Roma, 01/06/2023
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Il futuro del trasporto aereo tra SAF, elettrico ed idrogeno

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Sembra tracciata la strada per il trasporto aereo: minori emissioni, se non zero, ed investimenti in tecnologie alternative ai carburanti e motori tradizionali. Dai combustibili sostenibili all’idrogeno passando per l’elettrico, i progetti in cantiere

Gli aerei hanno un problema: sono tra i mezzi di trasporto più inquinanti in assoluto. Come riporta Forbes, un velivolo di linea rilascia in media 285 grammi di CO2 a passeggero, laddove un’auto con motore termico si ferma ad un valore pari a 104, e che scende ulteriormente con i treni (14 grammi: non a caso l’Agenzia Europea dell’Ambiente considera questi ultimi i mezzi più sostenibili viste le emissioni totali pari allo 0,5%).

Verso aeromobili più sostenibili

Poi ovviamente ci sono delle variazioni da compagnia a compagnia, con vettori che lavorano per diminuire la quota di emissioni per aerei meno impattanti e con piani sovranazionali che, come vedremo, puntano a questo obiettivo. Ma in ogni caso, e come vi abbiamo spesso raccontato su queste pagine, i carburanti tradizionali non sono considerati il futuro di questo sistema di trasporto: e come vi abbiamo ugualmente illustrato, diverse compagnie, aziende e start-up stanno lavorando per tecnologie alternative per spingere i loro velivoli nei cieli: segnatamente l’elettrico, i cosiddetti Sustainable Aviation Fuels (SAF) come i biocarburanti e l’idrogeno.

Non c’è un’unica via, visto che i costruttori stanno lavorando anche ad altri aspetti per rendere meno impattanti gli aerei per raggiungere la neutralità delle emissioni di carbonio entro il 2050, come una diversa aerodinamica: l’alimentazione resta comunque il campo privilegiato e principale, con le alternative che abbiamo anticipato e che sembrano quasi obbligate, se pensiamo che nella sola Europa il piano del Green Deal integra dal 2021 il cosiddetto programma approvato dall’Organizzazione Internazionale per l’Aviazione Civile chiamato CORSIA (Carbon Offsetting and Reduction Scheme for International Aviation), il cui obiettivo è compensare l’80% delle emissioni superiori ai livelli del 2020 entro il 2035, e che dal 2027 sarà vincolante per tutti i Paesi dell’UE (ma riguarderà solo i voli internazionali e saranno le compagnie stesse a doversi auto monitorare, in modo da bilanciare eventualmente emissioni superiori con l’acquisto in crediti da sfruttare per la sostenibilità e le rinnovabili).

I carburanti per il trasporto aereo: opportunità e svantaggi

I biocarburanti, combustibili di origine vegetale su cui l’Italia punta (forse non molto saggiamente) per la mobilità stradale prossima ventura, sono una via più praticabile per i mezzi dei cieli. I SAF, che comprendono anche i carburanti sintetici (più sostenibili in questo caso, rispetto ai biofuel), al momento sono già utilizzati nel campo dell’aviazione commerciale ma in misura limitata. Il recente accordo, ReFuel Aviation, sulla loro miscelazione con combustibili tradizionali fissata dalle istituzioni UE punta a ridurre le emissioni di CO2 derivanti dai velivoli di circa due terzi entro il 2050.

I biofuel che possono derivare da scarti agricoli o oli da cucina esausti hanno il vantaggio del fatto che i velivoli non necessitano di modifiche profonde al sistema di propulsione del mezzo, né infrastrutture molto diverse da quelle attuali, il che offre a questa tipologia di carburanti un futuro nella decarbonizzazone del settore aviazione (si stima che i SAF potrebbero dare un contributo pari al 65% nei progetti che il settore ha in merito all’abbattimento delle emissioni verso l’obiettivo del 2050).

Ma la cosa ha i suoi costi, con una stima di circa 35 miliardi di galloni di biocarburanti all’anno per raggiungere le emissioni zero nel 2050; inoltre sarà necessario aumentare la produzione dei materiali per i SAF, che vista la loro fornitura limitata così come la distribuzione (nonostante dei colossi dell’estrazione e della raffinazione di idrocarburi come la finlandese Neste stiano puntando sulle fonti rinnovabili, ed anche sui biofuel fornendo alle compagnie europee all’incirca 34 milioni di galloni per anno) potrebbero avere dei costi tre volte superiori ai carburanti tradizionali. Per non parlare poi dei risvolti etico-economici di alcuni tipi di biofuel, ovvero destinare terreni coltivabili a una produzione non per coprire le esigenze alimentari delle popolazioni, ma per far muovere dei mezzi di trasporto.

Le aziende, le compagnie ed anche le start-up si stanno comunque muovendo, come United Airlines che ha stanziato assiema ad Air Canada, Boeing, GE Aerospace, JPMorgan Chase e Honeywell 100 milioni di dollari nei SAF, Boeing che punta al raddoppio dell’utilizzo degli stessi, Boom Supersonic che ha annunciato l’acquisto sino a 5 milioni di galloni da un’azienda specializzata in etanolo quale è Air Company, e così via. Secondo l’International Air Transport Association nel 2025 saranno 2 milioni i voli commerciali che utilizzeranno i carburanti bio: nel 2022 erano 450.000.

L’elettrico nel trasporto aereo: dagli eVTOL ai voli di linea

Ma, come abbiamo detto, non ci sono solo i SAF come fonte d’energia per gli aerei dell’immediato futuro. Lo sviluppo e l’avanzare degli eVTOL dimostra come possa essere praticabile, salvo incidenti di percorso inevitabili con tecnologie giovani, la possibilità di far muovere piccoli velivoli a decollo ed atterraggio verticale con l’elettricità, proponendosi come opportunità aggiuntiva per tratte ovviamente non eccessivamente lunghe.

Aerei di linea elettrici: EasyJet e Eviation

Anche gli aerei di linea stanno provando a puntare sulle batterie, come dimostra il progetto che vede collaborare EasyJet da una parte e la start-up statunitense Wright Electric, con le due realtà che ambiscono a lanciare un aereo elettrico da 186 posti entro il 2030 (ma la stessa start-up sta lavorando ad una versione da 100 posti da rilasciare entro il 2026, sfruttando batterie ad alluminio).

Altri progetti in cantiere da citare sono quelli dell’israeliana Eviation Aircraft, che è riuscita nell’obiettivo di far effettuare un volo di prova al suo aereo per nove passeggeri chiamato Alice, totalmente elettrico, ad una quota pari a 3.500 piedi (un chilometro) e per un tempo pari a otto minuti, da e verso il Grant County International Airport di Washington. L’obiettivo è ottenere la certificazione per il volo nel 2025 e iniziare con le consegne nel 2027.

Immagine: Eviation Aircraft

Le soluzioni di trasporto aereo sostenibile di Embraer e Rolls-Royce

E ancora, l’Energia Electic della brasiliana Embraer, anch’esso a nove posti e per voli a corto raggio, con un’autonomia pari a 200 miglia (320 km). Tra l’altro la stessa azienda costruttrice si è posta come obiettivo la conversione di tutti i suoi aeromobili con carburanti SAF entro il 2030. Salendo poi di posti (44 passeggeri) abbiamo il Maeve 01 da 250 miglia (400 km), che si differenza dagli altri promettendo un sistema di ricarica ad hoc (chiamato Maeve reCharge) che può permettere di far recuperare l’energia all’aeromobile in soli 35 minuti: il lancio del velivolo è previsto dal 2030.

Rolls-Royce Group, che a differenza del distaccamento Motor Cars si occupa più prettamente del settore energetico e dei motori navali e per l’aviazione, ha sviluppato poi l’ionBird, velivolo che potrebbe toccare i 480 km/h, mentre la compagnia Lilium propone un aereo elettrico a 7 posti da 280 km/h ed autonomia di circa 250 km, pronto per i voli veri e propri nel 2024.

Aerei a idrogeno e i progetti in cantiere

L’altra opportunità che il settore aeronautico può cogliere per abbattere le emissioni è l’idrogeno. Abbiamo parlato su queste pagine del progetto di ZeroAvia, che con il suo bimotore Dornier 228 posti ha iniziato i primi test del velivolo che monta un propulsore elettrico con pacchi batteria agli ioni di litio e serbatoi e fuel cell di idrogeno. La stessa compagnia ha stretto un accordo con Absolut Hydrogen per studiare le possibilità dell’idrogeno liquido, più conveniente sotto diversi aspetti rispetto a quello gassoso.

I progetti ZEROe di Airbus

Nel 2020 Airbus aveva annunciato il progetto ZEROe per velivoli commerciali alimentati ad idrogeno a corto, medio e lungo raggio. Sulla carta ci sono tre aerei che dovrebbero debuttare nei prossimi anni (l’obiettivo è il 2035): un sostituto dell’A320 da 120-200 passeggeri ed un range di volo che potrebbe toccare i 4.000 km, una versione da 100 passeggeri e 2.000 km di autonomia e l’innovativo (a partire dalla particolare forma aerodinamica della fusoliera e delle ali) Maveric (Model Aircraft for Validation and Experimentation of Robust Innovative Controls) da 200 ospiti a bordo e 4.500 km di copertura in volo.

Gli interni del Maveric (fonte: Airbus)

Le tecnologie di Boeing e NASA per l’idrogeno

Sulla stessa falsariga si innesta poi Boeing con un prototipo frutto del lavoro in collaborazione con la NASA, dalle particolari ali (con un motore sotto ciascuna) che non partono dal corpo centrale della fusoliera ma sono posizionati in alto per creare meno resistenza aerodinamica e minori consumi (primo test previsto per il 2028).

Il programma di British Airways con i primi voli di prova con 20 passeggeri del proprio prototipo, che dovrebbe coprire una distanza di circa 800 km e l’aereo prodotto dalla californiana Universal Hydrogen da 40 passeggeri, reduce nelle scorse settimane dall’ottenimento del certificato di aeronavigabilità sperimentale da parte della Federal Aviation Administration (FAA) e dal primo volo di prova dallo stato di Washington. Parliamo di un velivolo elettrico ad idrogeno per tratte regionali, che ha volato grazie ad un motore elettrico a celle a combustibile, più uno tradizionale mantenuto per sicurezza (si punta ad ottenere il via libero definitivo dalla FAA entro il 2025).

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