Se pensiamo all’inquinamento atmosferico e alle emissioni di gas serra, la nostra mente va direttamente alle auto e ai loro tubi di scappamento. Infatti, uno dei principali motivi per cui l’aria è sempre meno respirabile, è, senza dubbio, l’eccessivo uso di automobili. Queste, però, non sono l’unico mezzo di trasporto da incolpare. Una parte dell’emissioni è da imputare agli aerei, sempre più presenti nei cieli. Dunque, per limitare l’impatto del trasporto aereo sull’atmosfera le diverse aziende del settore stanno cercando nuove soluzioni. In questo panorama, emerge Airbus che sceglie la propulsione ad idrogeno per emissioni zero sui velivoli commerciali.
Per puntare verso una mobilità sempre più green Airbus ha avviato un progetto per il primo velivolo commerciale a zero emissioni. Lo ZEROe, questo il nome del velivolo, dovrebbe essere pronto entro il 2035 e potrà contare tre diverse configurazioni: una con 2 motori turbofan, un’altra con 2 motori turboprop e, infine, l’ultima Blended-Wing Body. Per tutte e tre le configurazioni, Airbus ha puntato sulla propulsione ad idrogeno per avere zero emissioni. Infatti, i velivoli saranno ibridi con possibilità di propulsione ad idrogeno o elettrica. L’idrogeno liquido reagisce con l’ossigeno nel processo di combustione, alimentando le turbine e, inoltre, le celle a combustibile a idrogeno creano energia elettrica.Quest’anno Airbus ha lanciato il primo dimostratore dello ZEROe per poterne testare le nuove tecnologie di alimentazione su una piattaforma multimodale A380. Terminata questa fase, il velivolo effettuerà test a terra ed in volo, in modo da avere un quadro chiaro e definito delle sue potenzialità. Tutto questo permetterà di raggiungere un buon livello di affidabilità ed efficienza tecnologica dei nuovi sistemi ad idrogeno entro il 2025.
Per questo progetto di un velivolo con tecnologia innovativa, Airbus si è affidata alla CFM International. Quest’ultima, ha avuto il compito di modificare e migliorare il combustore, il sistema di alimentazione e il sistema di controllo di un turbofan GE Passport per funzionare a idrogeno. Questo motore, adattato per poter funzionare ad idrogeno, ora sarà montato sulla fusoliera posteriore di un banco di prova volante A380 per analizzarne le prestazioni. Tra queste, ovviamente, le emissioni dei motori, ma anche le scie di condensazione, che dovranno rispettare i requisiti forniti da Airbus per la propulsione ad idrogeno, con l’obiettivo emissioni zero.
Questo è il passo più significativo intrapreso da Airbus per inaugurare una nuova era del volo a idrogeno dalla presentazione dei nostri concetti ZEROe nel settembre 2020.
Sabine Klauke, Chief Technical Officer di Airbus
Nell’ambito del progetto dell’Airbus per la propulsione ad idrogeno verso emissioni zero, quest’anno hanno lanciato il dimostratore ZEROe. Questo dimostratore è un A380 che, grazie alle sue importanti dimensioni (è l’aereo passeggeri più grande mai costruito), è ideale come piattaforma di prova. Questi test sono fondamentali per lo sviluppo delle nuove tecnologie. Infatti, il dimostratore ZEROe permetterà di controllare i vari processi, combustibili e materiali, ma anche di dimostrarne la fattibilità al grande pubblico e a investitori, giornalisti o funzionari.
Per questo progetto, il dimostratore ZEROe trasporterà quattro serbatoi di idrogeno liquido e un motore a combustione di idrogeno montato lungo la fusoliera posteriore. Il sistema di distribuzione dell’idrogeno liquido alimenterà un sistema di condizionamento in cui l’idrogeno liquido si trasformerà nella sua forma gassosa prima di essere introdotto nel motore dove viene bruciato per la propulsione.
Questa non è la prima esperienza di Airbus con il volo a idrogeno. Dal 2000 al 2002, Airbus è stato un partner chiave nel progetto di ricerca Cryoplane dell’Unione Europea. Basandoci su queste domande accademiche, siamo orgogliosi di portare i test sulla combustione dell’idrogeno a un livello superiore.
– Mathias Andriamisaina, Leader del dimostratore ZEROe
Il nuovo velivolo dell’Airbus con propulsione ad idrogeno ad emissioni zero avrà tre diverse configurazioni.
La prima monterà due motori turbofan, modificati per funzionare ad idrogeno, che permetteranno al velivolo un’autonomia di più di 2000 miglia nautiche. Inoltre, il velivolo potrà ospitare fino a 200 passeggeri e i serbatoi dell’idrogeno liquido si troveranno nella parte posteriore, dietro una paratia pressurizzata.
La seconda configurazione, invece, prevederà due motori turboprop e avrà un’autonomia inferiore rispetto al primo, solo 1000 miglia nautiche, e potrà ospitare fino a 100 passeggeri.
Infine, la configurazione più interessante è quella blended-wing body. Il concetto alla base di quest’ultima, infatti, è la “fusione” tra ali e fusoliera: il velivolo assume tutta una nuova conformazione e sembra non esserci più distinzione tra ala e fusoliera. Questo design permette un risparmio di carburante fino al 20% e garantisce più spazio ai passeggeri (fino a 200) per un viaggio più confortevole. Inoltre, i motori schermati montati sopra il corpo centrale permetteranno una notevole diminuzione del rumore.
La propulsione ad idrogeno è sicuramente quella più potenzialmente conveniente per una transizione energetica verso una produzione di energia più green e sostenibile. Una transizione di cui abbiamo bisogno, considerando l’inquinamento sempre crescente e tutto ciò che ne consegue.
La propulsione ad idrogeno può essere di due tipi: combustione dell’idrogeno o produzione d’energia tramite le fuel cells. Nella combustione, l’idrogeno sostituisce semplicemente gli attuali combustibili nella reazione di combustione in motori opportunatamente modificati. Per quanto riguarda il secondo metodo, invece, le fuel cells sono delle batterie in cui l’energia viene generata da una reazione elettrochimica tra ossigeno ed idrogeno. In entrambi i casi, viene prodotta energia e l’unico prodotto di scarto è l’acqua. Inoltre, l’idrogeno H2 è uno degli elementi più presenti in natura e ha un’alta densità energetica, circa 120 MJ di energia per 1 kg di idrogeno, un potere energetico circa 3 volte più alto di quello della benzina. Con queste premesse, l’idrogeno sembrerebbe la soluzione all’inquinamento. Però, l’idrogeno non si trova libero in natura ma è sempre legato ad altri elementi (tranne rari casi), questo significa che bisogna separarlo. Queste operazioni, al momento, sono molto dispendiose e, in certi casi, inquinanti. Ad esempio, è possibile ricavare idrogeno dal metano CH4 tramite un processo di reforming a vapore che estrae l’idrogeno emettendo, però, anidride carbonica. Dall’altra parte, l’idrogeno prodotto con fonti rinnovabili costa ancora troppo.
Nonostante ciò, l’idrogeno rimane un’ottima risorsa e puntare su di esso, come sta facendo Airbus con la propulsione ad idrogeno per avere emissioni zero, è la strada da intraprendere. Una strada che potrebbe portarci ad un’effettiva transizione energetica e a limitare l’inquinamento ormai in un inarrestabile salita.
