Aerei elettrici: come funzionano, chi li costruisce e cosa ci aspetta

L'aviazione è responsabile di circa il 2,4% delle emissioni globali di CO2, e il settore è sotto pressione per cambiare. Gli aerei elettrici non sono più soltanto un'idea: il primo aeromobile completamente elettrico certificato EASA è già operativo in Europa, e decine di produttori stanno gareggiando per portare servizi di trasporto aereo elettrico sul mercato entro la fine del decennio. Questo articolo spiega come funzionano gli aerei elettrici, quali sono le specifiche tecniche attuali, quali modelli sono già in volo e cosa possono aspettarsi realisticamente i passeggeri nei prossimi anni.

Cosa sono gli aerei elettrici?

Un aereo elettrico è un aeromobile alimentato dall'elettricità anziché dal carburante per aviazione convenzionale. La maggior parte degli aerei elettrici utilizza motori elettrici per azionare le eliche, alimentati da pacchi batteria installati a bordo.

Esistono tre tipologie principali:

• Completamente elettrico: alimentato interamente da batterie di bordo
• Ibrido elettrico: combina un motore alimentato a batteria con un motore a combustione convenzionale
• Idrogeno-elettrico: utilizza celle a combustibile a idrogeno per generare elettricità a bordo

Ciascuna presenta compromessi diversi in termini di autonomia, peso e requisiti infrastrutturali. Gli aerei completamente elettrici sono attualmente limitati a operazioni più brevi e di dimensioni ridotte. Le configurazioni ibride e idrogeno-elettriche sono considerate la soluzione più pratica per raggiungere scale regionali e commerciali.

Come funzionano gli aerei elettrici?

Il principio di base è simile a quello di un'auto elettrica. Un pacco batterie accumula energia elettrica, che alimenta uno o più motori elettrici. Questi motori fanno girare le eliche o i fan per generare la spinta.

Componenti principali di un sistema di propulsione elettrica:

• Pacco batterie: accumula energia; il litio-ione è lo standard attuale
• Motore elettrico: converte l'energia elettrica in rotazione meccanica
• Controllore del motore: gestisce l'erogazione di potenza, la velocità e l'efficienza
• Sistema di raffreddamento:  gestisce il calore generato dal motore e dalle batterie
• Elettronica di potenza:  converte e regola la tensione tra i componenti

Ecco dove si trovano oggi alcuni dei principali aeromobili:

Secondo Airbus, le configurazioni ibride possono già ridurre il consumo di carburante fino al 5% rispetto a un volo standard.

Gli aerei elettrici sono già in uso commerciale?

Sì, ma su scala limitata. Ecco la situazione reale.

Addestramento al volo e aviazione leggera

Il Pipistrel Velis Electro è il traguardo più significativo finora. Prodotto in Slovenia, detiene la piena certificazione di tipo EASA come aeromobile completamente elettrico, oltre alla certificazione UK CAA. È attivamente utilizzato per l'addestramento al volo in tutta Europa, approvato per le operazioni VFR diurne.

Si tratta del primo aeromobile completamente elettrico genuinamente operativo in ambito commerciale nell'ambito della regolamentazione aeronautica europea, non solo un prototipo su una pista di test.

Operazioni regionali e sperimentali

Il ZeroAvia Dornier 228 è un aeromobile da 19 passeggeri convertito per funzionare con un motore idrogeno-elettrico. Effettua voli dal 2023 ed è uno degli esempi più vicini a un piccolo aereo commerciale elettrico in uso attivo. ZeroAvia prevede di rendere disponibile un aeromobile completamente elettrico entro la fine del 2026 e di introdurre un aeromobile da 80 posti con un'autonomia di circa 1.100 km entro il 2028.

L'Eviation Alice ha completato il suo primo volo pubblico nell'aprile 2023, un viaggio di otto minuti a circa 1.000 metri dall'aeroporto internazionale Grant County di Washington. Un aeromobile da nove passeggeri a zero emissioni dirette, pensato per le rotte regionali brevi.

Cosa non è ancora disponibile commercialmente

I grandi jet passeggeri, quelli su cui vola la maggior parte delle persone, non sono ancora elettrici. Nessun aeromobile completamente elettrico opera attualmente su rotte commerciali di linea con più di circa 19 passeggeri. Rimane un obiettivo per il prossimo futuro, non una realtà di oggi.

Chi costruisce gli aerei elettrici?

Diversi grandi produttori e startup ben finanziate stanno spingendo l'aviazione elettrica in avanti, in particolare in Europa.

Airbus è tra i più attivi. Il suo dimostratore EcoPulse a propulsione ibrida distribuita ha completato oltre 100 ore di voli di prova nel 2023 e 2024, sviluppato in partnership con Daher e Safran con il supporto dell'autorità francese per l'aviazione civile (DGAC). Airbus ha anche firmato un accordo di ricerca con il Gruppo Renault per accelerare l'elettrificazione, e un accordo separato con STMicroelectronics sui semiconduttori di nuova generazione per aeromobili ibridi ed elettrici.

Rolls-Royce ha stabilito il record mondiale di velocità per un aeromobile completamente elettrico nel 2021. Il suo Spirit of Innovation ha raggiunto 555,9 km/h, alimentato da un propulsore elettrico da 400 kW: una dimostrazione concreta di ciò che la propulsione elettrica può offrire sul piano delle prestazioni.

Heart Aerospace (Svezia) sta sviluppando l'ES-30, un aeromobile regionale ibrido-elettrico da 30 passeggeri. L'autonomia completamente elettrica è di 200 km, che si estende a 800 km in modalità ibrida. L'azienda ha completato il suo primo volo completamente elettrico nel 2025.

Elysian sta lavorando sull'E9X, un aeromobile completamente elettrico da 90 passeggeri con un'autonomia di 1.000 km. Un prototipo in scala reale è previsto per i test entro il 2030.

Wright Electric, in partnership con easyJet, sta sviluppando un jet passeggeri completamente elettrico da 186 posti con un'autonomia di circa 1.300 km. L'ingresso in servizio è previsto intorno al 2030.

ZeroAvia si concentra sulla propulsione idrogeno-elettrica ed è tra le aziende più avanzate per gli aeromobili regionali a breve termine, con una chiara tabella di marcia commerciale fino alla fine degli anni 2020.

Quali sono le principali sfide tecniche?

Il maggiore ostacolo che frena l'aviazione elettrica è la densità energetica delle batterie.

Il carburante per aviazione accumula circa 43 MJ/kg di energia. Le migliori batterie al litio-ione di oggi accumulano circa 0,5-0,9 MJ/kg: un divario di circa 50 a 1. Batterie capaci di eguagliare il carburante per aviazione per un grande aeromobile sarebbero straordinariamente pesanti.

Una ricerca dell'International Council on Clean Transportation (ICCT) lo spiega chiaramente: un aeromobile regionale a fusoliera stretta richiederebbe circa nove volte la capacità di batteria rispetto a quanto la tecnologia attuale può offrire. Per i wide-body a lungo raggio, questa cifra sale a 20 volte.

Le implicazioni pratiche per l'aviazione di oggi:

• Gli aerei completamente elettrici sono limitati a rotte brevi di circa 150-500 km
• Il peso delle batterie può rappresentare fino al 60% del peso totale di un aereo elettrico sulle rotte più lunghe
• Le infrastrutture di ricarica negli aeroporti sono quasi assenti e richiederanno investimenti significativi
• La certificazione di un nuovo aeromobile richiede tipicamente da cinque a sette anni

Gli approcci ibridi e idrogeno-elettrici aiutano a colmare il divario, ma l'elettrificazione completa dell'aviazione commerciale di grandi dimensioni è una prospettiva a lungo termine, non imminente.

Quando gli aerei elettrici trasporteranno passeggeri commercialmente?

I passeggeri sulle rotte regionali brevi in Europa saranno probabilmente i primi a vedere gli aerei elettrici. Le rotte sotto i 500 km, come Milano-Roma, Roma-Napoli o tratte simili tra città vicine, sono il target principale per i servizi commerciali elettrici di prima generazione.

Per le rotte più lunghe, gli aerei ibridi arriveranno prima delle alternative completamente elettriche. L'EASA sta sviluppando attivamente i framework di certificazione per la propulsione ibrida ed elettrica, e l'agenda europea per la decarbonizzazione dell'aviazione sta spingendo i produttori europei ad accelerare.

I taxi aerei urbani (eVTOL) potrebbero arrivare anche prima. I velivoli a decollo e atterraggio verticale sono più vicini al mercato rispetto ai jet passeggeri ad ala fissa, pensati per brevi tragitti intra-urbani. Archer Aviation, ad esempio, ha già ricevuto la certificazione di aeronavigabilità FAA per il suo aeromobile eVTOL.

Per la maggior parte dell'aviazione commerciale, il carburante convenzionale rimane lo standard per ora. Se il tuo volo è arrivato con più di tre ore di ritardo, è stato cancellato con meno di 14 giorni di preavviso, o ti è stato negato l'imbarco, ai sensi di EU261 potresti avere diritto a un risarcimento. Verifica la tua idoneità con Volo-In-Ritardo.it.

FAQ

Esistono aerei passeggeri completamente elettrici in volo oggi?

Non su rotte commerciali di linea con grandi aeromobili. Il Pipistrel Velis Electro è l'unico aereo completamente elettrico con certificazione di tipo EASA ed è utilizzato per l'addestramento al volo. Aeromobili più piccoli come il ZeroAvia Dornier 228 (idrogeno-elettrico, 19 posti) volano, ma non ancora su tratte commerciali di linea ordinarie.

Quando gli aerei elettrici trasporteranno passeggeri su rotte regolari?

Le previsioni più ottimistiche indicano che i piccoli aerei elettrici regionali potrebbero entrare in servizio tra il 2026 e il 2030. I jet elettrici di grandi dimensioni difficilmente arriveranno prima della metà degli anni 2030. Le configurazioni ibrido-elettriche dovrebbero comparire sulle rotte commerciali prima, riducendo le emissioni sulle tipologie di aeromobili esistenti.

Quanto lontano possono volare gli aerei elettrici?

Gli aerei completamente elettrici attuali hanno un'autonomia pratica di circa 150-500 km. Le configurazioni ibride e idrogeno-elettriche estendono significativamente questa distanza: l'Heart Aerospace ES-30 punta a 800 km in modalità ibrida. L'elettrificazione completa dell'aviazione a lungo raggio è lontana decenni con la tecnologia attuale delle batterie.

Gli aerei elettrici sono certificati in Europa?

Sì, a livello di piccoli aeromobili. Il Pipistrel Velis Electro detiene la piena certificazione di tipo EASA, primo aeromobile completamente elettrico a raggiungere questo traguardo, ed è certificato anche dall'UK CAA. L'EASA sta sviluppando framework di certificazione per la propulsione ibrida e per quella elettrica più potente, man mano che la tecnologia matura.

Gli aerei elettrici sono più silenziosi degli aeromobili convenzionali?

Sì, notevolmente. I motori elettrici producono molto meno rumore rispetto ai motori jet o turboelica. Questo è uno dei principali vantaggi pratici per la mobilità aerea urbana e potrebbe consentire agli aeromobili di operare da aeroporti in aree più densamente popolate, o durante gli orari attualmente soggetti a restrizioni per motivi di rumore.