Gli esperti oggi continuano a discutere le prospettive dei biocarburanti nell'industria aeronautica. Le opinioni in merito sono diverse, mentre è ovvio che finora c'è più politica che economia sul tema dei biocarburanti. I biocarburanti sono importanti soprattutto per l'ambiente e per i programmi volti a ridurre la quantità di emissioni nocive di CO2 nell'atmosfera. Inoltre, tale carburante può avere più danni che benefici.
Cosa sappiamo dei biocarburanti?
Oggi i biocarburanti sembrano essere qualcosa di nuovo e speciale, ma in realtà ci hanno sempre circondato. L'esempio più semplice che ogni russo ha probabilmente incontrato è la legna da ardere, uno dei più antichi tipi di biocarburanti solidi. Se diamo una caratteristica generalizzata del biocarburante, allora si può notare che si tratta di un combustibile che viene prodotto da materie prime di origine vegetale o animale, dai prodotti dell'attività vitale di organismi o da rifiuti industriali organici.
La vera storia dei biocarburanti si è sviluppata attivamente negli anni '70, quando gli Stati Uniti hanno approvato una legge federale che controlla l'inquinamento atmosferico a livello nazionale, chiamata Clean Air Act. La legge è stata adottata per scopi abbastanza comprensibili al fine di ridurre al massimo le emissioni nocive nell'atmosfera di vari veicoli: dalle automobili e dai treni agli aerei. Attualmente, ci sono diverse decine di aziende sul mercato impegnate nello sviluppo e nella produzione di biocarburanti e la maggior parte di esse si trova ancora negli Stati Uniti.
Oggi esistono due tipi principali di biocarburanti. I biocarburanti di prima generazione includono i combustibili vegetali, estratti da colture agricole comuni ad alto contenuto di grassi, zuccheri e amido. L'amido e lo zucchero delle colture vengono convertiti in etanolo e i grassi in biodiesel. Le colture più comuni per i biocarburanti sono grano, colza e mais.
I biocombustibili di seconda generazione sono biocombustibili industriali, ottenuti da scarti di legno o vegetali, scarti dell'industria alimentare, scarichi di gas industriali, ecc. La produzione di tale biocombustibile è meno costosa di quella delle colture di prima generazione.
Le alghe possono diventare un altro tipo di materia prima per i biocarburanti di terza generazione. Questa è una direzione promettente per lo sviluppo di questo settore. La loro produzione non richiede scarse risorse territoriali, mentre le alghe hanno un alto tasso di riproduzione e concentrazione di biomassa. È anche importante che possano essere coltivati in acqua inquinata e salata.
Fino ad ora, la maggior parte dei biocarburanti per i trasporti nel mondo sono combustibili di prima generazione, prodotti da materie prime vegetali. Ma negli ultimi anni, gli investimenti in questo settore sono diminuiti. Questo carburante e la sua produzione hanno molti svantaggi. Uno di questi sta minando la sicurezza alimentare. In un mondo in cui il problema della fame non è stato risolto, molti politici e attivisti considerano inopportuno convertire i prodotti agricoli in carburante.
Gli esperti ritengono che l'uso di tali biocarburanti sia più dannoso che positivo per il clima. Riducendo le emissioni derivanti dalla combustione di combustibili fossili, stiamo apportando contemporaneamente importanti cambiamenti nell'uso del suolo. La crescente domanda di biocarburanti sta costringendo i produttori agricoli a ridurre la loro area per le colture alimentari. Questo è in contrasto con i programmi di sicurezza alimentare in molti paesi.
La produzione di biocarburanti da materie prime agricole ha un effetto indiretto sulla produzione alimentare, sulla varietà delle colture coltivate, sui prezzi degli alimenti e sulla superficie agricola utilizzata. In un mondo in cui, secondo le previsioni, potrebbero esserci 1,2 miliardi di affamati entro il 2025, spendere 2,8 tonnellate di grano per produrre 952 litri di etanolo o 5 tonnellate di mais per produrre 2000 litri di etanolo non sembra essere il più razionale e decisione etica.
Il biocarburante di seconda generazione sembra più promettente, che non danneggia l'ambiente, non priva l'umanità del cibo e aiuta a risolvere il problema dei rifiuti. Gli esperti ritengono che tale biocarburante, ottenuto da gas industriale e rifiuti di legno, abbia grandi prospettive, anche in Russia. Nel nostro Paese, solo lo spreco dell'industria forestale è stimato in 35 milioni di metri cubi all'anno, e in termini di volumi di disboscamento siamo secondi solo agli Stati Uniti.
Prospettiva dei biocarburanti per l'aviazione
L'aviazione e l'intero settore del trasporto aereo possono essere identificati come possibili fattori di crescita per i biocarburanti. L'aviazione rappresenta circa il 10% del carburante totale consumato sul pianeta, che è parecchio. Tuttavia, le prospettive per i biocarburanti nell'aviazione non sono così chiare. I biocarburanti, in sostituzione del petrolio da cui viene prodotto il cherosene per aviazione, hanno i suoi pro e i suoi contro.
È importante ricordare, tuttavia, che i biocarburanti esercitano un'imponente lobby nel settore dell'aviazione. Innanzitutto a livello di organizzazioni, tra cui l'International Air Transport Association e l'International Civil Aviation Organization (ICAO). Queste organizzazioni stanno facendo pressioni per il biocarburante stesso e gli standard per il suo utilizzo nei viaggi aerei.
Inoltre, le stesse compagnie aeree vedono anche alcuni vantaggi nell'uso dei biocarburanti. In primo luogo, mantengono buoni rapporti con l'ICAO e le organizzazioni della società civile. In secondo luogo, rendono i trasporti più ecologici. Il tema dell'ecologia è attualmente molto popolare, si potrebbe dire "HYIP", ed è un'ottima piattaforma di pubbliche relazioni per le compagnie aeree. In terzo luogo, i biocarburanti hanno vantaggi economici nel ridurre i rischi di volatilità del prezzo del carburante.
Allo stesso tempo, l'economia nella questione dei biocarburanti gioca sia un vantaggio che un aspetto negativo. Innanzitutto, considera il positivo che le compagnie aeree amano. Il mercato dei biocarburanti oggi è over-the-counter, tale carburante produce un costo stabile e comprensibile. A sua volta, il carburante classico ottenuto nel processo di raffinazione del petrolio è una merce di scambio, il cui costo dipende direttamente dai prezzi in borsa. Le fluttuazioni dei prezzi del carburante sono continue, e questo è osservato da tutti, anche da persone lontane da questa zona.
Parliamo ora degli svantaggi economici. La produzione di biocarburanti non è economica. Jay D. Keesling, professore di ingegneria chimica e bioingegneria all'Università della California, Berkeley, che è anche amministratore delegato del Joint Institute for Bioenergy, ha dichiarato a Global Energy che la produzione di massa di biocarburanti per l'aviazione è attualmente meno conveniente rispetto a produzione di carburanti per aviazione cherosene dal petrolio.
Ha notato:
“Il carburante per i moderni motori a reazione, che è ricavato dal petrolio, è molto economico. Se i paesi di tutto il mondo stabiliscono regole che richiedono l'uso di combustibili carbon neutral o introducono tasse sul carbonio sul cherosene per aviazione, ciò potrebbe motivare i produttori di combustibili bioreattivi. Sappiamo che è possibile produrre tale carburante, ma il problema principale oggi è l'economia».
Dmitry Los, che è il direttore dell'Istituto di fisiologia vegetale Timiryazev (IPR RAS), è d'accordo con il suo collega d'oltremare. Il costo dei biocarburanti per l'aviazione è ancora molto elevato. La produzione di biocarburanti in questi giorni è più una volontà politica che un fenomeno economico. Secondo l'esperto, il cherosene per aviazione è già ben purificato ed emette poco nell'atmosfera terrestre, a differenza delle centrali elettriche a carbone, che sono ancora sufficienti in tutto il mondo.
Sia Dmitry Los che Jay D. Kisling ritengono che il più promettente sarà l'uso di biocarburanti di seconda e terza generazione. La produzione di biocarburante da alghe (microrganismi naturali) e, in futuro, da microrganismi geneticamente modificati sembra essere più efficiente. Questo approccio dispone di un'ampia base di risorse e risolve il problema della carenza di terreni agricoli e risorse irrigue.
Inoltre, tale produzione sarà una tecnologia a ciclo chiuso in grado di riprodursi indefinitamente. Almeno finché il sole splende sul nostro pianeta e il processo di fotosintesi è in corso. Kisling, a sua volta, ha aggiunto che il problema della mancanza di risorse potrebbe eventualmente essere risolto attraverso l'uso diffuso di rifiuti organici nella produzione di biocarburanti.
L'uso dei biocarburanti nell'aviazione
Oggi l'uso dei biocarburanti nell'aviazione viene spinto a livello politico. Ad esempio, nell'UE, l'aviazione rappresenta il 3% delle emissioni di gas serra. Attraverso l'uso di biocarburanti, l'International Air Transport Association prevede di dimezzare il volume delle emissioni nocive nell'atmosfera entro il 2050 (rispetto al 2005).
Il problema è che tutte queste emissioni si verificano negli strati più sensibili della troposfera terrestre. La crescita dei viaggi aerei del cinque percento all'anno potrebbe portare nel tempo a una quota invariata delle emissioni globali di CO2 dal trasporto aereo al 3% entro il 2050 (attualmente rappresentano il 2% delle emissioni a livello globale) …
Per l'atmosfera del nostro pianeta, anche un tale aumento è già molto. Tenendo conto del problema del cambiamento climatico globale sul pianeta, l'umanità deve ridurre il volume delle emissioni nocive e lavorare per migliorare la compatibilità ambientale dei motori degli aerei. Questo è importante se vogliamo limitare il nostro impatto sul riscaldamento globale a 1,5 gradi Celsius rispetto al livello di sviluppo preindustriale.
Finora, la sostituzione del kerosene per aviazione con i biocarburanti viene effettuata gradualmente mescolando i due tipi di carburante nelle proporzioni del 10-20% del biocarburante rispetto al kerosene. Anche con tali volumi si ottiene una riduzione tangibile delle emissioni nocive in atmosfera.
La prima esperienza di utilizzo dei biocarburanti in aviazione risale al 2008. Quindi la compagnia aerea Virgin Atlantic ha effettuato il volo, mescolando il 20 percento di biocarburanti con il normale cherosene per aviazione. Da allora, questa tecnologia è stata testata da varie compagnie aeree, comprese quelle di grandi dimensioni come KLM. Il risultato più notevole appartiene a Hainan Airlines, che ha volato dalla Cina agli Stati Uniti nel 2017, utilizzando una miscela con l'aggiunta di olio vegetale usato come carburante.
Anche l'Air Force è interessata alla tecnologia. Ad esempio, in India, gli aerei da trasporto militare An-32 hanno ricevuto la certificazione per pilotare biocarburanti. I motori di questo aereo normalmente funzionano con una miscela, il 10% della quale sono biocomponenti. Entro il 2024, l'aeronautica indiana prevede di ridurre l'uso del cherosene per l'aviazione convenzionale di 4 miliardi di dollari, facendo un passaggio abbastanza ampio ai biocarburanti.
Entro il 2030, la società aerospaziale Boeing prevede di produrre aeromobili in grado di effettuare voli regolari con il 100% di biocarburante. Almeno, tali piani sono davvero espressi dal produttore di aeromobili oggi. Allo stesso tempo, i biocarburanti sono tutt'altro che l'unico modo per ridurre le emissioni nocive nell'atmosfera.
Una direzione promettente potrebbe essere la creazione di velivoli con motori ibridi o completamente elettrici. Questa è una vera opportunità per rendere l'aviazione non solo a zero emissioni di carbonio, ma completamente rispettosa dell'ambiente. Resta solo da aspettare la comparsa di potenti accumulatori, ossidati dall'ossigeno atmosferico.
