Van 2D naar 3D stadsvervoer: nog een lange weg te gaan

Wat komt er kijken bij de overgang van van tweedimensionaal naar driedimensionaal stadsvervoer? Om die vraag te beantwoorden, studeerde TU Delft student Marcel Kool onlangs bij APPM Management Consultants af op het gebied van Urban Air Mobility (UAM). Op uitnodiging van Dronewatch schreef hij deze gastbijdrage over de hoofdlijnen van zijn onderzoek.

Aanleiding voor het onderzoek

Voor velen is het een jarenlange droom, voor anderen iets wat alleen maar in films kon: de ‘vliegende auto’. Sinds een aantal jaar lijkt het erop dat hij er op niet al te lange termijn écht gaat komen. Wereldwijd beginnen steeds meer actoren hun geloof uit te spreken in een toekomst met driedimensionale mobiliteit als een van de oplossingen voor congestie en vervuilde steden. Electric Vertical Take-Off and Landing (eVTOL) voertuigen – in de volksmond drones genoemd – zouden het huidige infrastructuurnetwerk moeten ontlasten en vracht en personen snel door de lucht naar de gewenste locatie moeten vervoeren. Deze nieuwe vorm van mobiliteit wordt ook wel Urban Air Mobility (UAM) genoemd.

Om UAM te realiseren zijn drie hoofdcomponenten nodig: (1) het vliegtuig en de vliegtuigbemanning, (2) het beheer van het luchtruim en (3) de integratie in steden en de gemeenschap. De industrie heeft de afgelopen jaren grote stappen gezet in de eerste twee aspecten. De integratie van UAM in de stad – die onder meer gaat over infrastructuur, sociale acceptatie en regelgeving – is echter achteropgeraakt, omdat steden zich nog nauwelijks voorbereiden op deze nieuwe vorm van vervoer. Toch kan UAM veel eerder werkelijkheid worden dan die steden wellicht verwachten, met de eerste ontwikkelingen al binnen enkele jaren en grootschalige implementatie vanaf het volgende decennium. Wanneer dat gebeurt, zullen steden hier klaar voor moeten zijn.

Het is daarom belangrijk om te onderzoeken wat het betekent en vereist om UAM in een stad te integreren. Dit vormde dan ook de basis voor mijn afstudeeronderzoek. Om bij te dragen aan het begrip van het onderwerp en de praktische uitwerking van de stadsintegratie van UAM te analyseren, is met het onderzoek getracht een antwoord te geven op de vraag hoe de transitie van Urban Air Mobility gerealiseerd kan worden in steden. Het hoofddoel van het onderzoek was het analyseren van de vereiste veranderingen in het stedelijke mobiliteitsregime, welke uitdagingen dit zal veroorzaken en welke acties steden kunnen ondernemen ter voorbereiding op UAM. Om de onderzoeksvraag te beantwoorden, werd een combinatie van verschillende kwalitatieve methoden voor het verzamelen van gegevens toegepast: literatuuronderzoek en semi-gestructureerde interviews.

Veranderingen in het bestaande mobiliteitssysteem

Het onderzoek laat zien dat er veel komt kijken bij de overgang van tweedimensionaal naar driedimensionaal stadsvervoer, oftewel Urban Air Mobility. De transitie wordt gedreven door grootschalige ontwikkelingen zoals verstedelijking, mobiliteitsgroei en klimaatverandering, waardoor het bestaande mobiliteitsregime onder druk komt te staan. Daarnaast zijn er technologische innovaties in ontwikkeling, zoals batterij- en communicatietechnologieën en automatisering, waarvan de ontwikkeling van UAM als nieuwe vervoerswijze zal afhangen. Ook zijn er interne fricties in het bestaande mobiliteitssysteem, zoals congestie, die vragen om nieuwe, duurzame mobiliteitsoplossingen. De vergelijking tussen het bestaande en toekomstige mobiliteitsregime – het laatste inclusief UAM – maakt duidelijk dat de integratie van UAM in steden veranderingen vereist in elke afzonderlijke dimensie van het mobiliteitsregime.

 

Het Multi-Level Perspective, door Frank Geels (zie figuur 1), geeft een goed overzicht van de werking van transities. Landschapsontwikkelingen voeren druk uit op het huidige regime, terwijl in de niche technologische innovaties plaatsvinden die samen of alleen het huidige regime mogelijk kunnen verbeteren of aanvullen. Voor het zover is, moeten er wel veranderingen plaatsvinden in de verschillende dimensies in het regime (weergegeven in de rode en groene cirkel) en deze moeten (opnieuw) met elkaar in lijn komen. Bij het realiseren van deze veranderingen komen bepaalde uitdagingen of barrières kijken, welke overwonnen moeten worden. Ook de ontwikkeling van UAM krijgt hiermee te maken. Mijn onderzoek heeft zich precies op dat gat tussen niche (huidige situatie, waar UAM zich nu bevindt) en het nieuwe regime (gewenste situatie) gericht. Hoe moeten de verschillende dimensies veranderen om de ‘community integration’ van UAM mogelijk te maken, welke uitdagingen komen daarbij kijken en welke aanbevelingen tot actie kan ik daarbij doen?

Stedelijke uitdagingen vragen om acties

De integratie van UAM gaat gepaard met verschillende uitdagingen en vraagt ​​om acties van steden. De verwevenheid van verschillende systemen, onder meer op gebied van mobiliteit, ruimtelijke ordening, energie en maatschappij, maakt de realisatie van Urban Air Mobility een complexe opgave. Grote uitdagingen situeren zich vooral binnen de dimensies sectoraal beleid, infrastructuur en cultuur of symbolische betekenis. De belangrijkste acties die steden kunnen ondernemen, pakken daarom ook deze uitdagingen aan. Zo was er tot voor kort een lappendeken van regels die van land tot land verschilden en het gebruik van drones beperken of verbieden en zo – met name in de stad – UAM vrijwel onmogelijk maken. Dit vereist standaardisatie van regels, die vooral het gebruik van drones mogelijk maken, met waardering voor sociale waarden.

Bovendien ontbreekt het meestal aan bestaande infrastructuur, zowel fysiek als digitaal, waardoor nieuwe infrastructuur ontwikkeld moet worden. De beperkte ruimte, de geschiktheid van bestaande gebouwen, de financiële haalbaarheid en de maatschappelijke waarde van UAM zijn echter enkele belangrijke factoren die de ontwikkeling van infrastructuur binnen stedelijke centra tot een uitdagende opgave maken. Steden zullen geschikte locaties voor vertiports (landingsplekken) moeten identificeren, rekening houdend met dit soort factoren. Maar ook de bestaande energiecapaciteit is een voorbeeld van een belangrijk potentieel obstakel. Waar het gebruikelijke snelladen van personenvoertuigen doorgaans varieert van 50 kW tot 350 kW, vereist UAM naar verwachting laadcapaciteiten tot 600 kW, op geconcentreerde plekken in de stad. Om hierin te voorzien, moeten steden mogelijk aanpassingen doen aan hun bestaande energienetwerk.

Ten slotte zal UAM vermoedelijk grote sociale impact hebben in termen van geluid, horizonvervuiling, privacy, veiligheid en prijs. Het risico op sociale weerstand is daardoor groot. Het is belangrijk dat steden hierop anticiperen door onder meer de gemeenschap voor te lichten en te onderwijzen over UAM, maatschappelijke richtlijnen op te stellen en pilotprojecten uit te voeren. Een VR simulator, zoals NLR voorstelt, zou daarbij een goede optie kunnen zijn. Andere acties die steden kunnen ondernemen om zich voor te bereiden op UAM zijn onder meer het verkennen van geschikte use cases en het definiëren en verdelen van de rollen van stakeholders. Een belangrijke vraag die nog openligt bij die laatste actie is bijvoorbeeld wat de precieze rol van gemeenten wordt en in hoeverre zij zeggenschap dienen te krijgen over het lage luchtruim.

Conclusie

Concluderend staat de realisatie van UAM in steden nog in de kinderschoenen en vereist het een ​​uitgebreid proces van (onderling afhankelijke) ontwikkelingen en acties. Zodra de verscheidenheid aan niche-innovaties zich heeft ontwikkeld tot een meer volwassen staat – wat nog enkele jaren kan duren -, kan de doorbraak van (grootschalige) UAM in het stedelijke mobiliteitsregime beginnen. Deze transitie vereist veranderingen in alle regimedimensies. De integratie in steden zal op verschillende manieren impact hebben, waarvan wordt aangenomen dat de impact in het ruimtelijke, energie en sociale domein het grootst zal zijn. Uitdagingen doen zich voor, vooral op het gebied van sectoraal beleid, infrastructuur en cultuur of symbolische betekenis binnen het mobiliteitsregime. Om de transitie van UAM in steden te realiseren, moet deze spoedig worden aangepakt, want er is nog een lange weg te gaan.

Dit onderzoek stelt enkele van de belangrijkere acties voor, die steden kunnen oppakken ten behoeve van de stadsintegratie van UAM. Deze worden geschetst in een roadmap, die een eerste aanzet moet geven op weg naar de transitie van UAM in steden. Het onderzoek beveelt steden aan om de geïdentificeerde acties voor UAM-stadsintegratie te ondernemen. Ze geven inzicht in wat er moet gebeuren om dit mogelijk te maken. Dit onderzoek heeft zodoende een eerste, verkennende stap in de goede richting gezet. Verder onderzoek naar deze acties is echter nodig. Steden wordt daarom aangeraden hiermee door te gaan, zodat ze een antwoord kunnen vinden op de impliciete onderzoeksvragen die in deze acties schuilgaan.

Het gehele afstudeeronderzoek is te vinden in de kennisbank van de TU Delft.