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  • Aereo elettrico a zero emissioni, ecco la soluzione a idrogeno

    L’aereo a idrogeno con motori elettrici si candida per la soluzione del problema più difficile da risolvere, quello del volo a zero emissioni.

    L’aviazione utilizza oggi il jet fuel, un combustibile petrolifero tutt’altro che pulito, ed è responsabile – in condizioni di flussi passeggeri non-pandemici – di circa il 4% delle emissioni di CO2 totali dovute ad attività umane, pari al 13% delle emissioni causate dal settore dei trasporti.

    Importanza crescente

    Con la riduzione progressiva delle emissioni negli altri settori, però, specialmente se il flusso passeggeri ricomincerà a crescere nell’auspicata fase di rimbalzo economico post-pandemica – che ci auguriamo più prossima possibile – il peso delle emissioni causate dal settore aereo è destinato a crescere significativamente nei prossimi decenni.

    Emissioni CO2 aviazione

    Secondo alcune proiezioni, il contributo netto del trasporto aereo al totale delle emissioni climalteranti originate dalle attività umane arriverà a una percentuale molto significativa che va addirittura dal 25% al 50%.

    Soluzione idrogeno

    L’idrogeno si candida per la sostituzione del jet fuel e la realizzazione di aerei a zero emissioni con propulsione garantita da motori elettrici.

    Il primo aereo a idrogeno con celle a combustibile e motori elettrici realizzato sulla base di un modello commerciale (Piper classe M a sei posti) ha volato per alcuni minuti nel settembre del 2020 decollando dall’aeroporto di Cranfield, Inghilterra dove ha sede la struttura di ricerca e sviluppo della ZeroAvia.

    Il video del volo a idrogeno del Piper blu trasformato con sistema di bordo dotato di celle a combustibile e motori elettrici è raggiungibile dal link in fondo a questo articolo.

    Primo volo aereo a idrogeno commericiale

    Com’è fatto

    L’aereo che ha volato a Cranfield è realizzato con un’opera di adattamento dell’aeroplano originale.

    Nello spazio posteriore sono posizionati i serbatoi di idrogeno, che occupano quindi il volume originariamente disponibile per i passeggeri, mentre le celle a combustibile e il motore elettrico trovano spazio nel vano originariamente destinato al motore convenzionale.

    Aereo idrogeno Zero Avia serbatoi

    Il sistema di alimentazione di aria e idrogeno per le celle combustibile e i cablaggi di alimentazione motore, oltre ai sistemi di controllo del pacco fuel cell, trovano posto sotto la carrozzeria originale.

    Fuel Cell aereo a idrogeno

    Lo stesso modello di aereo, pochi mesi prima, aveva volato con successo anche in versione elettrica a batterie per il test del sistema di propulsione.

    Grandi ambizioni

    La ZeroAvia ha grandissime ambizioni e un piano di avvicinamento alla realizzazione e commercializzazione di aerei commerciali con propulsione a idrogeno capaci di trasportare prima alcuni passeggeri, poi alcune decine e successivamente anche centinaia di persone a bordo.

    Non si tratta pertanto di esperienze sperimentali, ma di reali primi passi verso un mercato che potrebbe essere più vicino di quanto si pensi.

    ZeroAvia aereo a idrogeno

    Il mercato del volo a zero emissioni potrebbe infatti aprirsi già entro i prossimi cinque anni.

    Programma

    Il programma di avvio del nuovo mercato parte già dal 2023, quando la ZeroAvia prevede di poter offrire il, suo primo modello a idrogeno con celle a combustibile capace di trasportare 10-20 passeggeri e di volare a zero emissioni con un singolo rifornimento per 500 miglia, pari a oltre novecento chilometri.

    Il passo successivo è di nuovo molto ravvicinato e punta a mettere sul mercato dell’aviazione entro il 2026 un aereo a idrogeno capace di trasportare 50-100 passeggeri e di volare per 1.000 miglia con un rifornimento di idrogeno, quindi più di milleottocento chilometri.

    Aereo a idrogeno piano tempi

    L’obiettivo per il 2030 è di nuovo un doppio raddoppio, quindi un aereo a idrogeno che possa trasportare 100-200 passeggeri e volare per 2.000 miglia con un rifornimento completo, arrivando così a superare i tremilacinquecento chilometri di autonomia in volo.

    Nel 2035 la ZeroAvia punta a superare i 200 posti a bordo e a garantire con un suo aereo a idrogeno 3.000 miglia di autonomia con un rifornimento, quindi addirittura cinquemilacinquecento chilometri.

    Per il 2040 l’obiettivo di ampliamento del raggio d’operatività – per un aeromobile con oltre duecento posti a bordo – arriva alle 5.000 miglia, cioè oltre novemila chilometri e un’ampia scelta di voli intercontinentali.

    Come funziona

    Il progetto dell’aereo a idrogeno con celle a combustibile della ZeroAvia prevede uno schema con fuel cell integrate nell’alloggiamento motori degli attuali modelli, motore elettrico in testa al pacco celle a combustibile e serbatoi di idrogeno integrati nelle ali.

    Aereo a idrogeno come funziona

    Il flusso d’aria per l’alimentazione delle celle a combustibile e il raffreddamento del sistema entra dal lato dell’elica di propulsione.

    Il vapore acqueo, risultato della reazione elettrochimica che produce l’elettricità di alimentazione per il motore, è emesso dalle celle a combustibile verso la coda dell’aeromobile.

    Dal punto di vista della propulsione l’aereo a idrogeno con celle a combustibile è quindi a tutti gli effetti un aereo elettrico.

    Idrogeno contro batterie

    Anche nei cieli si apre così la competizione tra idrogeno e batterie, proprio come sta avvenendo per l’automobile (dov’è in vantaggio per il momento l’elettrico a batterie), per i veicoli pesanti a lungo raggio (al momento è in vantaggio l’idrogeno), le navi (idrogeno in vantaggio) e i treni su tratte non elettrificate (idrogeno in vantaggio).

    Clicca qui e guarda il VIDEO del primo volo a idrogeno realizzato con un modello commerciale di aereo Piper M-class dalla ZeroAvia.