 Vgl.: o.V.: Forecast of Annual Number of IFR Flights (2004-2010) Volume1, 2004, S.32 16} Vgl.: Philipp, W.: Präsentation: Eurocontrol Air Traffic Management Strategy for years 2000+, 2001, S.6

9

chungszentren (engl.: Air Control Center [ACC]) zusammen, die von 29 verschiedenen Flugsicherungsgesellschaften (engl.: Air Service Navigation Provider [ASNP]) betrieben werden. Im Jahre 2001 wurden im europäischen Luftraum insgesamt 26.460.396 Flüge, die nach den Instrumentenflugregeln (engl.: Instrumental Flight Rules [IFR]) bewacht wurden, durchgeführt. Dafür wurden insgesamt 10.204.000 Kontrollstunden benötigt. 17

Die nachfolgende Graphik illustriert die prozentuale Veränderung des kontrollierten Luftverkehrs zwischen Sommer 2002 und Sommer 2003. Es lassen sich vereinzelt Rückgänge registrieren. Jedoch ist im oben genannten Zeitraum der kontrollierte Luftverkehr überwiegend in den Luftraumsektoren gestiegen.

Abbildung 1: Prozentuale Veränderung des kontrollierten Luftverkehrs zwischen ¹⁸ Sommer 2002 und Sommer 2003

Nachfragestruktur der Verkehrsleistung

Die Nachfrage der Verkehrsleistung kann gemessen werden an der Anzahl der IFR flights pro Zeitabschnitt, die in der Central Flow Management Unit Area (CFMU Area) durchgeführt werden. Im Jahre 2002 wurden rund 8,3 Millionen IFR flights durchgeführt, was einem

^{17 Vgl.: o.V.: ATM Cost-Effectiveness (ACE) 2001 Benchmarking Report, 2003, S.7, 35, 64 18} Vgl.: o.V.: ATFM Summary ,2003, S.18

10

Rückgang von 1,9% bezogen auf das Vorjahr entspricht. ¹⁹ Aktuelle Prognosen gehen von einem durchschnittlichen Wachstum der IFR flights in der CFMU Area von 3,4 % p.a. bis 2010 aus. Eine solche Entwicklung entspricht für 2010 ca.10,5 Millionen IFR flights. 20

In der folgenden Grafik sind die prognostizierten durchschnittlichen jährlichen Wachstumsraten der Anzahl der IFR flights im Zeitraum 2003-2010 in der CFMU Area dargestellt. Für die kommenden Jahre kann den Prognosen zufolge weiterhin mit einer Nachfragesteigerung der Verkehrsleistung in ganz Europa rechnen.

Abbildung 2: Durchschnittlichen jährlichen Wachstumsraten der Anzahl der IFR flights 2003-2010 21

2.3 GRENZEN DER KAPAZITÄT

Bei einem weiter anhaltenden Wachstum im Luftverkehr und der damit verbundenen Kapazitätserweiterung stellt sich die Frage, inwieweit Erweiterungen ökologisch, ökonomisch und sicherheitstechnisch noch tragbar sind.

¹⁹ Vgl.: o.V.: Performance review Report, 2003, S.17

²⁰ Vgl.: o.V.: Forecast of Annual Number of IFR Flights (2004-2010) Volume1, 2004, S.3

²¹ Vgl.: o.V.: Forecast of Annual Number of IFR Flights (2004-2010) Volume1, 2004, S.10

11

Ökologische Grenzen

Der Schutz der Umwelt ist eine globale Herausforderung. Die Frage, in welchem Maße durch menschliche Aktivitäten verursachte Emissionen von klimarelevanten Spurengasen das Weltklima beeinflussen, ist in vielen Ländern Gegenstand intensiver Forschung. In Deutschland werden seit 1992 unter Führung des Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in einem Verbundprogramm von mehr als 20 Forschungsinstituten die Auswirkung des weltweiten Luftverkehrs auf das Klima untersucht. Die Forschungsvorhaben sind noch nicht abgeschlossen. Aus den bereits erzielten Zwischenergebnissen geht jedoch her-vor, dass die Wirkung der Luftfahrtemissionen auf die Atmosphäre bisher falsch eingeschätzt wurde. Die im Verbundprogramm beteiligten Wissenschaftler sind sich einig, dass die Behauptung einer „besonderen Klimaschädlichkeit“ des Luftverkehrs nach neuestem ²² Stand der Forschung nicht gerechtfertigt ist.

Die Akteure des Luftverkehrssystems haben einen notwendigen Handlungsbedarf und beschäftigen sich schon lange aktiv mit der Entwicklung und Durchführung eines ökologisch tragbareren Luftverkehrs. Dabei ist die Luftfahrtindustrie fortwährend bestrebt neue Antriebstechnologien und aerodynamische Modifikationen am Flugzeug zu entwickeln, die den Treibstoffverbrauch und Schallemissionen reduzieren. So wurde bei Airbus innerhalb der vergangenen 20 Jahre der relative Treibstoffverbrauch pro Passagierkilometer um ca. 35% gesenkt. 23

Die ökologische Kapazität spielt im Kontext dieser Studienarbeit eine bedeutende Rolle. So können strikterer gesetzliche Regelungen bezüglich der Schallemissionen startender und landender Flugzeuge langfristig gesehen eine große Steigerung der gesamten Kapazität im Luftverkehr mit sich bringen. Die Luftfahrtindustrie wäre damit gezwungen die Schallemissionen landender und startender Flugzeuge weiter zu senken. Das kann durch eine verbesserte Aerodynamik und leisere Triebwerke realisiert werden. Je strikter die gesetzliche Auflage, desto geringer die Schallemissionen. Sobald die Anwohner großer Verkehrsflughäfen den entstanden Geräuschpegel startender und landender Luftfahrzeuge nicht weiter als störend empfinden, könnte langfristig ein Nachtflugverbot durch die entsprechenden Institutionen verkürzt oder eventuell ganz aufgehoben werden. Nun wären Flughäfen auch nachts betriebsbereit (siehe dazu auch Abschnitt 5.1.1).

Auf Initiative der EU, EUROCONTROL, IATA und ICAO (International Civil Aviation Organisation) wurden Studien zur ökologischen Kapazität im Luftverkehr erstellt. Ergebnisse sind

²² Vgl.: Mensen,H.: Handbuch der Luftfahrt, 2003, S. 884

²³ Vgl.: Mensen, H.: Hanbuch der Luftfahrt, 2003, S.895