Il test dell’AEP100 a Zhuzhou non è ancora una rivoluzione commerciale, ma è la dimostrazione che Pechino ha costruito una filiera completa per la propulsione aerea a idrogeno.
Un aereo cargo senza equipaggio da 75 tonnellate con l’AEP100 un motore turboelica a idrogeno di classe megawatt sviluppato dalla Cina, ha completato con successo il suo volo inaugurale in un aeroporto di Zhuzhou, nella provincia di Hunan.
Non è ancora una rivoluzione commerciale, ma è un salto di maturità tecnologica. E un’ipoteca molto seria messa dalla Cina sul futuro della propulsione aerea con motore a idrogeno.
Secondo varie fonti cinesi non ancora verificate da fonti indipendenti, lo scorso 4 aprile, alla vigilia di Pasqua, un cargo-drone da 7,5 tonnellate ha completato il volo inaugurale a Zhuzhou, in Hunan, con l’AEP100, un propulsore a idrogeno di classe megawatt; il volo è durato 16 minuti, per 36 chilometri, a 220 chilometri orari e 300 metri di quota. Il volo con il propulsore a turboprop alimentato a idrogeno e realizzato da Aero Engine Corporation of China (AECC), non è la vera notizia. Invece, quello che gli analisti hanno notato è l’integrazione, per la prima volta, di un motore megawatt-class con la gestione del combustibile criogenico e della piattaforma di volo.
Sedici minuti sembrano pochi. In termini di validazione ingegneristica, però, è un salto qualitativo notevole, perché sposta la propulsione a idrogeno dal banco di prova al test reale. A differenza dei sistemi elettrici a batteria, l’idrogeno in aviazione introduce un insieme di problemi difficili da affrontare simultaneamente: lo stoccaggio criogenico richiede temperature vicine al limite fisico, attorno ai 253 gradi centigradi sotto zero, l’isolamento termico pesa e ingombra, i serbatoi non possono stare nelle ali come nel kerosene tradizionale, e la gestione del flusso di combustibile liquido verso il motore deve essere stabile in tutte le fasi di volo, comprese manovre, turbolenze e variazioni di assetto. Superare questi ostacoli in laboratorio è un conto; dimostrare che il sistema funziona integrato, su un velivolo reale, è un altro.
L’AECC ha dichiarato che tutti i parametri operativi dell’AEP100 si sono mantenuti nella norma durante il volo, compreso il sistema di alimentazione con idrogeno liquido. Questo è il vero dato tecnico che giustifica l’attenzione: non l’autonomia, non la velocità, non il carico utile. La definizione di “turboprop engine” nei comunicati cinesi suggerisce che si tratti di una turbina a gas adattata alla combustione di idrogeno, non di un sistema elettrico a celle a combustibile come quelli su cui lavora Airbus. Una scelta più conservativa dal punto di vista ingegneristico, ma potenzialmente più rapida da portare fuori dal laboratorio.
E infatti, la dimostrazione di fattibilità di sistema, cioè l’evidenza che la catena completa funziona, è il prerequisito industriale che precede qualunque sviluppo commerciale. Senza quel volo, tutto il resto resterebbe sulla carta, come per adesso succede in Europa, peraltro.
Quello che la Cina sta davvero costruendo
Il motore AEP100 non è un progetto Made in China isolato. Fa parte di una strategia molto più ampia orchestrata da Pechino, che punta a costruire una capacità industriale completa, end-to-end, sull’idrogeno: dalla produzione alla liquefazione, dal trasporto criogenico al rifornimento aeroportuale e, naturalmente, fino al propulsore. Il vero vantaggio competitivo in questo settore non è meccanico, è sistemico. Chi controlla l’intera filiera può influenzare standard tecnici, processi di certificazione, supply chain e, in ultima istanza, quote di mercato globali che oggi non esistono ancora ma che nel giro di vent’anni potrebbero valere cifre considerevoli.
Non è un caso che le fonti cinesi parlino esplicitamente di una “filiera da 3.000 miliardi di yuan” (circa 378 miliardi di euro) come orizzonte possibile di sviluppo industriale. In ambito industriale un numero enorme e va preso con la cautela che si riserva alle proiezioni di lungo periodo. Ma la direzione strategica è chiara: l’idrogeno non è solo un carburante alternativo. Invece, è una piattaforma tecnologica che attraversa settori diversi: energia, industria pesante, trasporti e, in ultima analisi, la geopolitica contemporanea. Se la Cina riuscirà a consolidare questa filiera prima che lo facciano gli altri, infatti, il vantaggio non sarà solo economico.
Airbus e l’Occidente: la fattibilità confermata, poi rinviata
Nel frattempo, in Europa la situazione è più complessa. Airbus ha confermato, nel marzo di quest’anno, la fattibilità tecnica del suo progetto ZEROe, un aereo da 100 posti con quattro motori da 2,4 megawatt (MW) ciascuno alimentati da celle a combustibile a idrogeno. Il lavoro va avanti ed è stato verificato il sistema a livello di componente, di sottosistema e di aeromobile, raggiungendo il terzo livello di maturità tecnologica (TRL 3 nella scala internazionale). Glenn Llewellyn, vicepresidente per gli aeromobili a zero emissioni di Airbus, ha definito il risultato sufficiente a passare alla fase successiva. Ma la storia recente del programma pesa: Airbus ha già rallentato e ridefinito lo ZEROe più volte, spostandone l’orizzonte commerciale e cambiando l’architettura di propulsione prescelta. Non è facile, insomma, fare previsioni sulla traiettoria reale del progetto.
La differenza di approccio non potrebbe essere più diversa. La Cina, con l’AECC che è una partecipata statale, ha un accesso diretto al sistema-Paese per infrastrutture, investimenti e testing. L’Europa naviga tra le complessità dei finanziamenti pubblici, le diverse velocità dei partner industriali e le incertezze sulla disponibilità di idrogeno verde in quantità sufficienti, che rimane il vero collo di bottiglia dell’intera strategia. Gli Stati Uniti stanno investendo in startup private, come Universal Hydrogen e ZeroAvia, che però sono più indietro.
Perché il motore a idrogeno e non le batterie
Se da un lato con il volo cinese, l’idrogeno negli aerei ha mosso il primo passo concreto, dall’altro ci si può chiedere cosa succederà con l’elettrico puro, cioè i motori alimentati a batteria. Qui vale la pena sgombrare il campo da un equivoco ricorrente: l’idrogeno non è destinato a sostituire le batterie elettriche nell’aviazione. Sono soluzioni complementari, destinate a segmenti di mercato diversi. Le batterie sono ottime per missioni brevi, velivoli leggeri, droni, aerotaxi e piccoli commuter regionali. Su quei profili di missione, l’efficienza dell’accumulo elettrico è difficile da battere in termini di semplicità e costo operativo.
Il problema emerge quando si scala in peso e autonomia. La densità energetica delle batterie, espressa in energia per unità di massa, cresce molto più lentamente del peso totale del pacco batterie al crescere dell’autonomia richiesta. A un certo punto della curva, il velivolo usa la maggior parte della sua energia per trasportare le batterie stesse.
È un limite fisico, non tecnologico. L’idrogeno liquido, per contro, ha una densità energetica per unità di massa circa tre volte superiore al kerosene e molto superiore a qualunque batteria attuale. Il prezzo da pagare è la complessità criogenica, l’ingombro dei serbatoi e la necessità di infrastrutture di rifornimento dedicate. Per questo l’idrogeno è più promettente su cargo-droni, cioè senza equipaggio, a medio raggio, o per aviazione regionale di una certa dimensione, logistica per isole e aree remote. E potenzialmente, ma solo nel lungo periodo, su alcune classi di aeromobili commerciali a medio raggio.
Il giro del mondo a zero emissioni
Su tutt’altro fronte, ma con lo stesso protagonista molecolare, va segnalata l’alleanza tra l’italiana Syensqo e il progetto Climate Impulse, guidato dagli esploratori Bertrand Piccard e Raphaël Dinelli: il loro dimostratore sperimentale a idrogeno verde, con le membrane Aquivion sviluppate e prodotte negli stabilimenti Syensqo di Spinetta Marengo e Bollate, punta a compiere il primo giro del mondo senza scalo a zero emissioni, con nove giorni di volo continuato. L’Italia, in questo esperimento, gioca un ruolo fondamentale con delle tecnologie di punta.
Torniamo però al cargo-drone di Zhuzhou e ai suoi sedici minuti di volo. La prospettiva giusta per capire questo evento non è quella del primato tecnologico fine a se stesso. Invece, la notizia di cronaca comunica agli addetti ai lavori e alle aziende del settore (per tacer degli analisti e dei governi occidentali) quella di un Paese che, sistematicamente, sta costruendo le condizioni per dominare un mercato che ancora non esiste, ma che potrebbe diventare uno dei settori industriali più rilevanti del prossimo mezzo secolo.
L’AEP100 non è un aereo commerciale. Non è certificato, non è scalabile nell’immediato, non è sicuramente pronto per passeggeri. Ma il volo di Zhuzhou dimostra che la catena funziona, che il sistema è integrabile su una piattaforma reale, e che, se questi dati saranno confermati, la Cina avrebbe già fatto il passo che molti in Occidente ancora stanno cercando di pianificare.
Nella storia delle tecnologie, chi dimostra per primo che una cosa funziona ha quasi sempre un vantaggio strutturale su chi arriva dopo con soluzioni più mature ma tardive. Non è una legge assoluta, ci sono eccezioni notevoli. Ma è un segnale che merita attenzione. Soprattutto in un settore dove le decisioni di investimento industriale si misurano in decenni e dove chi definisce gli standard di fatto spesso finisce per definire anche le regole del mercato.
Fonte: Aero Engine Corporation of China (AECC)
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