Per Florian Bauer, CEO di Kitekraft, società con sede a Monaco di Baviera che sviluppa un sistema di energia eolica d'alta quota, affrontare il cambiamento climatico è una questione personale.
Tutto è cominciato negli anni della scuola: il documentario 'An inconvenient Truth' di Al Gore mi ha motivato e ispirato a perseguire l'energia rinnovabile come ingegnere, volevo contribuire a risolvere il problema.
Oggi Bauer, insieme ad André Frirdich, Christoph Drexler e Max Isensee, stanno cambiando la direzione dell'energia eolica rinnovabile con Kitekraft. L'azienda costruisce centrali eoliche volanti che funzionano con l'aiuto di un "aquilone", un aereo elettrico collegato da un cavo. L'aquilone d'alta quota provvisto di turbine eoliche vola formando un "otto" per generare energia elettrica dal vento.
Eolico d'alta quota, una tecnologia in piena espansione
Anche se la tecnologia delle turbine eoliche aeree è ancora nelle sue fasi iniziali, diverse aziende di tutto il mondo si stanno impegnando a studiare e sviluppare l'energia eolica aerea.
E fanno bene. L'International Energy Association (IEA) sostiene che per soddisfare gli obiettivi di emissioni del 2050 dell'Accordo di Parigi, quasi due terzi della produzione globale di energia devono essere rinnovabili entro il 2030. L'energia eolica farà la sua parte crescendo di 11 volte entro il 2050.
Secondo l'Agenzia internazionale per le energie rinnovabili (IRENA), la capacità installata globale dei parchi eolici onshore e offshore è aumentata di quasi 100 volte negli ultimi 20 anni, passando da 7,5 GW nel 1997 a 743 GW nel 2020, con 93 GW di nuova capacità installato nel solo 2020: un aumento del 53% su base annua.
Il costo dell'energia eolica è sceso di circa il 40% nell'ultimo decennio, e ci si aspetta che continui a scendere con la crescita della domanda di fonti di energia più pulite.
La riduzione dei costi potrebbe rendere le energie rinnovabili ancora più accessibili: ed è qui che entra in gioco l'aquilone d'alta quota.
Funziona?
La prima domanda da farsi è: cos'è esattamente un sistema alimentato da un aquilone d'alta quota, e come genera energia?
Un sistema del genere di solito include un aquilone con turbin eoliche, un cavo e una stazione di terra. Le turbine dell'aquilone girano mentre vola nell'aria, catturando l'energia del vento, mentre il cavo che lo collega alla stazione di terra trasmette l'elettricità a terra.
Diversamente dalle torri eoliche fisse che richiedono installazioni in cemento e acciaio, gli impianti eolici volanti d'alta quota hanno una connessione leggera e una minuscola stazione di terra, che richiede il 90% di materiale in meno.
Più leggeri di nome e di fatto. Lo dice anche uno studio di Airborne Wind Europe: un impianto eolico ad aquiloni da 50 megawatt utilizzerebbe 913 tonnellate di materiale in 20 anni, rispetto alle 2.868 tonnellate di un tipico parco di torri eoliche.
Gli aquiloni di Kitekraft sono fatti principalmente in alluminio, facilmente riciclabile. Gli impianti eolici comuni impiegano invece materiali come acciaio e plastica rinforzata con fibra di carbonio o di vetro, più difficili da riciclare.
In sintesi: più facile da produrre e con meno impronta di carbonio.
Ripensare gli aquiloni
Gli aquiloni di Kitekraft sono dotati di otto motori che alimentano il dispositivo durante il decollo e l'atterraggio. Vengono poi utilizzati come generatori durante il volo. Un'unità di controllo stabilizza l'aquilone e genera potenza in modo efficiente.
"L'aquilone è essenzialmente un multicottero legato a un filo", spiega Bauer. L'anno scorso l'azienda ha effettuato con successo un test di volo autonomo, che ha descritto come "una pietra miliare importante verso il nostro primo prodotto da 100 kW".
L'aquilone d'alta quota è ancora nella sua fase di prototipo, ma potrebbe un giorno offrire energia alternativa alle persone che vivono off-grid, o supportare con energia eolica i luoghi dove erigere torri eoliche è impossibile. Considerati i vantaggi, in diversi casi un impianto del genere potrà sostituire quelli tradizionali.
Sempre che le cose funzionino. Ci vuole un decimo del materiale, l'impronta ecologica è enormemente inferiore, si può riciclare meglio, ma questo non significa che sia facile da costruire. Servono ingegneria e tecnologia: per un impianto tradizionale "basta" costruire una torre.
Per questo vedo ostacoli commerciali a questo tipo di sviluppo.
L'eolico d'alta quota decollerà o resterà a terra?
"Siamo in contatto con molti potenziali clienti," dice Bauer. "Ci fa piacere che abbiano capito le potenzialità economiche ed ecologiche di questo sistema. Potrebbe convincere anche le comunità che oggi si oppongono all'installazione dell'eolico tradizionale", aggiunge.
Ci sono ancora miglioramenti da fare. Anzitutto nella stessa definizione di "eolico di alta quota". Quanto alta? Entro i 300 metri di altezza i prototipi hanno mostrato un buon funzionamento, e gli impianti possono essere utilizzati a quote anche molto basse per evitare danni da uragani. Sopra questa soglia, però, i venti sono molto forti: costruire aquiloni più grandi con più potenza presenta rischi da valutare molto attentamente.
Qual è l'obiettivo realistico per l'ingresso sul mercato di questa tecnologia, dunque?
"Entro il 2024 lanceremo un aquilone da 100 kilowatt con un'apertura alare di 10 metri (33 piedi). Se tutto andrà bene, scaleremo queste dimensioni: l'aquilone d'alta quota successivo avrà 500 kilowatt di potenza e un'apertura alare di 20 metri. Raddoppiare l'ala non raddoppierebbe semplicemente la potenza, ma la quintuplicherebbe.
Interessante anche la possibilità di usare questo tipo di tecnologia anche in mare aperto. Sarebbe sufficiente una stazione galleggiante, in forma di boa. Kitekraft potrebbe dire la sua anche in regioni desertiche, per realizzare efficaci microgrid.
Staremo a vedere se questa energia eolica "volante" riuscirà a decollare.
