Elettricità wireless: così una startup neozelandese sta realizzando il sogno di Nikola Tesla (infrangendo quello di qualcun altro)

Il team di Emrod, la startup neozelandese fondata da Greg Kushnir, al centro. (Courtesy Emrod)
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Articolo apparso sul numero di aprile 2021 di Forbes Italia. Abbonati!

Però, che gran senso dello spettacolo aveva Nikola Tesla. Appoggiato su una sediola, gambe incrociate, prendeva appunti nel mezzo del laboratorio dove amava farsi ritrarre. Calmissimo tra bagliori e grovigli di fulmini. Esibiva genio scientifico, senz’altro, ma sembrava anche un mago imbastitore di strani prodigi. Era la foto di un uomo immerso nella sfida suprema. Tesla, ai primi del Novecento, provava a cambiare il futuro delle comunicazioni e della trasmissione di energia in tutto il mondo. “Sono a un passo dalla svolta”, aveva detto a JP Morgan. Il banchiere ci credeva e gli prestò 150mila dollari. Servivano per un laboratorio e una gigantesca, futuristica torre, entrambi costruiti a partire dal 1901 in un sobborgo di New York. Per Tesla era il tentativo estremo di acciuffare fama e ricchezza che fino a quel momento gli erano sfuggite. Fallirà. Morirà senza un soldo abitando una piccola stanza d’albergo. Ma in quelle teorie c’era comunque il seme di grandi scoperte. Come Tesla aveva previsto, le comunicazioni senza filo ebbero effetti rivoluzionari, perfezionate da Marconi con le onde radio. L’energia sprigionata dalla Wardenclyffe Tower, invece, non fece molta strada, così la torre fu abbattuta e oggi non resta che qualche pietra.

Però anche quel sogno pionieristico alla fine ha trovato il modo di concretizzarsi. Più di cent’anni dopo e dall’altra parte del mondo. In Nuova Zelanda. Lì, c’è una startup che vuole dare un futuro commerciale all’idea di Tesla, cioè energia senza fili per grandi distanze. Emrod (questo il nome della piccola azienda) sta testando un prototipo con i finanziamenti di Powerco, uno dei maggiori distributori di elettricità del paese. Quindi, in un progetto separato, Emrod ha intenzione di trasmettere energia da un parco solare sul nord dell’isola a un cliente lontano diversi chilometri. Il sistema è fatto di quattro pezzi. Un alimentatore, due antenne (una che trasmette, l’altra che riceve), e poi moltissimi relè, ossia lenti speciali che lungo il viaggio potenziano il flusso. Per prima cosa, l’antenna trasmittente converte l’elettricità in un cilindro compatto di microonde. Lo fa per ovviare a certi difetti gravi del modello originario di Tesla. Il pioniere serbo propagava elettricità attraverso un’onda diffusa, che si irradiava in molte direzioni. Il segnale, anche su brevi tratti, smarriva vigore in modo rapido e drastico. Altra grossa pecca (per i distributori): se l’elettricità si disperde nell’aria, e bisogna solo raccoglierla, perché mai la gente dovrebbe pagare una bolletta?

Ma torniamo alle lenti speciali, dette relè: grazie a loro il flusso di microonde viene rifocalizzato durante il tragitto, avanzando quindi con perdite molto lievi. E all’arrivo c’è un altro trucco: nelle antenne riceventi sono installati quelli che gli ingegneri chiamano metamateriali. Un amalgama di metalli conduttori e plastiche isolanti. Con gran precisione trasformano in energia le microonde. Greg Kushnir, fondatore di Emrod, parla di “un’efficacia del 70 per cento”. Dice di voler iniziare trasmettendo pochi kilowatt per un tratto di circa due chilometri. Quindi aumenterà gittata e potenza. “Il meccanismo è facilmente scalabile. Possiamo usare lo stesso sistema per trasmettere cento volte più energia e per molti più chilometri”. E qui però sorge un problema. Tutto questo congegno è davvero sicuro? Dietro l’angolo potrebbero esserci degli inconvenienti antipatici. Le microonde, del resto, riscaldano le cose; pensate ai forni. Un uccello scalognato, attraversando il flusso caldo e invisibile, rischierebbe forse di bruciarsi. E a bassa quota, usanza neozelandese, volano anche parecchi elicotteri: a bordo, cowboy locali che dall’alto radunano le mandrie. E allora Emrod è intervenuta con un’altra astuzia: circondare il getto di microonde con una cortina di raggi laser di intensità ridotta, quindi innocui: se qualcuno li urta la trasmissione si ferma all’istante; e una batteria all’estremità ricevente si mette subito in moto per coprire il blackout. Il gioco è fatto. Pronto per essere commercializzato.

Greg Kushnir, fondatore di Emrod

Ray Simpkin, capo dello sviluppo tecnologico di Emrod, dice che la società sta pensando di portare energia su un’isola a trenta chilometri dalla terra ferma. Il flusso di microonde costerebbe poco più della metà di un allaccio sottomarino con cavi di rame. È questa la strada più promettente. Emrod subentra quando costruire infrastrutture fisiche è costoso oppure rovina il paesaggio. È perfetta per collegare parchi eolici off-shore, riserve naturali protette, zone impervie rurali e montuose. Un altro sbocco? Se capita qualche disastro tipo alluvione o terremoto, la tecnica Emrod può rimpiazzare in fretta le strutture danneggiate. A questo punto, dovrebbe essere abbastanza chiaro che qui non si parla certo del bacio della morte per i doppini di rame. Kushnir sa bene che per il momento la sua tecnologia è sostenibile economicamente solo in circostanze ben precise. “Con una nostra efficienza del 70%, non si tratta di sostituire tutto il filo di rame esistente, ma di completarlo dove ha senso”. Ambizioso ma realistico, quindi.

C’è da dire, però, che nelle stesse acque di Kushnir si agitano pesci notevolmente più grossi. Sono un po’ di anni ormai che il colosso dell’ingegneria giapponese, Mitsubishi Heavy Industries, lavora alla trasmissione di elettricità senza fili. Lo fa per gestire meglio alcuni suoi processi industriali. Ma sta esplorando anche come questo stesso meccanismo possa essere usato per spedire energia sulla Terra da pannelli solari allestiti nello spazio. Lassù la raccolta d’energia ha vantaggi enormi. Manca l’atmosfera, che sulla Terra riduce molto la potenza del sole, e il parco solare può essere collocato dove non smette mai d’esserci luce. È una soluzione incredibilmente promettente per fornire energia pulita in grandi quantità. Anche il Pentagono si muove su questa strada. Ha da poco testato con successo un pannello solare lanciato in orbita agganciato a un drone. Uno degli scienziati coinvolti, Paul Jaffe, è davvero ottimista: “Il bello di una soluzione del genere è la sua trasmissibilità globale. Puoi spedire energia a Chicago e una frazione di secondo dopo, se ne hai bisogno, inviarla a Londra o Brasilia”.

Ad oggi, però, il costoso marchingegno del Pentagono non è molto potente: può caricare soltanto un laptop. Eppure gli scienziati sono fiduciosi: spiegano che con sufficienti investimenti questa tecnologia può essere adottata in modo massivo. Già il Pentagono pensa di allargare l’esperimento. “C’è chi immagina parchi solari nello spazio più potenti delle più grandi centrali elettriche, abbastanza per rifornire intere città”, dice ancora Jaffe. “Potrebbe rivoluzionare la maniera in cui l’energia è prodotta e distribuita nei più remoti angoli del globo”. Tutto veramente bello. Ma sorgono almeno un paio di dubbi. Questo fascio d’energia, se finisse nelle mani sbagliate, non potrebbe trasformarsi in un’arma? Tipo un gigantesco laser spaziale? Jaffe, di nuovo, rassicura i perplessi. “Un raggio distruttivo ha bisogno di un’antenna enorme, ci vorrebbero anni o mesi per costruirla, e ce ne accorgeremmo. Insomma, difficilissimo, se non impossibile”. Qual è il vero problema allora? “Il prezzo: assemblare hardware nello spazio è molto caro; anche se negli ultimi dieci anni i costi hanno cominciato a scendere”.

In un futuro non troppo remoto, quindi, la soluzione potrebbe sul serio venire dallo spazio. Ma oggi? Dove si gioca la partita per l’energia rinnovabile? Quasi tutta sulla Terra (e negli oceani). E un ruolo da protagonisti lo stanno avendo proprio i vecchi produttori di cavi, che avranno di certo poca simpatia per azzardi come raggi laser e fasci di microonde. Il tutto, appunto, ‘senza fili’. Prysmian, con sede a Milano, è per fatturato il più grande costruttore di cavi al mondo. Le sue quotazioni azionarie, insieme a quelle degli altri due giganti del settore – il francese Nexans e il danese Nkt – sono più che raddoppiate da marzo 2020.

Queste tre società si sono buttate a capofitto sul business dell’energia pulita, ora che la produzione elettrica si sposta molto sulle rinnovabili grazie a piani aggressivi in Europa e Stati Uniti per l’economia verde. Già nel 2025, secondo previsioni attendibili, un terzo dell’energia elettrica mondiale verrà da fonti rinnovabili, ponendo fine quindi a cinquant’anni di supremazia del carbone. Fotovoltaico, eolico, idroelettrico hanno aggiunto solo l’anno scorso, nonostante la pandemia, 200 gigawatt di potenza. È tantissimo. Per intenderci, si tratta del 90% della crescita di capacità energetica avvenuta nel 2020 in tutto il pianeta. Praticamente un nuovo Eldorado. E infatti Nexans, che fa il 20% del mercato mondiale di cavi sottomarini, venderà un terzo dei propri asset per concentrarsi solo sul business dell’elettricità. Ciò vuol dire lasciare perdere macchine, navi, telecomunicazioni, puntando tutto sulle rinnovabili, oggi più redditizie. I progetti con i margini più alti sono i cavi eolici off-shore e gli interconnettori sottomarini. Per questi lavori la milanese Prysmian usa una propria flotta di navi speciali, con cui deposita i cavi sul fondale anche a tremila metri di profondità. Opere in cui si incassa moltissimo. Questo perché in un parco eolico offshore, il 25% del costo viene proprio dai cavi che collegano le turbine alla terraferma. Ed è un business che cresce rapidamente. Valeva un miliardo e mezzo di euro nel 2019, arriverà quasi a sei miliardi nel 2035, secondo stime di Credit Suisse. Un’altra grande area di crescita saranno gli Stati Uniti. Lì, c’è lo zampino della nuova amministrazione americana. Grossi piani di parchi eolici off-shore sono già in corso, ma è il governo Biden che vuole spingere ancora di più con l’energia prodotta dal vento.

Ma cosa significa tutta questa frenesia? Quali sono le sue ragioni profonde? Cerchiamo di vedere le cose da una prospettiva un po’ più ampia. Partiamo da alcuni dati: ci sono ormai più di 100 Paesi e 400 città che dicono di voler raggiungere zero emissioni nette (di anidride carbonica) entro il 2050 o prima; e investitori e agenzie regolatorie spingono il mondo corporate a fare lo stesso. L’Europa (Inghilterra compresa) è di gran lunga il continente con i risultati migliori. Ed è l’Inghilterra ad aggiudicarsi un sorprendente primo posto – che il premier Boris Johnson ha tutte le intenzioni di mantenere. La chiave è stata mettere sottoterra il carbone. Entro un paio d’anni la Gran Bretagna non brucerà mai più questo combustibile per ricavare elettricità. Un cambiamento davvero repentino, visto che ancora nel 2008 il Paese ricavava quattro quinti dell’elettricità da fonti fossili. Da lì in poi, ha pulito la sua griglia energetica più velocemente di qualsiasi economia sviluppata. Capire come abbia fatto è importante: spiega il ruolo delle rinnovabili e chiarisce quali sono le vere difficoltà per il futuro.

Se grandi progressi sono stati fatti nel pulire l’energia elettrica, altri pezzi dell’economia saranno molto più difficili da svecchiare. Grazie a una carbon tax del 2013, al progresso tecnologico e a certe dinamiche di scala, le rinnovabili sono sempre più competitive in Inghilterra. Già l’anno scorso, si otteneva dal vento un quarto dell’elettricità totale, e la quota è previsto salga a più del 33% entro il 2030. E cosa è successo alle bollette? Vero, sono un po’ più care, ma il tutto è stato più che compensato dalla maggiore efficienza di lampadine ed elettrodomestici. Nessuna lamentela, il cittadino non si è accorto praticamente di nulla. Sono altri i settori che faranno davvero male. Pensate ai trasporti, alla rivolta dei gilè gialli quando Macron propose una tassa sulla benzina. In Gran Bretagna, mentre le emissioni di Co2 per fornire elettricità sono crollate, quelle per i trasporti sono diminuite dal 1990 al 2020 solo del 5%. Oggi è questa la prima fonte di gas serra del Paese. Ed è questo uno dei settori dell’economia più costosi da ‘decarbonizzare’ (colpa soprattutto di aerei e navi), e il discorso vale per tutto il mondo, non solo in Gran Bretagna. Poi ci sono l’industria pesante (per lo più acciaio e cemento) e l’agricoltura. In questi casi alternative economiche, pulite e scalabili ancora non esistono. Magari qualcuno finisce per tirar fuori l’idea della macchina di canapa. Tesla però non c’entra nulla, bisognerà interpellare lo spirito del buon vecchio Henry Ford.