Institutos suíços de pesquisa buscam desenvolver combustíveis verdes para aviação

Atualmente, os aviões são responsáveis por 2-3% das emissões globais de CO2, mas a participação deles tem crescido rapidamente e espera-se que triplique até 2050. Pzaxe / Alamy

Voar em um avião está entre as piores coisas que você pode fazer para reduzir sua pegada de carbono e os combustíveis sustentáveis ​​para aviões são uma parte essencial para tornar a aviação mais amiga do clima. Uma nova iniciativa de pesquisa suíça está investigando maneiras de produzir combustíveis a partir de recursos renováveis, mas aumentar a escala da produção ainda é um desafio.

Hoje, os aviões são responsáveis ​​por 2 ou 3% das emissões globais de dióxido de carbono (CO2), mas essa porcentagem tem crescido rapidamente e deve triplicar até 2050, à medida em que a demanda por voos – tanto de passageiros quanto de carga – aumenta em todo o mundo.

Os especialistas concordam que não há solução mágica para tornar a aviação mais verde e que uma série de medidas terão de ser implementadas nas próximas décadas. Isso inclui projetos de aeronaves e aviões elétricos mais eficientes em termos de combustível .

Mas, para reduzir a pegada de carbono da aviação, a melhor solução de médio prazo pode estar nos combustíveis de aviação sustentáveis ​​(SAFs), que apareceram pela primeira vez em 2008. Eles causam até 80% menos emissões de carbono do que o combustível de aviação convencional e são feitos de biomassa (plantas ou resíduos) ou carbono reciclado.

Hoje eles são caros e só são usados ​​em quantidades limitadas por algumas companhias aéreas, misturados com combustível normal. Mas a International Air Transport Association (IATA), a organização guarda-chuva do setor de aviação, quer aumentar maciçamente o uso de combustíveis de aviação sustentáveis (SAFs) até 2025. O plano exige maior adesão de companhias aéreas, indústria, governos e cientistas que devem encontrar maneiras de produzir mais combustíveis, mais baratos e sustentáveis.

Atento a esse desafio, o Instituto Paul Scherrer e os Laboratórios Federais Suíços de Ciência e Tecnologia de Materiais (Empa) lançaram em janeiro a iniciativa de pesquisa “Combustíveis sintéticosLink externo”, ao custo de 6,2 milhões de francos suíços ($ 6,5 milhões) e com o objetivo de identificar as melhores maneiras de produção de combustível verde para a aviação.

“Combustíveis sustentáveis ​​drop-in – ou seja, combustíveis para aviação que podem ser colocados nos tanques sem ter que fazer alterações na aeronave – são o caminho de transição ideal”, disse o pesquisador do Instituto Paul Scherrer, Peter Jansohn,  à SWI swissinfo.ch. “Esses combustíveis darão uma contribuição considerável para reduzir as emissões de CO2 da aviação.”

Seu colega Björn Niesen, dos Laboratórios Federais Suíços de Ciência e Tecnologia de Materiais, concorda.

“Sistemas alternativos de propulsão de aviões, como hidrogênio e baterias, que ainda são muito pesados ​​para voos de longa distância, levarão muito tempo para serem elaborados e certificados. Então, realmente precisamos ter uma solução como combustíveis de aviação sustentáveis. Não há outra alternativa rápida”, diz ele.

O que fazer?

Nos próximos três anos, os cientistas do Instituto Paul Scherrer e da Empa examinarão e compararão várias técnicas usadas para fazer combustíveis de aviação sustentáveis – tanto conhecidas como incomuns – com o objetivo de criar esquemas de produção piloto.

Vários caminhos de produção já existem para esses combustíveis. Os processos envolvem obter dióxido de carbono e hidrogênio de fontes renováveis ​​e combiná-los para formar moléculas de cadeia mais longa.

O dióxido de carbono pode vir de várias fontes, como a atmosfera ou de processos de fabricação industrial, como a produção de cimento. O hidrogênio é gerado a partir da água com a ajuda de eletricidade renovável.

Fazer um combustível líquido para aviação a partir de fontes renováveis ​​pode envolver métodos diferentes e uma ou mais etapas intermediárias, como primeiro a produção de monóxido de carbono, metanol, etileno ou éter dimetílico, dizem os cientistas suíços.

“A rota de síntese via metanol e éter dimetílico está mais estabelecida. A Empa está olhando para um processo de produção menos estabelecido à base de eteno”, diz Niesen.

A rota do etileno é menos pesquisada e mais incerta do ponto de vista técnico, mas permite um caminho mais simples até o produto final, afirmam os cientistas.

Biomassa

Os biocombustíveis para aviação atualmente aprovados para uso são feitos por meio de uma técnica consagrada que envolve tirar um hidrocarboneto da biomassa – resíduo, óleo vegetal, algas ou cana-de-açúcar, por exemplo – e quebrá-lo por processo térmico em monóxido de carbono e hidrogênio. em seguida, as moléculas são convertidas através do processo Fischer-Tropsch – uma coleção de reações químicas – em hidrocarbonetos líquidos.

“A desvantagem da rota de síntese Fischer-Tropsch é que nem sempre você pode guiar esse processo de síntese com exatidão”, diz Jansohn. “Você sempre obtém um espectro de hidrocarbonetos e precisa fazer um processo de refino final para escolher aqueles que realmente se assemelham à qualidade do combustível de aviação.”

Os combustíveis sustentáveis ​​para aviação têm seus críticos, como o Greenpeace. A organização de defesa do meio ambiente afirma que os biocombustíveis para aviação a partir de biomassa são uma “falsa solução para o clima”. Eles argumentam que usar safras para biocombustíveis corre o risco de colocar mais pressão sobre o frágil ecossistema e que as pessoas deveriam simplesmente voar menos.

Caminhos alternativos

Jansohn concorda que recursos limitados de biomassa significam que é essencial “aproveitar outros recursos de carbono” para garantir que combustíveis de aviação sustentáveis suficientes possam ser produzidos no futuro. Reciclar e reutilizar CO2 de várias fontes, com processos industriais ou da atmosfera, será essencial, diz ele.

Mas a criação de tais combustíveis sintéticos alternativos, também conhecidos como combustíveis de energia para líquidos ou e-combustíveis, a partir de CO2 reciclado ou capturado diretamente e eletricidade de baixo carbono também não é um processo simples. Os combustíveis sintéticos requerem muita eletricidade renovável para serem produzidos, o que os torna muito caros. Eles também têm uma pegada de carbono, algo que os cientistas suíços estão estudando.

A iniciativa do Instituto Paul Scherrer e da Empa não é o único projeto de SAF na Suíça que busca métodos de produção alternativos. No ano passado, foi anunciado que o Grupo Lufthansa havia firmado uma parceria com a desenvolvedora suíça de combustível solar Synhelion, uma startup suíça originária da ETH Zurich, que produz combustíveis neutros em carbono a partir da luz solar e do ar.

Grandes oportunidades, grandes desafios

A indústria da aviação tem grandes esperanças para os SAFs – combustíveis de aviação sustentáveis. Como as principais companhias aéreas do mundo consideram uma promessa ambiciosaLink externo zerar as emissões líquidas de carbono até 2050, os SAFs são “talvez a maior oportunidade única de cumprir e ir além” dessa meta, de acordo com o Grupo de Ação de Transporte Aéreo (ATAG) em seu documento do Waypoint 2050Link externo publicado em setembro passado.

Aumentar a produção é um grande desafio. A ATAG diz que a indústria provavelmente precisará de 450-500 milhões de toneladas de SAFs por ano até 2050. A produção atual é de 64.000 toneladas por ano.

Mas a tarefa está “longe de ser intransponível”, afirma. Um aumento na produção pode ser alcançado por meio de “critérios de sustentabilidade rigorosos” e pela diversificação da produção para usar uma “gama de matérias-primas de culturas não alimentares a fontes de resíduos e, eventualmente, uma mudança para combustíveis de energia para líquidos feitos de CO2 reciclado ou capturado diretamente e baixo-carbono eletricidade ”, aponta o relatório do Grupo de Ação de Transporte Aéreo.

A política, as metas e os investimentos do governo desempenharão um papel importante, junto com a pressão e a demanda dos consumidores dispostos a pagar mais por voos mais verdes e esforços intersetoriais. Em setembro passado, o parlamento da Suíça aprovou um imposto sobre o carbono nas passagens aéreas, parte do qual irá para um “fundo climático” e para a produção de combustíveis sustentáveis.

ATAG

Medidas obrigatórias necessárias

Na Europa, Bruxelas está traçando metas para que as companhias aéreas adotem uma parcela mínima de SAFs. Até agora, a indicação sofre com altos custos e fraca demanda das companhias aéreas, que tradicionalmente se opõem às cotas obrigatórias. Os SAFs custam mais do que o dobro do combustível de aviação convencional e os lucros das companhias aéreas sofreram um grande impacto em meio à pandemia de Covid-19, tornando o investimento em combustíveis alternativos mais difícil no curto prazo.

Enquanto isso, alguns fabricantes de aeronaves, como Airbus e Boeing, têm planos próprios. A Boeing diz que começará a entregar aviões comerciais capazes de voar 100% com biocombustível até o final da década.

Jansohn, do Instituto Paul Scherrer, diz que os compromissos vinculativos da indústria da aviação para aumentar continuamente o uso de combustível de aviação neutro em carbono serão essenciais. “No momento, existem apenas compromissos voluntários para essa trajetória de redução”, diz ele.

As equipes do PSI / Empa dizem que várias partes interessadas mostraram interesse em seu projeto, incluindo o Escritório Federal de Aviação Civil da Suíça e o Departamento de Defesa. Mas nenhum parceiro comercial ou empresa de aviação está envolvido no momento.

“Não estamos tão longe. Temos a tecnologia e o desenvolvimento para escalá-lo até um tamanho em que possamos produzir grandes quantidades de combustível”, diz Niesen. “A ideia é realmente nos prepararmos para o estágio em que possamos conversar com parceiros industriais para estabelecer projetos e sistemas piloto”.

Adaptação: Clarissa Levy

Adaptação: Clarissa Levy