Per ridurre le emissioni di CO2 degli aerei basterebbe l'idrogeno

AGI - Passare all'idrogeno (H2) potrebbe ridurre le missioni di CO2 dell'aviazione di fino al 90%. È quanto emerge da uno studio guidato dal Mit Massachusetts Institute of Technology e pubblicato su 'ACS Sustainable Chemistry & Engineering'. Gli autori hanno utilizzato la modellazione al computer per studiare la fattibilità e le sfide dell'aviazione alimentata a idrogeno. "Sebbene ci sia ancora molta strada da fare prima che l'aviazione a idrogeno possa essere realizzata su larga scala, ci auguriamo che la nostra analisi della progettazione del sistema di bordo e dell'infrastruttura abilitante venga utilizzata per dare priorità agli sforzi di sviluppo di settore", afferma Dharik Mallapragada, uno dei coautori dello studio.

Le emissioni di CO2 legate all'energia del settore dell'aviazione sono cresciute più rapidamente di quelle di ferrovie, strade e spedizioni negli ultimi decenni, secondo l'Agenzia Internazionale per l'Energia. Per ridurre i potenziali impatti climatici di questa crescita, gli scienziati stanno migliorando la progettazione e il funzionamento degli aeromobili e sviluppando combustibili a basse emissioni come l'idrogeno, che viene utilizzato per la combustione diretta o per alimentare celle a combustibile elettriche.

L'attrattiva dell'idrogeno come fonte di combustibile è che il suo utilizzo non produce CO2 e fornisce più energia per libbra rispetto al carburante per aerei. Per comprendere il potenziale impatto del passaggio dal tradizionale carburante per aerei al carburante a idrogeno nell'aviazione, Anna Cybulsky, Mallapragada e colleghi hanno modellato il suo utilizzo nell'elettrificazione di aerei turboelica regionali e a corto raggio.

I ricercatori hanno calcolato che l'ingombro extra di un serbatoio di idrogeno e di celle a combustibile adattate a un aereo esistente dovrebbe essere compensato da riduzioni di peso altrove, come la riduzione del carico utile dell'aereo (merci o passeggeri). Ciò potrebbe significare che sarebbero necessari più voli per fornire lo stesso carico utile. Il modello del team ha suggerito, tuttavia, che i miglioramenti nella potenza delle celle a combustibile e nell'indice gravimetrico del sistema di alimentazione (il peso del carburante in relazione al peso del serbatoio pieno) potrebbero eliminare la necessità di ridurre il carico utile, eliminando così l'impatto ambientale di voli aggiuntivi. Allo stesso tempo, hanno notato che il passaggio al volo alimentato a idrogeno potrebbe ridurre le emissioni di CO2 del settore dell'aviazione fino al 90%.

Una sfida più grande del cambio di tipo di carburante per l'aviazione potrebbe essere quella di fornire l'infrastruttura necessaria per generare e distribuire l'idrogeno in modo economico e a basse emissioni di carbonio. Un metodo di produzione a basse emissioni di carbonio utilizza il reforming del gas naturale (estrazione dell'idrogeno dal gas metano) abbinato alla cattura del carbonio, ma richiede l'accesso all'infrastruttura dedicata e ai siti di sequestro.

Un'altra opzione ecologica è l'elettrolisi, che scinde l'acqua in idrogeno e ossigeno e potrebbe essere eseguita utilizzando l'elettricità da una centrale nucleare o da risorse rinnovabili. Ma ciò aggiungerebbe una domanda sostanziale alle reti elettriche. Cybulsky e colleghi hanno osservato che poiché i prezzi dell'elettricità di rete possono essere altamente variabili in una regione, potrebbe essere più conveniente trasportare l'idrogeno da una struttura di produzione a basso costo agli utenti finali.

Per queste ragioni, i ricercatori suggeriscono che il lancio dell'aviazione basata sull'idrogeno potrebbe iniziare in luoghi che hanno condizioni favorevoli per la produzione di idrogeno, come Amburgo, in Germania, o Barcellona, in Spagna. L'infrastruttura richiesta per supportare l'uso dell'idrogeno nell'aviazione andrebbe a beneficio anche degli sforzi di decarbonizzazione in altri settori, tra cui il trasporto su strada e la spedizione, rendendo il carburante a idrogeno più disponibile.