L’aviazione commerciale risulta responsabile attualmente di circa il 2,5% delle emissioni globali di CO₂ e la domanda di voli passeggeri è destinata a raddoppiare entro il 2040 secondo le previsioni dell’industria aeronautica.
A differenza delle automobili commerciali, gli aerei non possono semplicemente passare alle batterie elettriche su larga scala poiché il peso e l’autonomia necessaria renderebbero questa tecnologia poco pratica.
Di conseguenza, il carburante sostenibile per l’aviazione con sigla SAF è diventato la principale leva di decarbonizzazione disponibile per il settore aeronautico contemporaneo.
Indice
Il carburante per aerei dai rifiuti riduce le emissioni del 90% in un minuto
Uno studio rivela che il carburante per aerei ricavato dai rifiuti potrebbe ridurre drasticamente le emissioni grazie alla gassificazione e al SAF. Ricerca di Tsinghua e Harvard mostra che i rifiuti solidi urbani possono essere trasformati in carburante sostenibile mediante gassificazione e sintesi Fischer-Tropsch.
Il SAF risultante è compatibile con i motori esistenti e riduce le emissioni del 70–90% sul ciclo di vita. Attualmente, il SAF copre meno dell’1% del consumo globale, ma il potenziale è enorme: fino a 80 milioni di tonnellate all’anno, pari al 28% della domanda. L’integrazione di idrogeno verde migliora l’efficienza.
Questa soluzione affronta due crisi insieme: gestione dei rifiuti ed emissioni aeree. In Europa e USA, politiche di miscelazione obbligatoria stanno accelerando la transizione. Tuttavia, servono investimenti e quadri normativi stabili. Non è una panacea, ma un passo concreto verso l’aviazione sostenibile. I rifiuti non sono solo un problema: possono diventare carburante per il futuro.
Rifiuti urbani come nuova risorsa
Il problema della transizione risiede nell’offerta insufficiente di carburante sostenibile. Il SAF è ancora meno dell’1% del consumo mondiale di carburante per gli aerei commerciali, principalmente perché la sua produzione risulta costosa e limitata dalle materie prime disponibili come l’olio da cucina esausto e le colture energetiche dedicate.
Un nuovo studio condotto da ricercatori della Tsinghua University e dell’Harvard-China Project evidenzia un input finora trascurato ma altamente scalabile: i rifiuti solidi urbani denominati RSU.
Convertendo i rifiuti quotidiani in carburante per aerei attraverso il processo di gassificazione industriale e sintesi Fischer-Tropsch, i ricercatori hanno individuato uno strumento potente per ridurre significativamente le emissioni dell’aviazione. L’analisi scientifica dimostra che le compagnie aeree potrebbero ridurre drasticamente le emissioni durante l’intero ciclo di vita del carburante utilizzando questo percorso tecnologico innovativo.
Strumenti limitati disponibili per l’aviazione pulita
L’aviazione dispone sorprendentemente di pochi strumenti pratici a breve termine per ridurre le emissioni in modo significativo. Jingran Zhang, primo autore dello studio e ricercatore post-dottorato presso l’Harvard-China Project, sottolinea che a differenza del trasporto su strada orientato verso l’elettrificazione, non esiste attualmente una soluzione miracolosa per un’aviazione completamente a zero emissioni di carbonio.
Zhang afferma che trasformare i rifiuti quotidiani in carburante per aerei potrebbe rappresentare un passo innovativo verso un’aviazione più pulita. Convertendo i rifiuti urbani in carburante a basse emissioni di carbonio, già compatibile con i motori degli aerei odierni, le compagnie aeree potrebbero ridurre le emissioni immediatamente senza attendere tecnologie future ancora in fase sperimentale.
Trasformare i rifiuti solidi urbani in carburante mediante gassificazione
I rifiuti urbani misti composti da scarti organici, carta, cartone e materia plastica vengono selezionati secondo parametri di qualità e successivamente gassificati in un gas di sintesi contenente idrogeno e monossido di carbonio.
Dopo la pulizia per rimuovere i contaminanti indesiderati, il “syngas” viene immesso in un reattore Fischer-Tropsch dove viene trasformato in catene di idrocarburi più lunghe. I liquidi risultanti vengono successivamente trasformati in una miscela di cherosene che soddisfa le specifiche vigenti per i carburanti aviazione certificati. Le compagnie aeree possono utilizzare questo carburante senza modificare i motori dei loro aerei oppure le infrastrutture di rifornimento negli aeroporti.
Aumentare l’efficienza complessiva mediante idrogeno verde
I rifiuti solidi urbani non costituiscono una materia prima uniforme e la composizione specifica del gas di sintesi non sempre corrisponde perfettamente a quella preferita dai reattori Fischer-Tropsch. Negli scenari analizzati dai ricercatori, solo circa un terzo del carbonio in ingresso è diventato carburante per aerei senza ulteriori aggiustamenti del processo.
L’analisi evidenzia due leve principali per aumentare l’efficienza complessiva: catturare e riciclare la CO₂ all’interno dell’impianto, e miscelare l’idrogeno verde prodotto utilizzando elettricità rinnovabile nel processo Fischer-Tropsch. Entrambe le strategie aumentano l’utilizzo del carbonio e la resa finale del carburante, rafforzando i benefici climatici soprattutto nelle regioni con politiche energetiche favorevoli.
Dal problema dei rifiuti solidi urbani alla soluzione del carburante per aerei
I rifiuti solidi urbani costituiscono un problema significativo per le amministrazioni comunali ovunque nel mondo. Le discariche consumano terreno agricolo, perdono metano nell’atmosfera e risultano sempre più limitate. L’incenerimento riduce il volume dei rifiuti ma comporta problemi per la qualità dell’aria urbana.
Destinare i rifiuti urbani alla produzione di carburante sostenibile per aerei offre alle città un percorso credibile verso obiettivi di “rifiuti zero” che sostituisce anche i combustibili fossili tradizionali. I ricercatori sottolineano che la componente plastica dei rifiuti urbani deve essere gestita con attenzione particolare per soddisfare i criteri di sostenibilità ambientale.
Potenziale globale del carburante sostenibile ricavato da scarti urbani
L’ambizione politica per lo sviluppo del SAF da rifiuti sta crescendo rapidamente. Gli Stati Uniti puntano a raggiungere 35 miliardi di galloni all’anno di carburante sostenibile entro il 2050, supportati da crediti d’imposta. L’Unione Europea renderà obbligatorio l’aumento delle miscele SAF su tutti i voli che partono dall’Europa, passando dal 2% nel 2025 al 70% entro metà secolo.
Nel caso “pratico” valutato dallo studio, i rifiuti esistenti potrebbero produrre circa 50 milioni di tonnellate di carburante per aerei, corrispondente a circa 62 miliardi di litri annuali. Questo volume risulterebbe sufficiente a ridurre le emissioni di CO₂ nel ciclo di vita dell’aviazione di circa il 16% a livello globale.
Con l’integrazione dell’idrogeno verde e l’ottimizzazione degli impianti, la produzione potrebbe salire a 80 milioni di tonnellate all’anno, soddisfacendo fino al 28% della domanda globale di carburante per aerei ed evitando fino a 270 milioni di tonnellate di CO₂ ogni anno. A livello regionale, il potenziale dell’Europa supererebbe gli obblighi di miscelazione dell’Unione Europea pur rimanendo entro i limiti della sostenibilità.
Nel contesto di programmi come CORSIA dell’ICAO, il carburante a basse emissioni di carbonio da rifiuti comporta inoltre un vantaggio economico: le compagnie aeree riducono i costi di conformità bruciando quantità inferiori di combustibili fossili, e gli incentivi aiutano a colmare il divario di prezzo tra carburante sostenibile e jet fuel convenzionali.
La scalabilità del carburante dai rifiuti dipende da politiche durature
Nonostante le eccellenti prestazioni climatiche, il processo di conversione dei rifiuti solidi urbani in carburante reattivo non si baserebbe unicamente sulla chimica e sulla tecnologia disponibile. Individuare e finanziare adeguatamente i grandi impianti di gassificazione, potenziare la raccolta differenziata e la selezione dei rifiuti urbani, stipulare contratti di lungo termine con le città e allineare la fornitura di idrogeno verde su scala industriale richiedono tutte politiche durature e stabili nel tempo.
I crediti d’imposta applicati alla produzione del carburante, i contratti per differenza che garantiscono un premio SAF stabile e chiari standard di sostenibilità universalmente riconosciuti possono sbloccare capitale privato per gli investimenti. Dal lato della domanda, gli obblighi di miscelazione del SAF che aumentano in modo prevedibile danno alle compagnie aeree e ai produttori di carburante la certezza necessaria per investire in nuovi impianti.
I rifiuti urbani e il futuro del carburante sostenibile per l’aviazione
Michael McElroy, autore principale della ricerca e professore di studi ambientali presso l’Università di Harvard, afferma che lo studio presenta un modello concreto per convertire i rifiuti urbani in carburante sostenibile per l’aviazione, aprendo la strada a futuri benefici ambientali significativi. Un’ampia collaborazione fra governi nazionali, produttori di carburante, compagnie aeree e costruttori di aeromobili risulterà essenziale per ridurre i costi della produzione e accelerare il percorso dell’aviazione verso il traguardo delle emissioni nette pari a zero.
Con progressivi guadagni in termini di efficienza energetica, operazioni aeroportuali più intelligenti, l’implementazione di altri percorsi SAF certificati alternativi e lo sviluppo di aeromobili a idrogeno o completamente elettrici laddove tecnicamente opportuno, il percorso del settore aeronautico verso una profonda decarbonizzazione appare molto più realizzabile.
Lo studio è stato pubblicato sulla rivista scientifica Nature Sustainability ed è il risultato della collaborazione tra ricercatori della Tsinghua University e dell’Harvard-China Project.
Dal nostro Magazine:
- Il progetto Southern Cross usa l’intelligenza artificiale per trasformare i rifiuti in risorse
- Veicoli elettrici e inquinamento atmosferico: La mobilità green trasforma la qualità dell’aria
- I veicoli elettrici riducono le emissioni America
Telegram:
