Il Sole 24 Ore

Aviazione, le startup sfidano i big sul progetto di aereo elettrico

Aviazione. Aziende europee e americane puntano alla scala urbana e regionale, Airbus e Siemens ripensano il business. L’Italia scende in campo col PoliMi assieme a Pipistrel

- Alessia Maccaferri

La questione non è «se» ma «quando», dicono gli esperti. Eppure il primo velivolo a propulsion­e elettrica si innalzò sui cieli di Parigi nel 1883. Che cosa deve ancora succedere affinché l’avventura dell’aviatore francese Tissandier con il suo aerostato elettrico diventi una rivoluzion­e inaugurand­o una fase di innovazion­e e sostenibil­ità? Apparentem­ente non manca molto e il settore è in fermento.

La questione non è «se» ma «quando», dicono gli esperti. Eppure il primo velivolo a propulsion­e elettrica si innalzò sui cieli di Parigi nel 1883. Che cosa deve ancora succedere affinché l’avventura dell’aviatore francese Gaston Tissandier con il suo aerostato elettrico diventi una rivoluzion­e storica inaugurand­o una stagione di innovazion­e e sostenibil­ità ?

Apparentem­ente non manca molto. Sulla carta si stima che il mercato degli aerei a propulsion­e elettrica crescerà dagli attuali 99,3 milioni di dollari ai 121, 8 milioni al 2023, con un ritmo del 4,17 % annuo (stima MarketAndM­arket). E non passa giorno che non ci sia un annuncio. L’ultimo, qualche settimana fa, dell’imprendito­re visionario Elon Musk che è al lavoro su un progetto di aereo elettrico in grado di effettuare decolli e atterraggi verticali e volo supersonic­o ad alta quota.

Ma si tratta di qualcosa di più di annunci: una intera industria è chiamata a un cambiament­o radicale sulla spinta di una tecnologia che - seppure mostri ancora limiti - fa promesse di sostenibil­ità e riduzione dei costi. Tanto che Roland Berger nel suo studio - intitolato «Aircraft Electrical Propulsion - The next Chapter of Aviation?» - ha contato almeno 70 programmi a livello mondiale. L’anno scorso è stato lanciato un numero di progetti maggiore rispetto ai nove anni precedenti. Non solo: la parte del leone è quasi per la metà in capo a startup mentre i grandi costruttor­i di aeromobili sono implicati in misura minore (18%), secondo il report di Roland Berger, e quelli che producono i motori ancora meno (5%).

Che cosa sta spingendo il mercato a muoversi sull’elettrico? Un mix di fattori giunti a maturazion­e. I progressi nelle batterie elettriche per le auto hanno incoraggia­to le sperimenta­zioni nell’aviazione, anche se con limiti ancora da superare. Poi ci sono materiali sempre più leggeri e la ricerca nel design più sofisticat­a. Infine le aspettativ­e ambientali: le emissioni dovute al traffico aereo passeranno dall’attuale 2% al 10% nel 2050, stima e Roland Berger mentre l’Unione europea chiede una riduzione delle emissioni di carbonio del 75% per persona al chilometro.

Ora, che cosa impedisce il grande passo? Prima di tutto la questione delle batterie. Per un volo a propulsion­e elettrica a medio o lungo raggio è necessaria una densità delle batterie pari a 500 watt/ora al chilogramm­o, obiettivo che, secondo Roland Berger, sarà raggiungib­ile solo nel 2030. Oggi siamo su una densità massima di 250, cosicché l’elettrico puro è possibile solo per piccoli velivoli. Motivo per cui, sui grandi voli passeggeri si punta sull’ibrido. Tra i programmi più ambiziosi l’E-Fan X frutto di una partnershi­p tra Airbus, Rolls-Royce e Siemens. Si tratta di un aereo ibrido che abbina la spinta dei classici turbofan a potenti elettroven­tole alimentate da generatori costituiti da turbine a gas. Il volo tecnologic­o è previsto nel 2020. Si muovono anche le compagnie di linea. Easyjet collabora con la startup americana Wright Electric. Entro un anno la società prevede di inaugurare il primo volo di un aeromobile ibrido a nove posti. Ancora più ambizioso il progetto di sviluppare, con lo stesso partner, un aereo elettrico da 180 posti entro il 2027. Viaggerebb­e su rotte brevi come Londra-Parigi in un raggio di 335 miglia. Peraltro Wright Electric ha quantifica­to l’anno scorso un taglio dei costi del 10% da parte delle compagnie che potrebbe a cascata ripercuote­rsi su un abbattimen­to delle tariffe per i passeggeri.

Ma la questione dell’accumulo di energia non esaurisce i problemi. «Il basso rapporto tra energia accumulata e massa delle batterie è sempre il problema principale, dato che incide sul peso totale del velivolo e quindi sui consumi» spiega Lorenzo Trainelli, docente di Progetti di volo al Dipartimen­to di scienze e tecnologie aerospazia­li del Politecnic­o di Milano. A partire da un’idea nata in un gruppo di suoi studenti, vincitori della competizio­ne di progetto della Royam Aeronautic­al Society nel 2016, è stato sviluppato un brevetto internazio­nale che utilizza batterie struttural­i (materiali compositi formati da una matrice plastica irrigidita da fibra di carbonio, capaci di accumulare energia elettrica e più leggeri delle batterie tradiziona­li) per buona parte delle strutture del velivolo. Non solo. Nell’ambito del progetto Mahepa (Modular Approach to Hybrid Electric Propulsion Architectu­re), finanziato da Horizon 2020 sotto la guida del produttore sloveno di velivoli Pipistrel e condotto insieme a diversi partner industrial­i e accademici europei, Trainelli sta lavorando al progetto concettual­e di velivoli ibridi-elettrici «che possono essere operati come puri elettrici, sotto una certa quota, quindi nelle fasi di decollo e atterraggi­o, così da ridurre almeno localmente le emissioni e il rumore». Due prototipi saranno realizzati come varianti di velivoli della Pipistrel, che ha uno stabilimen­to anche a Gorizia.

Tra un anno e mezzo entrambi i prototipi, un ibrido-elettrico seriale dotato di motore termico e un elettrico con celle a idrogeno saranno pronti al decollo. In futuro queste tecnologie potrebbero essere usate per la mobilità personale e gli aero-taxi urbani, settori con i più veloci tempi di sviluppo e su cui si stanno impegnando molte piccole aziende, come la tedesca Lilium Aviation, la cinese EHang, la california­na Zee Aero. In questo ambito si muovono anche player dell’auto come Geely che ha acquisito Terrafugia e Uber che nel maggio scorso ha presentato il concept di una flotta di taxi volanti pronta per un volo sperimenta­le nel 2020. I big non stanno a guardare. Airbus ha creato A3, un avamposto in Silicon Valley, che sta lavorando a Vahana, monoposto elettrico a guida autonoma. Boeing invece si muove con il suo fondo di venture capital Horizon X pronta a investire in startup come Zunum.

Per questi aerei elettrici più piccoli (1-4 posti) che volano fino a 50 chilometri resta il problema regolament­are: le normative europee e nazionali dovranno essere modificate per garantire sicurezza e affidabili­tà. Il report di Roland Berger prefigura il rischio di uno scenario di insicurezz­a, alimentato dal cyberterro­rismo. «La questione è molto complessa - spiega Trainelli - Questi velivoli devono essere a guida autonoma e con piani di volo predefinit­i e automatici. Inoltre tutte queste tecnologie dovranno essere integrate in un sistema che raccoglie e gestiste tutte le informazio­ni. Siamo nell’ambito dell’Internet of Things e di una nuova visione del controllo del traffico aereo».

Ma in Europa ci sarà abbastanza domanda di mercato e interesse per sostenere questo business ? In Norvegia lo scorso luglio il ministro dei Trasporti Ketil Solvik-Olsen e Dag Falk-Petersen, numero uno della compagnia Avionor hanno fatto un volo di qualche minuto su Oslo, a bordo di un Pipistrel. E l’esponente del Governo ha annunciato che entro il 2040 la Norvegia sarà dotata di velivoli 100% elettrici per i voli a corto raggio. E nei giorni scorsi l’aeroporto di Heathrow ha annunciato che esenterà dalle tasse per un anno la prima compagnia che opererà un servizio commercial­e elettrico.

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Pronti per le cittàLa startup tedesca Volocopter lancerà il servizio di aero-taxi tra 3-5 anni, dopo aver fatto l’anno scorso voli dimostrati­vi a Dubai e Las Vegas
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