Ciclo di vita, perdite e riciclo dei conduttori con anima in fibra di carbonio: lo studio De Angeli Prodotti-Exel presentato a CIGRÉ 2026
Qual è il reale impatto ambientale di un conduttore elettrico? Per rispondere non basta considerare i materiali utilizzati per produrlo. Occorre guardare anche a ciò che accade durante i decenni in cui trasporta energia, alle perdite elettriche generate durante il funzionamento e alle possibilità di recupero dei materiali quando arriva a fine vita.
È una prospettiva particolarmente importante per i conduttori avanzati con anima in fibra di carbonio, tecnologie che contribuiscono alla modernizzazione delle reti elettriche e al potenziamento delle infrastrutture esistenti.
Lo studio Sustainable End-of-life for Advanced Composite Core Conductors, sviluppato da De Angeli Prodotti ed Exel Composites e presentato alla CIGRÉ Paris Session 2026, affronta proprio questa questione attraverso un’analisi del ciclo di vita dei conduttori tradizionali e compositi.
Considerando una vita operativa di riferimento di 40 anni, la ricerca esamina l’impatto della produzione, le perdite elettriche e cinque possibili scenari di gestione dei materiali a fine vita. I risultati mostrano come una valutazione ambientale completa possa offrire conclusioni molto diverse rispetto a un confronto limitato alle sole materie prime.
Indice:
- 1. Conduttori avanzati e sostenibilità delle reti elettriche
- 2. Analisi del ciclo di vita dei conduttori (LCA)
- 3. Confronto tra conduttori ACSR, ACCS e ACCM
- 4. Tecnologia ACCM e reconductoring
- 5. Risultati LCA dei conduttori compositi
- 6. Fine vita dei conduttori con anima in fibra di carbonio
- 7. Collaborazione tra De Angeli Prodotti ed Exel Composites
- 8. Conclusioni
1. Conduttori avanzati e sostenibilità delle reti elettriche
La transizione energetica non dipende soltanto da quanta energia rinnovabile riusciremo a produrre. Dipenderà sempre di più anche dalla capacità delle reti elettriche di trasportarla in modo efficiente, affidabile e sostenibile.
L’elettrificazione dei consumi, la diffusione di fonti rinnovabili intermittenti, lo sviluppo della mobilità elettrica e la crescita della domanda stanno imponendo alle infrastrutture di trasmissione una trasformazione profonda. Costruire nuove linee rimane necessario, ma non può essere l’unica risposta: disponibilità dei corridoi, iter autorizzativi, impatto sul territorio e tempi di realizzazione rendono sempre più strategico anche il reconductoring, cioè il potenziamento delle linee esistenti attraverso la sostituzione dei conduttori mantenendo, dove possibile, le infrastrutture già presenti.
È proprio in questo scenario che i conduttori avanzati con anima in fibra di carbonio assumono un ruolo importante. Ma se una tecnologia nasce per contribuire alla modernizzazione sostenibile della rete, è necessario sottoporla a una domanda altrettanto ambiziosa: quanto è realmente sostenibile se consideriamo non soltanto la sua produzione, ma l’intero ciclo di vita?
Il paper di riferimento
Sustainable End-of-life for Advanced Composite Core Conductors è stato presentato alla CIGRÉ Paris Session 2026, nello Study Committee B2 – Overhead Lines. Il lavoro nasce dalla collaborazione tra Antti Hassinen e Heini Kloster di Exel Composites e Giorgia Dorigatti e Dilara Duman di De Angeli Prodotti.
Consulta summary e informazioni sulla pubblicazione ufficiale eCIGRE
2. Conduttori avanzati e sostenibilità delle reti elettriche
Se confrontassimo un conduttore tradizionale e uno con anima composita considerando esclusivamente le materie prime necessarie alla produzione, la fibra di carbonio partirebbe in svantaggio. La produzione della Carbon Fiber, CF, è infatti un processo energeticamente intensivo e presenta un impatto specifico superiore rispetto all’acciaio utilizzato nelle anime tradizionali.
Ma un conduttore non viene prodotto per restare immobile. Viene installato su una linea elettrica e trasporta energia per decenni. Durante questo lungo periodo entrano in gioco resistenza elettrica, perdite per effetto Joule, temperature di esercizio, quantità e geometria dell’alluminio e configurazione complessiva del conduttore. Differenze apparentemente piccole, moltiplicate per anni di funzionamento e per chilometri di linea, possono assumere una rilevanza ambientale molto maggiore dell’impatto iniziale della produzione.
La sostenibilità emerge dal sistema completo, non da una sola fase.
Il paper considera quindi produzione, fase operativa ed End-of-Life all’interno dello stesso ragionamento, utilizzando dati derivati da un progetto reale per il design del conduttore, un valore di Reference Service Life allineato con le richieste del mercato e scenari di fine vita compatibili con le Best Available Techologies (BAT) al momento dello studio. I dati primari vengono elaborati tramite SimaPro dotato di database Ecoinvent 3.10 e analizzati secondo EN 15804+A2.
3. Confronto tra conduttori ACSR, ACCS e ACCM
Lo studio confronta tre differenti soluzioni progettate ed offerte da De Angeli Prodotti per il reconductoring di una specifica linea aerea: il tradizionale ACSR – Aluminium Conductor Steel Reinforced, un ACCS – Aluminium Conductor Composite Single e un ACCM – Aluminium Conductor Composite Multistrand.
Il confronto è significativo, visto che considera tre configurazioni di conduttore progettate per soddisfare gli stessi requisiti di linea. Per rendere l’analisi ancora più omogenea e comparabile, sono state selezionate tre soluzioni con diametri il più possibile simili.
Caratteristiche dei conduttori utilizzati nel caso di studio
| Caratteristica | ACSR | ACCS | ACCM |
|---|---|---|---|
| Diametro | 27,00 mm | 27,00 mm | 27,20 mm |
| Alluminio sul peso totale | 76% | 93% | 89% |
| Core sul peso totale | 24% | 7% | 11% |
Composizione in massa dei conduttori analizzati
È un dettaglio fondamentale, perché impedisce una lettura troppo semplicistica del confronto. Non si stanno mettendo sul piatto semplicemente “‘acciaio contro carbonio”: vengono confrontati tre sistemi-conduttore completi, nei quali cambiano sia il core sia la quantità e la configurazione dell’alluminio.
4. Tecnologia ACCM e reconductoring
Nel caso dell’ACCM di De Angeli Prodotti, l’anima portante è composta da più elementi in materiale composito rinforzato con fibra di carbonio cordati tra loro. Il core viene protetto da un nastro e da un tubo di alluminio estruso, mentre all’esterno si trovano gli strati di fili conduttivi in lega di alluminio.
La fibra di carbonio permette di ripensare il rapporto tra funzione meccanica e funzione elettrica del conduttore. Ed è proprio questa caratteristica a rendere le soluzioni composite particolarmente interessanti nel reconductoring, dove l’obiettivo è aumentare le prestazioni della linea sfruttando il più possibile sostegni e corridoi esistenti.
Il paper aggiunge però un ulteriore livello alla discussione. Non basta chiedersi quanto un conduttore avanzato sia performante: dobbiamo comprendere quale sia il suo impatto ambientale complessivo.
4.1 Impatto ambientale della produzione
Durante la fase di produzione il risultato è chiaro: sostituire il core in acciaio con materiali compositi comporta un aumento del Global Warming Potential associato al core, perché la produzione di fibra di carbonio vergine richiede molta energia.
Nel caso ACCM analizzato, il contributo GWP del core aumenta sensibilmente rispetto all’ACSR, mentre il contributo dovuto all’alluminio è leggermente inferiore. Per ACCS, invece, aumentano sia il contributo del core sia quello dell’alluminio, conseguenza della specifica architettura del conduttore esaminato.
Il punto chiave
Una fotografia limitata alla produzione favorirebbe la soluzione tradizionale. Il Life Cycle Assessment diventa significativo quando integra l’impatto iniziale con decenni di funzionamento della linea e con le opzioni di recupero a fine vita. Nel modello, il core CFRP è composto per il 70% in massa da fibra di carbonio vergine e per il 30% da resina epossidica.
4.2 Perdite elettriche in 40 anni di esercizio
Il paper modella le perdite elettriche utilizzando una corrente comparativa di 840 A e una vita di riferimento di 350.400 ore, equivalenti a 40 anni.
Il risultato mostra come, nelle specifiche configurazioni analizzate, entrambi i conduttori con anima composita generino meno perdite rispetto all’ACSR.
Perdite elettriche durante 40 anni di esercizio
| Conduttore | Corrente | Resistenza | Periodo | Perdite |
|---|---|---|---|---|
| ACSR | 840 A | 0,076 Ω/km | 350.400 h | 18.790,41 MWh |
| ACCS | 840 A | 0,060 Ω/km | 350.400 h | 14.834,53 MWh |
| ACCM | 840 A | 0,070 Ω/km | 350.400 h | 17.306,95 MWh |
È qui che il concetto di ciclo di vita assume tutto il suo significato. L’impatto iniziale del carbonio deve essere confrontato con decenni di funzionamento della linea.
5. Risultati LCA dei conduttori compositi
Nel caso analizzato, quando alla produzione vengono aggiunte le perdite durante la Reference Service Life, ACCS registra una riduzione dell’impatto nella categoria climate change di circa il 18-19% rispetto all’ACSR, mentre ACCM raggiunge circa il 6-7%.
Riduzione dell’impatto climate change nel caso di studio
Come leggere questi numeri
La differenza tra ACCS e ACCM deriva dalla specifica configurazione dei conduttori utilizzati nel progetto e dalla loro resistenza elettrica. Non dimostra una superiorità generale di un core single-strand rispetto a un core multistrand.
Un conduttore deve essere progettato in funzione della linea, dei requisiti meccanici ed elettrici e degli obiettivi del progetto. Il Life Cycle Assessment non modifica questa logica: la rende semplicemente più completa.
6. Fine vita dei conduttori con anima in fibra di carbonio
Acciaio e alluminio dispongono già di filiere di recupero consolidate. Per i materiali compositi termoindurenti rinforzati con fibra di carbonio la situazione è diversa.
L’utilizzo di CFRP nelle linee di trasmissione è relativamente recente e molti dei conduttori oggi installati sono ancora pienamente in servizio. Per questo non esiste ancora una casistica industriale estesa relativa al loro smantellamento dopo decenni di funzionamento.
Il gruppo di ricerca ha comunque eseguito anche prove di separazione meccanica del tubo di alluminio dal core composito, utilizzandole come base per valutare le possibili strategie di fine vita.
6.1 Cinque scenari di riciclo e smaltimento del CFRP
Il paper prende in considerazione cinque scenari tecnologici. La tabella seguente ne sintetizza il principio e l’indicazione emersa, senza riprodurre gli inventari LCI completi della pubblicazione.
| Scenario | Cosa avviene | Recupero del valore | Indicazione emersa |
|---|---|---|---|
| Riciclo meccanico | Il CFRP viene tagliato, triturato e ricondizionato. | Materiale secondario; fibre più corte. | Basso impatto e buon recupero del materiale. |
| Solvolisi | Un processo chimico separa matrice e fibra. | Fibre lunghe o semi-lunghe e di buona qualità. | Tra gli scenari più promettenti; elevata resa di recupero. |
| Pirolisi | La matrice viene degradata termicamente recuperando la fibra. | Recupero della fibra, con consumo energetico maggiore. | Efficace, ma più energivora dei metodi meccanici. |
| Incenerimento | Una parte del rifiuto viene trattata con recupero energetico. | Recupero di energia, non del valore materiale della fibra. | Beneficio limitato rispetto al riciclo. |
| Discarica | Il materiale viene smaltito come rifiuto inerte. | Nessun recupero. | Scenario meno favorevole. |
Per inventari, input di processo, assunzioni e LCI completi si rimanda alla pubblicazione ufficiale
Questa è probabilmente la parte più nuova della ricerca. Non perché il riciclo della fibra di carbonio sia un tema sconosciuto, ma perché viene applicato direttamente al problema dei composite core conductors per la trasmissione elettrica.
6.2 Benefici ambientali del riciclo della fibra di carbonio
Il risultato più interessante è che non tutti i processi di recupero hanno lo stesso valore ambientale. La fibra di carbonio incorpora una quantità significativa di energia e risorse nella propria produzione. Di conseguenza, recuperarla e utilizzarla per sostituire fibra vergine può generare un beneficio ambientale importante.
Nel modello studiato, riciclo meccanico e riciclo chimico risultano tra le alternative più efficaci, mentre la solvolisi mostra generalmente un impatto inferiore rispetto alla pirolisi nelle categorie climate change e toxicity. Incenerimento e soprattutto conferimento in discarica risultano invece meno favorevoli.
6.3 Recupero e riutilizzo della fibra di carbonio
Esiste una distinzione decisiva tra recuperare semplicemente una materia e conservarne il valore tecnologico. Una fibra corta ottenuta dal riciclo può essere perfettamente utile come rinforzo in una nuova applicazione, evitando l’utilizzo di materia vergine. È già un risultato significativo.
Il passo successivo, ancora più ambizioso, consiste però nel riuscire a recuperare una fibra con caratteristiche sufficienti per tornare in applicazioni strutturali di elevata responsabilità. Il paper arriva a valutare proprio questa prospettiva: in determinate condizioni, le fibre ottenute tramite processi chimici potrebbero aprire la strada a una futura reintroduzione di carbon fiber riciclata nei core dei conduttori.
Oggi esistono ancora ostacoli tecnologici, normativi e di qualificazione che impediscono di considerarla una soluzione industriale consolidata, ma la direzione di ricerca è chiara.
6.4 Conduttori avanzati ed economia circolare
La ricerca presentata a Parigi suggerisce una visione della sostenibilità più matura. Un materiale non dovrebbe essere giudicato soltanto per l’impatto necessario a produrne un chilogrammo. In un’infrastruttura destinata a rimanere operativa per decenni dobbiamo chiederci quale funzione svolgerà, quanta energia permetterà di risparmiare, quali infrastrutture esistenti consentirà di riutilizzare e quale valore potremo recuperare quando arriverà a fine vita.
Da questo punto di vista i composite core conductors presentano un paradosso soltanto apparente: la materia prima strutturale può avere un’impronta iniziale maggiore, ma le migliori prestazioni durante la fase operativa possono compensarla nel tempo. E se, al termine del servizio, riusciremo anche a recuperare efficacemente la fibra di carbonio, il bilancio potrà migliorare ulteriormente.
La prossima frontiera
La sfida non è più soltanto progettare conduttori più efficienti, ma costruire una filiera capace di accompagnarli per tutto il loro ciclo di vita.
7. Collaborazione tra De Angeli Prodotti ed Exel Composites
Il paper nasce dalla collaborazione tra De Angeli Prodotti ed Exel Composites, partner che lavorano su competenze differenti e complementari lungo la catena tecnologica dei composite conductors.
È significativo che una collaborazione nata attorno allo sviluppo e all’industrializzazione di materiali avanzati si estenda oggi al loro fine vita. Significa iniziare a porsi oggi una domanda che diventerà concretamente industriale tra molti anni, quando i conduttori attualmente installati arriveranno alla fine della loro vita operativa.
Ed è proprio questo uno degli aspetti più interessanti dell’innovazione applicata alle infrastrutture: progettare qualcosa che deve funzionare oggi significa anche assumersi la responsabilità di pensare a ciò che ne sarà domani.
La ricerca non considera il problema risolto. Sono necessari ulteriori studi sui processi di separazione, sulla qualità delle fibre recuperate, sulle altre categorie di impatto ambientale e sulla maturità industriale delle tecnologie di riciclo. Parallelamente dovranno evolvere standard, criteri di qualificazione e regole capaci di rendere possibile l’utilizzo sicuro di materiali secondari anche nelle applicazioni più critiche.
Ma il percorso è iniziato. E se il reconductoring con conduttori avanzati rappresenta già oggi uno degli strumenti per rendere le reti più capaci ed efficienti, la prossima frontiera potrebbe essere quella di renderne progressivamente più circolare anche il cuore.
8. Conclusioni
La sostenibilità di un conduttore elettrico non può essere valutata attraverso un singolo materiale o una singola fase produttiva, ma deve considerare l’intero ciclo di vita dell’infrastruttura. Lo studio presentato alla CIGRÉ Paris Session 2026 evidenzia come, nelle condizioni analizzate, i conduttori avanzati con anima in fibra di carbonio possano compensare il maggiore impatto ambientale iniziale grazie alla riduzione delle perdite elettriche durante decenni di esercizio. Allo stesso tempo, la ricerca apre nuove prospettive sul recupero dei materiali compositi, dimostrando l’importanza di sviluppare processi di riciclo capaci di preservare il valore tecnologico della fibra di carbonio.
La collaborazione tra De Angeli Prodotti ed Exel Composites rappresenta un passo concreto verso questa visione, nella consapevolezza che molte sfide tecnologiche e industriali restano ancora da affrontare. La vera sfida per le reti elettriche del futuro sarà quindi coniugare prestazioni, efficienza energetica e circolarità, progettando oggi conduttori che possano contribuire alla transizione energetica per decenni e mantenere il proprio valore anche oltre la loro vita operativa.
Bibliografia
- Hassinen A., Dorigatti G., Kloster H., Duman D., Sustainable End-of-life for Advanced Composite Core Conductors, CIGRÉ Paris Session 2026, Study Committee B2 – Overhead Lines, Ref. B2_11363_2026.
