09.08.2024
Carburante avio sostenibile: cosa c’è nel serbatoio?Il carburante per l'aviazione sostenibile (SAF), l'idrogeno e l'elettricità hanno tutti un ruolo da svolgere nella decarbonizzazione dell'aviazione. Il SAF è di vitale importanza in quanto può affrontare la decarbonizzazione del carburante durante il suo ciclo di vita ed è ora disponibile per l'uso in tutti gli aeromobili con motore a turbina. La produzione di SAF inizia con una delle cinque principali famiglie di materie prime: oli e grassi, zucchero e cereali, rifiuti solidi urbani, legno e residui agricoli, oppure energia rinnovabile e carbonio utilizzati per sostituire una parte della materia prima di petrolio greggio. Ognuna di queste materie prime utilizza una particolare tecnologia di produzione, e tutte richiedono l'approvazione dell'ente normativo sui combustibili prima di poter essere commercializzate. Esistono due modi per produrre SAF: con unità autonome o tramite co-processing. Le unità autonome utilizzano materie prime sostenibili per produrre il cherosene sintetico (SK), che viene poi miscelato con carburante per aerei convenzionale per produrre SAF. Quando si produce SAF tramite co-processing, fino al 5 percento di materie prime sostenibili viene elaborato insieme a materie prime fossili tramite idro-processing nella raffineria. Grazie ai minori costi di capitale e alla disponibilità di materie prime, che sono vicine in densità energetica ai combustibili fossili, la maggior parte del SAF fornito oggi è derivato utilizzando il percorso HEFA. Le materie prime primarie per questo percorso di conversione includono grassi, oli e lubrificanti di scarto. Dopo il pretrattamento, questi possono essere lavorati in unità di idrocracking standard. Una delle sfide del SAF prodotto da HEFA è che le materie prime attuali sono limitate. Le colture alternative ad alta energia che sono in fase di sperimentazione o sono già state approvate come materie prime HEFA, includono alghe, camelina, pennycress, albero di sego e carinata. Il percorso AtJ utilizza un metodo mediante il quale la biomassa zuccherina e amidacea, come la canna da zucchero e i chicchi di mais, viene convertita tramite fermentazione in etanolo o altri alcoli, che possono poi essere spediti o incanalati prima di essere convertiti in carburante. La domanda da settori come i carburanti per uso terrestre e i prodotti petrolchimici attualmente implica che ci siano materie prime limitate disponibili per l'aviazione. Man mano che i carburanti per uso terrestre si spostano sempre più verso l'elettrificazione, questo potrebbe liberare l'offerta di materie prime per il settore dell'aviazione. Per i SAF prodotti da RSU utilizzando la tecnologia FT, un vantaggio è il fatto che utilizzano rifiuti che altrimenti verrebbero lasciati decomporsi in discarica. Sebbene realizzare l'infrastruttura richieda un processo ad alta intensità di capitale, sono in corso lavori di ricerca e sviluppo di tecnologie che consentiranno una produzione più efficiente utilizzando questo percorso. Per queste materie prime, non esiste un percorso attualmente distribuito commercialmente. Tuttavia, il lavoro sta procedendo con ASTM per la pirolisi della biomassa tramite produzione autonoma e co-elaborazione nelle raffinerie. Probabilmente uno dei percorsi più promettenti per SAF a lungo termine è la tecnologia PtL (che produce ciò che viene chiamato eSAF), che è ancora molto agli inizi. L'elettricità rinnovabile (da fonti come solare, idroelettrica o eolica) viene utilizzata in un processo di elettrolisi per estrarre idrogeno dall'acqua. Questo idrogeno verde viene prima utilizzato per convertire l'anidride carbonica (da fonti atmosferiche, biogeniche o industriali) in monossido di carbonio. Quindi, utilizzando la tecnologia di sintesi FT, questo monossido di carbonio, insieme a altro idrogeno verde, viene convertito in una cera che può essere convertita in SK. La sfida attuale con la tecnologia eSAF è il costo. La disponibilità e il costo dell'energia rinnovabile e dell'anidride carbonica, così come l'espansione e il miglioramento degli impianti di idrogeno verde, devono essere affrontati per soddisfare la domanda del mercato.