Aerei a batteria: dal 2024 primi voli per passeggeri ad alimentazione elettrica

Mentre in tutto il mondo, in particolare in Europa, si sta parlando di idrogeno e biocarburanti per l'aviazione, al fine di ridurre l'impatto sul clima di questa importante area dei trasporti, c'è chi pensa agli aerei elettrici. E dal 2024 i primi voli sperimentali con passeggeri.

Che cosa serve per avere gli aerei elettrici

Secondo i dati dell'International Council on Clean Transportation (ICCT), circa il 2,4% delle emissioni globali di CO2 arriva dal traffico aereo. Insieme agli altri gas e al vapore acqueo prodotto dai velivoli, l’intero settore aereo è responsabile di circa il 5% del riscaldamento globale.

Volare produce 285 grammi di CO2 per ogni passeggero per ogni chilometro percorso, un’auto ne produce 42.

Secondo le stime di Supporting European Aviation, a luglio 2019 in Europa il traffico aereo (oltre 1 milione di voli) avrebbe generato 20,7 milioni di tonnellate di CO2.

A livello globale le soluzioni a cui si sta pensando con più attenzione per la riduzione di questo impatto sul clima da parte dell'aviazione è l'uso di carburanti alternativi a combustibili fossili: idrogeno e bicarburanti.

L’idrogeno, però, può essere un carburante a zero emissioni se prodotto con energia rinnovabile. A settembre, Airbus aveva presentato un piano di produzione di aerei commerciali alimentati a idrogeno entro il 2035, dando il via alla prospettiva del volo a zero emissioni. Tuttavia, l’idrogeno richiede molto più spazio del cherosene per un viaggio equivalente, necessitando quindi di serbatoi più grandi che tolgono spazio ai passeggeri. 

I biocarburanti per l'aviazione (SAF) più comuni sono quelli prodotti da colture alimentari come granoturco, mais, colza e grano, tutti ricchi di oli vegetali essenziali. Hanno un costo di produzione quindi molto più elevato e una scarsa produzione. Il probema non è quindi nei velivoli ma nelle forniture.

Ecco perchè c'è chi sta pensando con insistenza agli aerei ad alimentazione elettrica. In questo caso, ovviamernte, il problema principale è quello delle batterie che dovrebbero alimentare gli aerei, il cui peso avrebbe un'incidenza molto elevata e ad oggi comporterebbe una limitazione troppo forte della distanza in cui volano: l'aereo elettrico di oggi secondo una recente analisi potrebbe trasportare in sicurezza una dozzina di altri passeggeri solo per circa 30 miglia.

La ricerca sugli aerei elettrici

Si è sottolineato come il fattore più limitante sia la batteria, in particolare la quantità di energia che può essere immagazzinata in uno spazio ridotto.

Le batterie di oggi non hanno la capacità di immagazzinare l'energia necessaria per alimentare nient'altro che gli aerei più leggeri per viaggi molto brevi.

La ricerca, da parte dei grandi gruppi come delle start up, sta lavorando in modo frenetico per arrivare a batterie sempre più piccole e potenti, e negli ultimi trent'anni di passi avanti se ne sono fatti, ma non ci sono ancora soluzioni idonee. Ecco perchè il futuro degli aerei elettrici potrebbe dipendere dal futuro dei progressi nella tecnologia delle batterie.

Eppure le riduzioni delle emissioni potrebbero essere significative.

In un articolo sul MIT Technology Review  si legge che un aereo a batteria caricato con energia rinnovabile potrebbe produrre quasi il 90% in meno di emissioni rispetto agli aerei odierni che funzionano a carburante per aerei (Jayant Mukhopadhaya, analista dei trasporti presso l'International Council on Clean Transportation (ICCT).  Anche perchè, in un aereo elettrico, circa il 70% dell'energia utilizzata per caricare una batteria alimenterebbe effettivamente l'aereo, mentre con l'idrogeno e il carburante sintetico, ad esempio, l'efficienza potrebbe arrivare dal 20 al 30%.

Ci sarebbero poi ulteriori vantaggi: gli aerei elettrici risulterebbero più convenienti per l'acquisto, il funzionamento e la manutenzione: i motori elettrici sono infatti più semplici e affidabili, hanno minori i costi di manutenzione, anche del 90%, rispetto ai turboelica e il monitoraggio elettronico intelligente riduce le esigenze di ispezione.

Nel 2024 si parte

Heart Aerospace, una startup con sede in Svezia, è tra le aziende che tentano di capitalizzare la promessa delle batterie per commercializzare aerei elettrici. I loro aerei da 19 posti inizieranno i test di volo nel 2024 e potrebbero volare commercialmente entro il 2026, secondo il CEO Anders Forslund.

L'azienda prevede di iniziare in mercati di nicchia, come attraversare i fiordi della Scandinavia. Queste rotte sono difficili da sostituire con il trasporto terrestre e in alcuni paesi, come la Norvegia, potrebbero essere sovvenzionate dal governo.

Forslund afferma che questi viaggi sono solo l'inizio, tuttavia, e l'obiettivo è espandere il volo regionale a livello globale. Anche con l'attuale tecnologia delle batterie, afferma la società, i suoi aerei potrebbero essere in grado di volare per circa 400 chilometri o 250 miglia. Si tratta della distanza tra New York City e Boston o Parigi e Londra.

I requisiti della batteria per volare anche questi brevi viaggi sono piuttosto sostanziali. Gli aerei da 19 posti di Heart trasporteranno a bordo circa 3,5 tonnellate di batterie, per una capacità combinata paragonabile a quella di 8-10 veicoli elettrici.

Anche negli Stati Uniti si sta lavorando.

Wright Electric, punta ad aerei ancora più grandi. La compagnia, che prevede di riadattare velivoli da 100 posti con batterie per rotte brevi, prevede anche di volare entro il 2026.

Il futuro del volo

Il futuro degli aerei elettrici dipende quidni dal futuro dei miglioramenti della batteria.

Secondo l'analisi dell'ICCT, le batterie dovrebbero sostanzialmente raddoppiare la densità di energia per consentire i percorsi brevi a cui mirano le startup. Questo miglioramento probabilmente si avvicina al limite delle batterie agli ioni di litio, che vengono utilizzate oggi per i veicoli elettrici e l'elettronica di consumo.

Ma anche con questo tipo di progresso, gli aerei elettrici potrebbero essere utilizzati solo per ridurre meno dell'1% delle emissioni del comparto.

Il problema delle batterie quindi c'è, e non solo per l'aeronautica, ma per tutti i sistemi di trasporto in cui si ambisce passare a questo tipo di alimentazione. 

Fonti: MIT Technology Review, am.pictet, euractiv.it