Attualmente, il trasporto aereo contribuisce già a emettere circa un miliardo di tonnellate di anidride carbonica equivalente all’anno, corrispondente a poco meno del 2% delle emissioni totali a livello globale. Questo impatto è destinato a crescere se il settore non interverrà prontamente per raggiungere gli obiettivi stabiliti dalle Nazioni Unite riguardo ai cambiamenti climatici, soprattutto considerando che il numero di aeromobili in circolazione dovrebbe aumentare a un milione entro il 2050, rispetto agli attuali 600.000.
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La crescita esponenziale della flotta aerea globale
Boeing, il rinomato costruttore di aeromobili, prevede che entro il 2040 la flotta aerea globale dovrà raggiungere le 47.000 unità, rispetto alle circa 26.000 del 2019, per soddisfare la crescente domanda nel settore. A conferma di questa tendenza, Ryanair, nota compagnia aerea low-cost, si è proiettata in anticipo ordinando ben trecento nuovi modelli dalla compagnia americana.
La sfida di rendere il trasporto aereo più sostenibile
Per allineare il settore del trasporto aereo alla transizione ecologica, è necessario rendere il volo un’attività più sostenibile. Tuttavia, si affronta il problema di una mancanza di una tecnologia pulita, vincente e prontamente disponibile, simile alla propulsione elettrica per le automobili. Gli aerei elettrici sono considerati soluzione remote da alcuni e irrealizzabili da altri, a causa del peso e delle prestazioni limitate delle batterie, soprattutto per i voli a lungo raggio. L’idrogeno, un combustibile che non emette CO2 durante la combustione, rappresenta una possibilità, ma è complicato da gestire. Le opzioni rimanenti per affrontare direttamente le emissioni sono l’efficienza e i combustibili sostenibili (SAF, Sustainable Aviation Fuels).
Il progresso tecnologico nel trasporto aereo: Efficienza e sfide future
Ogni nuova generazione di aeromobili, come evidenziato dall’Economist, consuma approssimativamente il 20% in meno di carburante rispetto alla precedente grazie alla maggiore efficienza dei motori. Nel corso degli ultimi cinquant’anni, l‘avanzamento tecnologico ha ridotto dell’80% le emissioni di CO2 per passeggero per ogni chilometro percorso. Tuttavia, ogni passo avanti rende sempre più difficile il successivo, poiché i miglioramenti nell’efficienza si riducono. Le sfide future riguardano quindi il mantenimento di un progresso costante nel rendimento e nell’efficienza nel settore del trasporto aereo.
Decarbonizzare il settore con i Sustainable Aviation Fuels (SAF)
I Sustainable Aviation Fuels (SAF) sembrano essere attualmente la soluzione migliore per la decarbonizzazione dell’aviazione. Questi carburanti sostenibili derivano da grassi animali e oli vegetali esausti. Poiché la loro composizione chimica è pressoché analoga ai tradizionali combustibili per aerei, possono essere utilizzati negli stessi motori e sistemi di rifornimento esistenti, senza necessità di conversione.
I SAF non sono privi di carbonio (carbon-free), ma sono carbon-neutral. Ciò significa che, nonostante emettano circa l’80% in meno di CO2 rispetto al cherosene, la loro combustione rilascia comunque CO2. Tuttavia, se si considera l’intero ciclo di vita dei SAF, il loro impatto è neutro poiché assorbono la stessa quantità di anidride carbonica che è stata precedentemente assorbita dai materiali organici diventati scarti.
In questo modo, i SAF offrono una soluzione immediata per ridurre le emissioni nel settore dell’aviazione, sfruttando materiali organici riciclati.
Sfide di costo, scalabilità e disponibilità delle SAF
Oltre alle emissioni, i Saf hanno un problema di costo e di scalabilità, e senza la seconda il primo non può migliorare. Il loro prezzo è circa il doppio rispetto al cherosene, ma l’aumento della produzione permetterebbe di abbassarlo. Tuttavia, la disponibilità di materie prime (grassi vegetali e animali esausti, rifiuti alimentari, residui forestali) è limitata, e ci si domanda allora se l’offerta di Saf riuscirà a raggiungere i volumi richiesti dall’industria del trasporto aereo. L’Unione europea ha stabilito che nel 2025 il cherosene disponibile negli aeroporti del blocco dovrà contenere Saf per il 2 per cento; la quota di miscelazione salirà al 6 per cento nel 2030, poi al 20 per cento nel 2035 e infine al 70 per cento nel 2050.
Gli e-fuels: il futuro dei combustibili sintetici per l’aviazione
Parallelamente ai biocarburanti per l’aviazione, Bruxelles vuole stimolare pure il mercato dei combustibili sintetici prodotti dall’idrogeno verde più la CO2 catturata dalle fabbriche o direttamente dall’aria. Gli e-fuels sono una tecnologia giovanissima, lontana dall’affermazione commerciale, ma potenzialmente più scalabile dei Saf da biomasse. Le autorità europee hanno fissato al 2030 un obbligo dell’1,2 per cento, fino al 35 per cento nel 2050.
Aerei a idrogeno: la sfida delle emissioni zero nel futuro dell’aviazione
Per la metà del secolo è possibile che saranno pronti gli aerei a idrogeno, soluzioni realmente a emissioni zero. Airbus, il principale costruttore europeo di aeromobili, aveva fissato il 2035 come data di uscita del suo primo velivolo a idrogeno, salvo poi rimangiarsi la parola. Dodici anni di tempo è troppo poco: non manca solo la tecnologia, ma tutto il contesto.
L‘idrogeno verde è un elemento fondamentale che attualmente manca, sia in termini di abbondanza che di competitività dei prezzi. Inoltre, negli aeroporti manca l’infrastruttura necessaria per il trasporto, lo stoccaggio e il rifornimento di un combustibile molto diverso dal cherosene. È importante considerare che l’idrogeno liquido richiede una conservazione a temperature estremamente basse, fino a -253 gradi Celsius, che si avvicinano allo zero assoluto. Gli aerei stessi dovranno essere modificati, dotandosi di sistemi di raffreddamento e serbatoi molto più grandi, poiché l’idrogeno ha una densità energetica inferiore rispetto al cherosene e occupa quindi più spazio. L’assegnazione di spazio per il carburante comporta una riduzione dello spazio destinato ai passeggeri, un aspetto non trascurabile.
Gli aerei elettrici: in arrivo batterie potenti e leggere
Terza e ultima opzione al momento, gli aerei elettrici, più complicata da realizzare perché le batterie disponibili ora non contengono la stessa quantità di energia per chilo del carburante fossile e non permettono di far percorrere altrettanti chilometri. Troppo pesanti e troppo poco potenti: ecco perché le batterie potranno alimentare forse i voli brevi, ma non quelli lunghi.
A metà aprile, però, il colosso cinese Catl ha annunciato una batteria così potente da dare, in teoria, energia a un aereo: ha una densità energetica di 500 wattora al chilo, quasi il doppio dell’ultimo modello sviluppato dalla compagnia. Della super-batteria di Catl sappiamo solo che si tratta di una tecnologia a “stato condensato” e che la produzione (con l’idea di utilizzarla nelle auto elettriche, almeno per ora) partirà quest’anno. Difficile parlare di svolta, finché non si conosceranno i dettagli.
Più o meno negli stessi giorni di Catl, anche Cuberg, sussidiaria della startup svedese Northvolt, ha rivelato un programma per lo sviluppo di una batteria al litio metallico per l’aviazione che promette leggerezza e alte prestazioni.