La scorsa settimana, il dimostratore di celle a combustibile a idrogeno di Universal Hydrogen ha effettuato il suo volo inaugurale a Moss Lake, nello Stato di Washington. Il volo di prova è durato 15 minuti e ha raggiunto un'altitudine di 3.500 piedi (circa 1.067 metri). La piattaforma di prova è basata sul Dash8-300, il più grande aereo a celle a combustibile a idrogeno al mondo.
L'aereo, soprannominato Lightning McClean, è decollato dall'aeroporto internazionale di Grant County (KMWH) alle 8:45 del 2 marzo e ha raggiunto un'altitudine di crociera di 3.500 piedi (circa 1.067 metri) 15 minuti dopo. Il volo, effettuato sulla base di un certificato di aeronavigabilità speciale della FAA, è il primo di una serie di voli di prova biennali che dovrebbero concludersi nel 2025. L'aereo, ricavato da un jet regionale ATR 72, conserva per motivi di sicurezza un solo motore a turbina a combustibili fossili originale, mentre gli altri sono alimentati a idrogeno puro.
Universal Hydrogen punta ad avere operazioni di volo regionali alimentate interamente da celle a combustibile a idrogeno entro il 2025. In questo test, un motore alimentato da una cella a combustibile a idrogeno pulito emette solo acqua e non inquina l'atmosfera. Trattandosi di un test preliminare, l'altro motore funziona ancora con carburante convenzionale. Quindi, come si può notare, c'è una grande differenza tra il motore di sinistra e quello di destra, persino nel diametro delle pale e nel numero di pale. Secondo Universal Hydrogen, gli aerei alimentati da celle a combustibile a idrogeno sono più sicuri, più economici da gestire e hanno un impatto ambientale minimo. Le loro celle a combustibile a idrogeno sono modulari e possono essere caricate e scaricate attraverso le strutture di carico esistenti dell'aeroporto, in modo che l'aeroporto possa soddisfare le esigenze di rifornimento degli aerei a idrogeno senza modifiche. In teoria, anche i jet più grandi potrebbero fare lo stesso, con i turbofan alimentati da celle a combustibile a idrogeno che dovrebbero entrare in funzione entro la metà degli anni 2030.
Paul Eremenko, cofondatore e CEO di Universal Hydrogen, ritiene che entro la metà degli anni 2030 gli aerei di linea dovranno necessariamente funzionare a idrogeno pulito, altrimenti il settore sarà costretto a ridurre i voli per rispettare gli obiettivi di riduzione delle emissioni imposti a livello di settore. Il risultato sarebbe un forte aumento dei prezzi dei biglietti e la difficoltà di trovarne uno disponibile. Pertanto, è urgente promuovere la ricerca e lo sviluppo di velivoli a energia alternativa. Ma questo primo volo offre anche qualche speranza per il settore.
La missione è stata condotta da Alex Kroll, un esperto ex pilota collaudatore dell'aeronautica militare statunitense e capo collaudatore dell'azienda. Ha affermato che, durante il secondo ciclo di test, è riuscito a volare interamente con generatori a celle a combustibile a idrogeno, senza fare affidamento sui primitivi motori a combustibili fossili. "L'aereo modificato ha eccellenti prestazioni di manovrabilità e il sistema di alimentazione a celle a combustibile a idrogeno produce molto meno rumore e vibrazioni rispetto ai motori a turbina convenzionali", ha dichiarato Kroll.
Universal Hydrogen ha ricevuto decine di ordini per jet regionali a idrogeno destinati al trasporto passeggeri, tra cui quello di Connect Airlines, una compagnia americana. John Thomas, amministratore delegato dell'azienda, ha definito il volo di Lightning McClain "il punto di partenza per la decarbonizzazione dell'industria aeronautica globale".
Perché gli aerei alimentati a idrogeno rappresentano un'opzione per la riduzione delle emissioni di carbonio nel settore aeronautico?
Il cambiamento climatico sta mettendo a rischio il trasporto aereo per i decenni a venire.
Secondo il World Resources Institute, un gruppo di ricerca senza scopo di lucro con sede a Washington, l'aviazione emette solo un sesto dell'anidride carbonica emessa da automobili e camion. Tuttavia, gli aerei trasportano un numero di passeggeri giornaliero di gran lunga inferiore rispetto ad automobili e camion.
Le quattro maggiori compagnie aeree (American, United, Delta e Southwest) hanno aumentato il consumo di carburante per aerei del 15% tra il 2014 e il 2019. Tuttavia, nonostante la messa in produzione di velivoli più efficienti e a basse emissioni di carbonio, il numero di passeggeri è in calo dal 2019.
Le compagnie aeree si sono impegnate a raggiungere la neutralità carbonica entro la metà del secolo e alcune hanno investito in carburanti sostenibili per consentire al settore dell'aviazione di svolgere un ruolo attivo nella lotta al cambiamento climatico.
I carburanti sostenibili (SAF) sono biocarburanti prodotti da olio da cucina, grassi animali, rifiuti urbani o altre materie prime. Questo carburante può essere miscelato con i carburanti convenzionali per alimentare i motori a reazione ed è già utilizzato nei voli di prova e persino sui voli di linea per il trasporto passeggeri. Tuttavia, il carburante sostenibile è costoso, circa tre volte di più rispetto al carburante per aerei convenzionale. Con l'aumento del numero di compagnie aeree che acquistano e utilizzano carburanti sostenibili, i prezzi aumenteranno ulteriormente. I sostenitori di questa tecnologia stanno promuovendo incentivi, come agevolazioni fiscali, per incrementare la produzione.
I carburanti sostenibili sono considerati una soluzione transitoria in grado di ridurre le emissioni di carbonio in attesa di progressi più significativi, come gli aerei elettrici o a idrogeno. In realtà, è probabile che queste tecnologie non vengano ampiamente utilizzate nel settore aeronautico per altri 20 o 30 anni.
Le aziende stanno cercando di progettare e costruire aerei elettrici, ma la maggior parte sono piccoli velivoli simili ad elicotteri che decollano e atterrano verticalmente e possono trasportare solo pochi passeggeri.
Realizzare un grande aereo elettrico in grado di trasportare 200 passeggeri – l'equivalente di un volo standard di medie dimensioni – richiederebbe batterie più grandi e tempi di volo più lunghi. In base a questi criteri, le batterie dovrebbero pesare circa 40 volte di più del carburante per aerei per essere completamente caricate. Ma gli aerei elettrici non saranno possibili senza una rivoluzione nella tecnologia delle batterie.
L'energia a idrogeno è uno strumento efficace per raggiungere basse emissioni di carbonio e svolge un ruolo insostituibile nella transizione energetica globale. Il vantaggio significativo dell'energia a idrogeno rispetto ad altre fonti di energia rinnovabile è la possibilità di immagazzinarla su larga scala durante tutto l'anno. Tra le varie fonti, l'idrogeno verde rappresenta l'unico mezzo per una profonda decarbonizzazione in molti settori industriali, compresi quelli petrolchimico, siderurgico e chimico, e il settore dei trasporti, in particolare quello aeronautico. Secondo la Commissione Internazionale sull'Energia a Idrogeno, si prevede che il mercato dell'energia a idrogeno raggiungerà i 2.500 miliardi di dollari entro il 2050.
"L'idrogeno in sé è un combustibile molto leggero", ha dichiarato all'Associated Press Dan Rutherford, ricercatore sulla decarbonizzazione di auto e aerei presso l'International Council on Clean Transportation, un'organizzazione ambientalista. "Ma per immagazzinare l'idrogeno servono serbatoi di grandi dimensioni, e il serbatoio stesso è molto pesante."
Inoltre, l'implementazione del combustibile a idrogeno presenta svantaggi e ostacoli. Ad esempio, negli aeroporti sarebbero necessarie nuove infrastrutture imponenti e costose per immagazzinare l'idrogeno gassoso raffreddato allo stato liquido.
Ciononostante, Rutherford rimane cautamente ottimista riguardo all'idrogeno. Il suo team ritiene che entro il 2035 gli aerei alimentati a idrogeno saranno in grado di percorrere circa 2.100 miglia.
Data di pubblicazione: 16 marzo 2023