Der Aufstieg der Drohnen

Anfang 2018 wurde für kurze Zeit ein Versuch gestartet, Medikamente in entlegene Gebiete Ostafrikas zu liefern. Und zwar senkrecht, dank eines sogenannten Paketdrohnenprojekts, das von DHL, der deutschen Entwicklungsagentur GIZ und dem auf Flugtechnik spezialisierten Startup Wingcopter entwickelt wurde. Das Projekt verzeichnete mehr als 180 Starts und Landungen mit einem Flugrekord von mehr als 2.200 km, der in rund 2.000 Minuten in der Luft zwischen dem Festland und einer Insel im Viktoriasee erzielt wurde.

Es war ein ideales Umfeld für ein solches Experiment. Die medizinische Versorgung der 400.000 Menschen, die größtenteils Albinos sind und auf Ukerewe - Afrikas größter Insel im See - leben, war aufgrund der schlechten Infrastruktur und des extrem schwierigen Geländes stark eingeschränkt. Experten schätzten, dass sich die Transportzeit von sechs Stunden auf etwa 40 Minuten verkürzen ließe, wodurch die Versorgung mit Notfallmedikamenten oder das schnelle Nachfüllen von Kühlkettenartikeln, die nicht mehr vorrätig sein sollten, möglich würde.

Als weiteren Vorteil nannte DHL damals, dass das winzige Fluggerät nach der Auslieferung seiner Fracht problemlos mit Blut- und Laborproben beladen werden könnte, um sie zurück aufs Festland zu bringen. In Zukunft, so hieß es, könnte der Parcelcopter nicht nur die Logistik im Gesundheitswesen verbessern: Er hätte das Potenzial, zur weltweiten Krisenprävention beizutragen, indem er zum Beispiel eine frühzeitige Reaktion ermöglicht, um die Ausbreitung von Viruserkrankungen wie Ebola zu verhindern.

Im vergangenen September unternahm eine Drohne einen Testflug, um Medikamente von Trikala im Nordwesten Griechenlands zu einer Apotheke in Leptokarya zu liefern, einem Dorf mit 200 Einwohnern in nur drei Kilometern Entfernung. DHL plante außerdem, einen so genannten unbemannten Paketkopter einzusetzen, um Medikamente und andere dringende Lieferungen auf die winzige, abgelegene Insel Juist in der Nordsee zu bringen, die nur wenige Kilometer vor der deutschen Küste liegt. Für das Versuchsprojekt wurde vom deutschen Verkehrsministerium ein eingeschränkter Luftraum für die 12 km lange Strecke genehmigt. Juist ist nur durch eine einmal täglich verkehrende Fähre und regelmäßige Passagierflüge erreichbar.

Die Drohne startet vom Hafen in Norddeich und wird von einem DHL-Kurier abgeholt, der die Medikamente an die Inselapotheke liefert. Kürzlich wurde eine von Wingcopter entwickelte Drohne zur wichtigen Verbindung zwischen dem Merck-Forschungszentrum in Darmstadt (Deutschland) und den analytischen Labors und Produktionsanlagen im 25 km entfernten Gernsheim eingesetzt und ersetzte den LKW als Transportmittel für Spezialproben. Auch hier war das Hauptproblem die Verzögerung, insbesondere bei zeitkritischen Forschungsarbeiten. Das Warten auf festgelegte Zeitfenster für den Probentransport - und die damit verbundenen Kohlendioxidemissionen und Verkehrsstaus - waren nicht tragbar. Sylke Klein, Wissenschaftlerin im Unternehmensbereich Elektronik, erklärte: "Wingcopter war zu dieser Zeit Teil unseres Accelerator-Programms. Bis zu dem Zeitpunkt, als wir uns trafen, verfügten sie über diese großartige Technologie, hatten aber noch nicht viele Anwendungen dafür gefunden. Ich spürte sofort, dass die Lieferdrohne die perfekte Lösung für unsere internen Logistikprobleme war."

UAVS und ihre Rolle in der chemischen Verarbeitung

In Zusammenarbeit mit der Frankfurt University of Applied Sciences beantragten sie die Nutzung einer bestimmten Flugroute zwischen den Standorten für den Flug einer vollautomatischen Lieferdrohne, und im Februar 2020 absolvierte der Wingcopter - ein Fluggerät, das im Starrflügler-Modus eine Geschwindigkeit von 150 km/h erreicht - seinen Jungfernflug - in nur 17 Minuten. Bezeichnenderweise war auch der Flug vollautomatisch - er wurde nur durch eine vorprogrammierte Route gesteuert und über eine Bodenstationssoftware und eine mobile App überwacht. Damals wurde der Flug als der erste Drohnenflug jenseits der Sichtlinie (BVLOS) in dieser Entfernung in Deutschland gefeiert. Der erfolgreiche Erstflug markiere einen Meilenstein in der Geschichte der unbemannten Luftfahrt und der innerbetrieblichen Logistik, so das Unternehmen. Das Projektteam hofft, dass er als Vorbild für ähnliche Projekte in der ganzen Welt dienen wird.
Das Aufkommen unbemannter Luftfahrzeuge - oder UAVs - ist für die chemische und chemieverarbeitende Industrie schon seit einiger Zeit von Vorteil. Sie haben den Anlagenbetreibern geholfen, kritische Infrastrukturen zu überwachen, fundiertere Entscheidungen zu treffen und genaue, effiziente und schnelle Ergebnisse zu erzielen, ohne das Personal in Gefahr zu bringen.

Adam Serblowski, Robotics Theme Lead bei Shell, fasste die Situation in einem Gespräch mit dem Online-Portal Process Worldwide kurz und bündig zusammen: "Drohnen haben zu Einsparungen in Millionenhöhe geführt und Zehntausende von Stunden an HSSE (Health, Safety, Security and Environment - Gesundheit, Sicherheit und Umwelt) bei Arbeiten in der Höhe und auf engem Raum eingespart. Shell versucht nun, diesen Wert durch die Integration von Drohnen in Anlagen zu steigern, so dass sie Einsätze für Tätigkeiten mit hoher Frequenz und geringer Auswirkung unterstützen können, was den Weg der Drohnen von einem Ad-hoc-Werkzeug zu einem kritischen Teil der Infrastruktur vervollständigen wird."

Und Marc Gandillon, Marketingleiter bei Flyability in Lausanne, Schweiz, bezeichnet die Gesamteinsparungen durch geringere Ausfallzeiten, niedrigere Betriebskosten und eine höhere Datenqualität und -quantität als "enorm" und zitiert einen Kunden, der mit einer einzigen Inspektion 500.000 Dollar einspart.

„Risiken für Menschen in gefährlichen Situationen, wie z. B. beim Betreten von engen Räumen und bei Arbeiten in der Höhe, zu vermeiden, ist definitiv der überzeugendste Vorteil des Einsatzes von Drohnentechnologie." Er fügte hinzu: "Die Einführung der Drohnentechnologie ist mit nicht zu vernachlässigenden Implementierungskosten verbunden. Dazu gehören die Anschaffung und Wartung der Ausrüstung, die Schulung der Benutzer und alle Änderungen, die am Inspektionsprozess selbst vorgenommen werden müssen, um den Einsatz der neuen Ausrüstung/Technologie zu ermöglichen. Der Einsatz von Drohnentechnologie bei der Instandhaltung Ihrer Anlagen ist jedoch eine Grundentscheidung. Schließlich können Sie das Leben eines Menschen retten und mit der richtigen Einbindung in ein Drohnenprogramm die Zahlen verbessern."

Die beträchtlichen Investitionen haben den Schweizer Drohnenmarkt in absoluten Zahlen auf den vierten Platz weltweit gebracht und ihn mit einer prognostizierten Wachstumsrate von 10,6 Prozent (CAGR) zur Nummer eins auf Pro-Kopf-Basis gemacht. In Deutschland sind laut einem kürzlich veröffentlichten Bericht rund 430.700 Drohnen im Einsatz, allerdings nur 45.200 auf kommerzieller Basis. Dennoch machen sie 738 Millionen Euro aus - 87,86 Prozent des gesamten Umsatzes im Zusammenhang mit Drohnen in diesem Land.

Und im Gegensatz zu dem für den Freizeitmarkt prognostizierten Rückgang von 1,4 Prozent CAGR (durchschnittliche jährliche Wachstumsrate) wird für den kommerziellen Sektor in den nächsten vier Jahren ein Wachstum von 14,5 Prozent erwartet. Experten gehen davon aus, dass ein Teil davon auf die steigende Zahl von Passagierdrohnen zurückzuführen sein wird, auch wenn der Sektor erst im Laufe des nächsten Jahrzehnts ernsthafte Rentabilität erreichen dürfte.

Bereits im Mai 2020 hat das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur einen Aktionsplan "Unbemannte Luftfahrtsysteme und innovative Luftfahrtstrategien" vorgestellt, der die Eckpunkte der künftigen Regulierung von Drohnen und Lufttaxis skizziert.

Der Weltmarkt für unbemannte Luftfahrzeuge wurde damals auf jährlich 127 Milliarden Dollar geschätzt, und das Europäische Parlament prognostizierte, dass die zivile Drohnentechnologie in den nächsten zehn Jahren etwa 10 Prozent des EU-Luftverkehrsmarktes ausmachen könnte.

Die Bundesregierung will Deutschland zu einem Leitmarkt für die Entwicklung neuer innovativer Drohnentechnologie machen und gleichzeitig hohe Sicherheitsstandards etablieren. Erhebliche Potenziale sieht sie insbesondere für Dienstleistungen in den Bereichen Verkehr, Vermessung, Medienproduktion, Sicherheit und Strafverfolgung, Katastrophenschutz, Landwirtschaft, Energieversorgung, Distributionslogistik sowie für die Versorgung ländlicher oder abgelegener, schwer zugänglicher Gebiete mit Waren und Dienstleistungen.

Ihr Betrieb wird seit langem durch das Luftverkehrsgesetz und die eigene Luftverkehrsordnung des Landes geregelt. Die Betreiber benötigen eine Lizenz, um sie ab einem bestimmten Gewicht, bei Nacht oder über bestimmten Gebieten zu fliegen. Alles, was mehr als 0,25 kg wiegt, muss gekennzeichnet werden, und für Flugzeuge, die mehr als 2 kg wiegen, ist ein Kenntnisnachweis erforderlich, obwohl diese nationalen Vorschriften zunehmend durch umfassendere EU-Vorschriften ersetzt werden.

Die Schattenseiten des Aufsteigens

Drohnen bieten insbesondere Pharmainspektoren Zugang zu qualitativ hochwertigen visuellen Daten, da sie in der Lage sind, kleinste Details zu erkennen, und über eine starke Stabilisierung und einzigartige Beleuchtungsfunktionen verfügen, die es den Piloten ermöglichen, wichtige Details zu erkennen, wofür ein Inspektor sonst beispielsweise in einen Tank einsteigen müsste. Die moderne Indoor-Drohne ist in der Lage, auf enge, begrenzte Räume zuzugreifen, und da sie in der Regel von Schutzkäfigen umgeben ist, die ihr eine hohe Kollisionstoleranz verleihen, kann sie Oberflächen treffen und weiterfliegen.

Die Gesundheitsbehörden haben jedoch Bedenken in Bezug auf die Sicherheit der Sendungen und der Patientendaten geäußert. Die Aufrechterhaltung der Unversehrtheit des Transportguts kann Schwierigkeiten bereiten, insbesondere bei biologischen Arzneimitteln wie Insulin und Impfstoffen, die empfindlich auf Temperatur, Feuchtigkeit und Vibration reagieren können. Und obwohl es möglich ist, bordeigene Klimatisierungssysteme zu installieren, würden sie das Gewicht der Drohne erhöhen, ihre Gesamtnutzlast verringern und möglicherweise die Nichteinhaltung von Vorschriften riskieren. Aber all diese Probleme sind Teil des Fortschritts.