Verso un trasporto aereo sostenibile: Sfide e opportunità

Il dottor Asteris Apostolidis è un esperto della Fondazione Solar Impulse. Lavora per Air France-KLM nell'area della gestione dell'innovazione tecnologica, come membro del Group Strategy Technology Office. I suoi interessi scientifici comprendono l'intelligenza artificiale nei sistemi aeronautici, la sostenibilità nel trasporto aereo, le architetture aeronautiche innovative, le revisioni aeronautiche e lo sviluppo e l'esecuzione di strategie. In questo articolo tecnico, Asteris spiega perché la sostenibilità nell'aviazione non è mai stata così importante e quali azioni possono essere intraprese nel settore.

È indubbio che la pandemia COVID-19 in corso abbia un impatto dominante sul nostro benessere collettivo e personale. A questo punto, l'economia globale è in declino, mentre molti di noi hanno rivalutato vari aspetti della propria vita. Il trasporto aereo è uno dei settori più colpiti per molte ragioni. Principalmente, tutte le restrizioni imposte ai viaggi hanno avuto un effetto negativo sul traffico passeggeri, portando la maggior parte delle compagnie aeree oltre i propri limiti.

In questo contesto, potrebbe essere ragionevole che il settore del trasporto aereo si concentri sulla sopravvivenza a breve termine e rinunci a dare priorità alla sostenibilità ambientale. Tuttavia, con il traffico aereo praticamente bloccato, l'impatto del volo sull'ambiente è diventato ancora più evidente. Con il crollo dei prezzi del petrolio che dall'inizio di marzo ha raggiunto un livello record, Jeffrey Currie, responsabile delle materie prime di Goldman Sachs, ha dichiarato al quotidiano The Guardian che le conseguenze della pandemia probabilmente "modificheranno in modo permanente l'industria energetica" e "sposteranno il dibattito sul cambiamento climatico". Mentre la maggior parte delle compagnie aeree ha messo in atto vari programmi di trasformazione per far fronte alla crisi, si è presentata una rara opportunità, soprattutto in Europa. Molti di questi piani di trasformazione includevano elementi importanti sulla sostenibilità del trasporto aereo. In effetti, alcune compagnie aeree e produttori di aeromobili hanno iniziato a lavorare sulla trasformazione verde molto prima della pandemia. Tuttavia, questi piani sembrano essere stati accelerati. Le spiegazioni possibili sono molte, ma possono essere attribuite principalmente alla maggiore consapevolezza ambientale della loro base di clienti, alla decisione strategica dell'Unione Europea di procedere con l'European Green Deal e al crescente senso di responsabilità sociale d'impresa tra i dirigenti e i dipendenti delle compagnie aeree.

La pandemia di coronavirus è un esempio eloquente di come si presenta una crisi globale. Tuttavia, la differenza principale con l'emergenza climatica è che la prima era imprevedibile, mentre per la seconda ci sono innumerevoli avvertimenti. Sarebbe irresponsabile ignorarli e rinunciare alla responsabilità delle compagnie aeree nell'affrontarli. L'esperienza maturata finora ha identificato tre principali pilastri tecnici che possono condurre il trasporto aereo verso un futuro più sostenibile: Miglioramento dell'efficienza operativa, architetture aeronautiche dirompenti e multimodalità.

È possibile ottenere una maggiore efficienza operativa a breve e medio termine con un maggiore uso dell'intelligenza artificiale: Oggi è prassi comune per le compagnie aeree utilizzare metodi basati sui dati in vari ambiti operativi. Ad esempio, è possibile migliorare l'efficienza del carburante analizzando gli schemi nascosti nei dati di volo e ottimizzando il modo in cui gli aeromobili vengono utilizzati. Un'altra possibilità interessante è quella di potenziare l'uso dei dati operativi per migliorare le pratiche di manutenzione dei motori, delle cellule e di altri componenti degli aerei. In questo modo, la scienza dei dati ha il potenziale per migliorare il ciclo di vita delle parti, riducendo gli sprechi di materiali solitamente molto costosi. Allo stesso tempo, la pianificazione della manutenzione può avvalersi dei dati storici per identificare il momento ottimale per la revisione dell'hardware, che in genere porta anche a un miglioramento del consumo di carburante. Nel complesso, l'intelligenza artificiale ha il potenziale per cambiare radicalmente il modo in cui gli aeromobili vengono progettati, utilizzati e sottoposti a manutenzione. Tuttavia, poiché l'aviazione è un settore strettamente regolamentato per motivi di sicurezza, un ostacolo principale è la mancanza di procedure di certificazione per le applicazioni basate sull'IA critiche per la sicurezza. Tuttavia, sono in corso sforzi a livello industriale per sviluppare gli standard necessari a rendere l'Intelligenza Artificiale certificabile nell'aviazione.

Guardando un po' più in là nel futuro, si vedrà una pletora di nuove e interessantissime tecnologie aeronautiche che potranno cambiare per sempre il nostro modo di volare. I nuovi layout dei motori promettono un aumento delle prestazioni termiche, con indubbi effetti positivi sull'ambiente. Allo stesso tempo, c'è uno sforzo globale coordinato per sviluppare le tecnologie necessarie che consentiranno un forte aumento della produzione di carburante per l'aviazione sostenibile (SAF). Esistono molti modi per produrre SAF, ma la produzione etica fa uso di diversi tipi di rifiuti, come l'olio da cucina, e questo è il motivo per cui la produzione attuale è piuttosto limitata. Inoltre, una nuova generazione di aeromobili dirompenti prevede l'uso dell'idrogeno come carburante per l'aviazione, sia bruciato direttamente nei motori che in combinazione con le celle a combustibile. Altre possibilità interessanti sono gli aerei elettrici o ibridi-elettrici a batteria, che presentano comunque dei limiti operativi. Infine, ci sono numerosi esempi di innovazione nell'aerodinamica, con diverse proposte di design futuristici per gli aerei. Tutte le tecnologie citate si trovano attualmente in diverse fasi di sviluppo, e le più mature dovrebbero essere impiegate alla fine di questo decennio. Tuttavia, ancora una volta le considerazioni sulla sicurezza sono molto importanti per il successo di queste soluzioni, insieme alla necessaria trasformazione della catena di fornitura, molto complessa. È certo che tutte le nuove tecnologie comportano anche numerose sfide operative.

Il terzo strumento promettente per affrontare l'impatto ambientale dell'aviazione è l'ulteriore sviluppo del trasporto multimodale. La multimodalità si avvale di diverse modalità di mobilità, al fine di offrire ai passeggeri l'opzione migliore dal punto di vista ambientale. Un esempio è la combinazione perfetta di trasporto aereo e ferroviario, dove un passeggero può combinare entrambi in un unico biglietto. In questo modo, è possibile utilizzare un volo a lungo raggio e un viaggio in treno per l'ultima parte del viaggio, evitando inutili voli regionali. Allo stesso tempo, la multimodalità può aprire un nuovo modello di business, in cui i collegamenti non avvengono solo nei grandi hub, ma anche negli aeroporti più piccoli con collegamenti ferroviari. Questa soluzione comporta una serie di rischi rispetto alle attuali pratiche commerciali consolidate, ma può anche portare a collaborazioni più ampie. In futuro, oltre alla combinazione di viaggi aerei e ferroviari, altre modalità di trasporto potrebbero entrare a far parte di questo modello. Ad esempio, Hyperloop o eVTOL (noto anche come Urban Air Mobility) hanno il potenziale per offrire un "primo e ultimo miglio" sostenibile ai passeggeri.

Vale la pena ricordare che i tempi per l'introduzione dei tre pilastri principali di cui sopra non saranno gli stessi in tutto il mondo; dipende da un mix di geopolitica, investimenti, obiettivi governativi in materia di emissioni e, naturalmente, dal comportamento dei consumatori. Tuttavia, sembra che l'Europa sarà un pioniere in questo contesto. Per mettere le cose in prospettiva, è importante ricordare che prima della pandemia il 72% delle emissioni di gas serra dei trasporti in Europa era dovuto al trasporto su strada, rispetto al 14% del trasporto aereo, secondo l'Agenzia europea dell'ambiente. Di conseguenza, la decarbonizzazione delle strade è una priorità ancora più importante per i politici.

Il trasporto aereo è un servizio fondamentale per la società, in quanto riunisce le persone e favorisce la circolazione delle merci. Questo è anche il caso della pandemia in corso, quando le compagnie aeree hanno trasportato la circolazione globale delle forniture e si prevede che contribuiranno alla distribuzione dei vaccini, una volta che inizieranno a essere prodotti. Tuttavia, una maggiore resilienza del settore è fondamentale con l'emergenza climatica all'orizzonte. La missione sociale del trasporto aereo è ampiamente riconosciuta e il suo futuro dipende da come il trasporto aereo si adatterà a queste nuove sfide.