Il volo delle rinnovabili

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Entro 10 anni vedremo aeroplani elettrici volare con 50 passeggeri? Le rinnovabili hanno quindi vinto la guerra contro le fonti fossili?

Di Dario Faccini

“Scommetto che in 10 anni avremo aeroplani elettrici che voleranno su brevi tratte con 50 passeggeri a bordo”

Volare usando l’energia solare. Ora che l’impresa di Solar Impulse 2 è compiuta, la scommessa di Bertrand Piccard sembra quasi nell’ordine naturale delle cose.

Quasi.

Un conto è volare con un prototipo da 2,3 tonnellate, con un’apertura alare di quasi 72m, per 550 ore di volo, in 16 mesi e 17 tappe, per fare il giro del globo. Un po’ diverso è adattare la tecnologia usata per dei voli commerciali.

Partiamo dalle ali. L’enorme superficie (sono ampie quasi come i maggiori aerei di linea) permette l’alloggiamento di un campo fotovoltaico da 66kW di picco, circa 20 volte un impianto fotovoltaico per usi domestici. Di giorno parte dell’elettricità viene immagazzinata in 4 batterie al litio-ioni dal peso complessivo di 633kg e con una capacità di oltre 160kWh. I 4 motori elettrici spingono l’aereo a 90km/h di giorno quando il velivolo si spinge a 9000m di quota, ma rallentano di notte a 60km/h quando l’aereo scende progressivamente sino ai 2000m per sfruttare l’energia potenziale guadagnata durante il giorno e ridurre l’apporto di energia elettrica dalle batterie.

Tutto per portare una persona.

I vincoli tecnici sono quindi due: la superficie delle ali che limita la disponibilità di energia che può essere catturata dalle celle fotovoltaiche, ed il peso delle batterie elettriche, che supera quello di ogni persona trasportata di 9 volte.

Insomma, i due soliti vincoli del fotovoltaico e dell’elettrico. Quelli su cui la ricerca scientifica si sta impegnando a fondo da anni. Anche supponendo per entrambi un miglioramento di un fattore 2, diventa difficile pensare che un aeroplano elettrico possa competere con i modelli commerciali.

Per dare un’idea, con un’apertura alare inferiore un Boing 747 può volare ad oltre 900km/h, portando 400 persone.

L’impresa di Solar Impulse ha avuto poi successo perché ogni tratta è stata percorsa nelle condizioni meteo ottimali, senza forti venti frontali e con una copertura nuvolosa minima e comunque tale da non compromettere la radiazione solare che poteva essere catturata dalle ali.

IL FUTURO DELLE RINNOVABILI

L’aviazione non è proprio il campo in cui le rinnovabili elettriche possono esprimere il loro massimo potenziale.

La vera sfida per le rinnovabili è molto più ampia, ed è già abbastanza dura. Un quadro abbastanza sintetico e aggiornato in proposito ce lo fornisce Giuliano Rancilio con una review pubblicata sul sito di ASPO Italia dal titolo “Rinnovabili, presente e futuro“.

In sintesi:

  • anche se i paesi OCSE hanno già compiuto una piccola transizione verso le rinnovabili, saranno i paesi extra-OCSE come Cina ed India a decidere come sarà l’evoluzione energetica.
  • In Italia dal 2011 al 2014 il prezzo dell’elettricità (PUN) è calato del 27%, in buona parte grazie alla crescita delle rinnovabili. Il prezzo  pagato nella bolletta è però aumentato in virtù del recupero dei costi di dispacciamento e di incentivazione delle stesse rinnovabili.
  • A livello di efficienza si può fare ancora molto in Italia, a partire dal settore commerciale.
  • Le nuove rinnovabili avranno sempre dei limiti nei costi (già diminuiti in parte), nella disponibilità (non sempre prevedibili ed intermittenti) e nella difficoltà di accumulo elettrico.
  • Le nuove rinnovabili sono elettriche, ma la maggior parte dell’energia è consumata in forma termica e chimica, serve quindi una transizione elettrica.
  • I consumi energetici mondiali saranno in aumento ancora per molti anni, anche in conseguenza all’aumento demografico.
  • Per contenere i Cambiamenti Climatici le rinnovabili a livello globale dovranno passare dall’attuale 14% di copertura al 65% (ricordiamo il punto precedente, la torta da coprire sarà più grande).

Caricare anche il fardello dell’aviazione sulle rinnovabili forse non è un’idea così lungimirante.

IL FUTURO DELL’AVIAZIONE

Ma per l’aviazione non si può fare nulla?

In alternativa all’energia solare, sono in gara anche i biocarburanti, che però si trascinano l’annoso problema della scarsa convenienza quando sono prodotti senza entrare in competizione con la produzione alimentare.

Ci sono poi alcune possibilità per ridurre i consumi e gli effetti climalteranti dell’aviazione civile. Ad esempio è possibile ottenere aumenti di efficienza:

  • Adottando le operazioni di discesa continua (CDO)  durante le fasi precedenti all’atterraggio, usando i motori al minimo per compiere una discesa continua senza dover stazionare in quota per troppo tempo;
  • Con un’attenta gestione dei carichi sull’aereo (relativamente al centro di gravità), compresa la quantità di carburante caricata alla partenza;
  • Scegliendo le rotte in base ai minori consumi storici, sfruttando anche la direzione dei venti;
  • Eliminando l’uso dei generatori di riserva mentre l’aereo è a terra (collegamento elettrico alla rete dell’aeroporto);
  • Per i nuovi aerei, utilizzando materiali compositi più leggeri, motori più efficienti, profili più aereodinamici, servizi interni meno energivori;

Ma quando si parla di efficienza, si tende a finire nel paradosso di Jevons: l’efficienza di trasporto aereo è in effetti da sempre aumentata man mano che si perfezionavano nuovi modelli;

 air transport efficiency

Figura 1: Avanzamenti di efficienza nel settore aereo. Banca Mondiale, Air Transport and Energy Efficiency 2012.

 

ma l’aumento globale dei voli è stato così grande da annullare ogni vantaggio raggiunto nel campo dell’efficienza, spingendo per un aumento dei consumi. Così le emissioni di CO2 per il trasporto aereo sono andate aumentando di anno in anno.

aviation CO2 emissions

Figura 2: Emissioni storiche di CO2 dell’aviazione internazionale dal 1990 al 2012, e relativi scenari per il futuro. UE, directorate-general for internal policies, Emission Reduction for International Aviation and Shipping

 

Se le rinnovabili e l’efficienza non bastano, come per molte altri servizi che non sono essenziali, anche per i voli civili dobbiamo semplicemente accettare l’idea di ridurne l’uso.

Questa sarebbe la rivoluzione più grande di tutte.

10 risposte a “Il volo delle rinnovabili

  1. Interessante articolo con un’analisi sostanzialmente da condividere, salvo un paio di punti:
    Il primo:
    ◾Per contenere i Cambiamenti Climatici le rinnovabili a livello globale dovranno passare dall’attuale 14% di copertura al 65% (ricordiamo il punto precedente, la torta da coprire sarà più grande).
    Purtroppo, stona l’adesione acritica a questa teoria che sta creando un’infinità di problemi e danni davvero rilevanti, soprattutto pensando alle enormi risorse economiche sperperate per inseguire appunto questa fuorviante teoria!
    Il secondo:
    Se le rinnovabili e l’efficienza non bastano, come per molte altri servizi che non sono essenziali, anche per i voli civili dobbiamo semplicemente accettare l’idea di ridurne l’uso.

    Rinunciare al progresso ed al benessere che tale moderno modo di viaggiare consentono, non pare proprio un’idea brillante, ne condivisibile.

    Importante comunque davvero approfondire tecnicamente e scientificamente gli argomenti, per evitare che interessi ben mascherati ma perversi ci portino davvero fuori strada, trascurando invece di affrontare quelli che sono davvero i grandi problemi dell’umanità: la fame e le miserevoli condizioni di vita di oltre un terzo dell’umanità che vive nei troppi Paesi poveri e sottosviluppati del mondo.
    Etica e morale dovrebbero spingerci a focalizzare l’attenzione su questi veri problemi, non su … “aria calda” di fuorviante speculazione!

    • Purtroppo, sono proprio i paesi poveri quelli che subiranno il maggior danno dai cambiamenti climatici.

      • Rinaldo Sorgenti

        Si, certo. Ma questo è noto ed è principalmente dovuto alla mancanza di benessere e di sviluppo in tali Paesi.

        Combattere il Clima ed i suoi continui cambiamenti è a dir poco blasfemo ed utopistico, mentre combattere la povertà e far uscire tali enorme massa di nostri simili dalle loro misere condizioni di vita vuol dire impegno etico e morale per i quali noi tutti dovremmo batterci ed impegnarci, magari non dilapidando incredibili risorse economiche per rincorrere teorie fuorvianti e speculative.

        D’altra parte anche molti dei Paesi oggi avanzati e sviluppati, non se la passavano certo bene un secolo fa ed è stato con l’aiuto e l’impegno di molti che sono riusciti ad emergere, raggiungere il benessere e lo sviluppo.

  2. ma che c’entra la blasfemia col clima? Utopistico sì, che c’entra, perchè non si può combattere il male con mezzi umani. E appunto aumentare il numero degli umani, significa solo far aumentare il male e le sofferenze e questo solo per la satanica avidità di chi ci specula. E basta inneggiare allo sviluppo e al benessere, quando un secolo fa, nessuno si suicidava qui da noi, mentre ora tra disperati, drogati e migranti, è peggio di un bollettino di guerra. Il problema del clima si può risolvere solo su un piano morale, quindi spirituale, non certo tecnico; per questo è irrisolvibile. C’è troppo egoismo in giro per il mondo.

    • Ho aggiunto il concetto di “blasfemia” perché credo che questo mondo sia stato creato da un Essere Superiore e quando sento sproloquiare di azioni per prevenire i “Cambiamenti Climatici”, oltre a farmi sorridere 8ed anche piangere per la stupidità umana e lo sperpero immane di risorse, questo si, ahinoi , estremamente speculativo!), mi si accappona la pelle!

      Il male non sono certo i 2Cambiamenti Climatici” – che ci sono sempre stati e continueranno ad esserci anche in futuro, perché sostanzialmente (e fortunatamente) dovuti a fattori esterni al Pianeta sui quali l’uomo ha ben poco a che fare.

      Il male è certamente una condizione terrena e noi tutti dovremmo fare sforzi concreti per evitarlo e superarlo. I suicidi avvenivano anche prima e magari ne abbiamo solo una scarsa coscienza. Magari avvenivano per ragioni diverse, tra le quali certamente le miserevoli condizioni di vita che imperavano anche nei Paesi oggi avanzati.

      Il dramma sociale che viene vissuto in varie parti del mondo NON riguarda solo i Paesi che hanno saputo e potuto raggiungere il benessere ed alimentare lo sviluppo e non credo che debba quindi essere necessariamente collegato a questi ultimi.
      Che il benessere e lo sviluppo debba ora essere portato anche per i nostri simili che vivono nei Paesi sottosviluppati è invece un impegno ETICO e MORALE che dovrebbe riguardarci tutti. Quindi, portare l’accesso all’energia ed aiutare tali Paesi a realizzare da loro moderni e tecnologicamente avanzati impianti per la produzione elettrica convenzionale è il minimo che dovremmo impegnarci a fare, perché tali miserevoli condizioni di vita hanno poi ripercussioni gravi anche su noi stessi che viviamo nei Paesi avanzati.
      Quanti, invece, oggi si suicidano o vivono mediamente decenni meno di noi nei Paesi sottosviluppati, a causa della mancanza di benessere e sviluppo ???
      Per i “Cambiamenti Climatici” non occorre alcuna azione spirituale (ne tantomeno la “danza della pioggia”), ma basterebbe evitare le continue speculazioni con le teorie più fuorvianti, che invece continuano ad essere cavalcate da molti, impegnandoci invece a meglio investire tali enormi risorse, con benefici che ci sarebbero per tutti, noi compresi. Per semplificare: un nuovo “Piano Marshall” dell’energia, attivato dai Paesi ricchi ed avanzati.

    • Sempre a proposito di “Clima” (… di terrore, verrebbe da dire):
      http://www.climatemonitor.it/?p=41945

  3. il buonismo può solo aumentare il male

  4. E quale sarebbe il buonismo? La fame e le misere condizioni di vita del terzo di popolazione mondiale è, purtroppo, la realtà! E per superarla occorre tanta energia; quella davvero ragionevole e sostenibile! Non gli specchietti per le allodole!

  5. Articolo interessantissimo e pienamente condivisibile. Ne deriva a mio parere che il fotovoltaico e l’aviazione civile, o peggio ancora militare, difficilmente riusciranno ad “accoppiarsi”

  6. Articolo molto interessante, il tema è affrontato in maniera molto chiara. Strada purtroppo ce n’è da fare ancora tanta.

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