Con la riduzione delle forniture di carburante per jet, altri tipi di combustibile possono soddisfare la domanda?

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Il rapporto principale, intitolato “Un quadro generale dei possibili futuri combustibili per l’aviazione”, è stato finanziato dalla National Aeronautics and Space Administration (NASA) e analizza il potenziale di produzione di cinque tipi di combustibili: SAF, idrogeno liquido, gas naturale liquefatto, etano liquefatto e Jet X. Alternative al Jet A e all’A-1 Diversi fattori negativi, che vanno da prezzi più elevati a limitazioni infrastrutturali, hanno rallentato l’adozione dei nuovi carburanti per l’aviazione. Tuttavia, presentano anche un vantaggio principale: possono essere prodotti utilizzando materie prime e energia elettrica nazionali anziché petrolio importato, contribuendo a proteggere l’industria aeronautica e i viaggiatori dagli aumenti dei costi causati dalla volatilità della catena di approvvigionamento. “Si prevede che la domanda di carburante per jet aumenti da poco più di 100 miliardi di galloni nel 2025 a 165 miliardi di galloni entro il 2050”, ha dichiarato Kristi Moriarty, ricercatrice senior in analisi di veicoli e infrastrutture presso il NLR che ha guidato lo studio. “Con ulteriori ricerche su nuovi combustibili energetici, potremmo fornire all’industria aeronautica la flessibilità necessaria per soddisfare queste crescenti esigenze, utilizzando combustibili prodotti in patria e non importati”. Di seguito sono riportati i punti chiave per ciascun tipo di carburante aeronautico emergente. SAF Tra tutti i combustibili potenziali analizzati nel rapporto, il SAF è già un carburante per l’aviazione disponibile commercialmente che può sostituire fino al 50% del Jet A necessario agli aerei tradizionali. Tuttavia, a differenza del Jet A, la maggior parte del SAF viene prodotta da grassi, oli da cucina, grassi animali e alcol, e sono in corso sviluppi per produrlo utilizzando biomasse, alghe e persino rifiuti urbani. Sebbene il SAF sia disponibile sul mercato dal 2016, rappresenta soltanto l’1% del carburante per jet utilizzato in tutto il mondo. La sua diffusione è stata ostacolata dal suo prezzo elevato, che raramente scende al di sotto dei 6 dollari al gallone, e dal numero limitato di biorefinerie in grado di produrlo. Tuttavia, man mano che i prezzi del Jet A e dell’A-1 salgono a 4 dollari al gallone o più, il divario di prezzo tra i due tipi di carburante si sta riducendo. I ricercatori di NLR prevedono che, entro il 2050, la domanda globale di carburante per jet possa salire a 165 miliardi di galloni all’anno. Potrebbero esserci materie prime sufficienti, note anche come feedstock, disponibili per scopi di bioraffinazione per soddisfare l’80% di tale domanda, ovvero 132 miliardi di galloni di SAF all’anno. Tuttavia, se il SAF vuole soddisfare le future esigenze di carburante per jet, ha bisogno del sostegno di numerosi stakeholder e di ulteriori sforzi per ridurre i costi. Produrre SAF allo stesso prezzo del Jet A o dell’A-1 attualmente si rivelerebbe estremamente difficile: sarebbero necessari costi di capitale e operativi più bassi per le nuove impianti e le conversioni delle raffinerie, nonché materie prime sufficienti per produrre il carburante su larga scala. “Il mercato dei combustibili per il trasporto è di portata globale e vede coinvolti molti attori, inclusi i governi”, ha detto Moriarty. “Le decisioni prese a questi livelli possono influenzare quelle dei produttori di combustibili: se costruire nuove impianti per la produzione di SAF o meno, se investire in nuovi metodi di produzione o meno. E sarebbe necessario un accelerato sviluppo in entrambi i settori affinché il SAF possa soddisfare le esigenze future.” Studio di caso: il potenziale del New England per la produzione di SAF L’Autorità Portuale del Massachusetts ha recentemente finanziato la NLR per studiare se sia possibile produrre, miscelare e distribuire il SAF nel New England al fine di supportare 10 aeroporti della regione. I ricercatori hanno esaminato le materie prime locali, stimato la quantità di SAF che poteva essere prodotta e il prezzo a cui poteva essere venduta, nonché individuato i luoghi in cui il SAF poteva essere miscelato con il Jet A per un utilizzo commerciale. Hanno scoperto che il New England dispone di una quantità sufficiente di materie prime per produrre SAF, con la possibilità di produrre fino a 850 milioni di galloni di equivalente benzina all’anno. Vedi il riassunto > Leggi il rapporto completo > Idrogeno liquido, gas naturale liquefatto ed etano liquefatto Idrogeno liquido, gas naturale liquefatto (LNG) ed etano liquefatto costituiscono un gruppo di “combustibili criogenici”: combustibili conservati in serbatoi isolanti, spesso a basse temperature, per mantenere lo stato liquido. I combustibili criogenici non rappresentano soluzioni immediate per gli aerei. Gli aeroporti dovrebbero installare nuove infrastrutture di rifornimento, mentre i produttori dovrebbero introdurre sul mercato nuovi aerei alimentati ad idrogeno, GNL ed etano. Sarebbe necessario sviluppare standard internazionali per una gestione e un distribuzione sicure dei combustibili criogenici. Tuttavia, questi combustibili rappresentano anche una serie di vantaggi: L’idrogeno liquido è non inquinante e consente di immagazzinare una grande quantità di energia rispetto al suo peso. Diverse aziende hanno già iniziato a sviluppare aeromobili e sistemi di propulsione alimentati ad idrogeno per voli a breve distanza e regionali, mentre la Federal Aviation Administration (FAA) collabora con il NLR per prepararsi all’aumento previsto della domanda di carburante ad idrogeno negli aeroporti. LNG può essere prodotto da gas naturale domestico abbondante e biometano a un costo inferiore rispetto al Jet A. Sebbene l’etano liquefatto venga raramente utilizzato per la propulsione, offre una densità energetica superiore rispetto al gas naturale liquefatto e la sua produzione è in costante aumento. “I combustibili criogenici rappresentano opportunità a lungo termine per l’industria aeronautica”, ha detto Moriarty. “Vale la pena esplorarli, poiché potrebbero aiutare a diversificare il nostro approvvigionamento di carburante utilizzando fonti energetiche nazionali, il che ha conseguenze importanti per la nostra sicurezza energetica e per i prezzi che compagnie aeree e consumatori devono pagare”. Jet X Il Jet X è ancora in fase iniziale di ricerca, e attualmente vengono esaminate diverse chimiche a base di idrocarburi liquidi. I ricercatori stanno lavorando per individuare nuove formulazioni di carburante in grado di migliorare l’efficienza del consumo, eliminare gli aromati tossici, ottimizzare la qualità dell’aria nelle aree circostanti gli aeroporti e ridurre la formazione delle scie di condensazione. Sarebbero necessarie ricerche approfondite e a lungo termine sui materiali, sugli aeromobili e sull’infrastruttura di Jet X per dimostrare la loro compatibilità con l’equipaggiamento degli aeroporti e degli aeromobili. La ricerca NLR si occupa del carburante Con l’aumento dei prezzi del Jet A e le fluttuazioni nelle forniture, potenziare la produzione di nuovi combustibili per l’aviazione potrebbe aiutare a stabilizzare il mercato nazionale. I ricercatori del NLR stanno lavorando attivamente per autorizzare l’uso di questi nuovi combustibili per i decolli. I ricercatori specializzati in combustibili e combustione del laboratorio utilizzano il “motore a reazione virtuale” del NLR per creare simulazioni estremamente dettagliate sulle prestazioni delle nuove formulazioni dei combustibili per jet, il che può accelerare la produzione e la certificazione di nuovi combustibili sintetici. Si stanno conducendo ulteriori ricerche sulla mobilità aerea avanzata, che fa uso di aeromobili che richiedono meno carburante per jet o addirittura nessun carburante, anche nei laboratori. Le squadre di ricerca stanno aiutando il settore aeronautico ad prepararsi all’avvento di questa tecnologia, progettando piattaforme di atterraggio verticali per aeromobili avanzati come quelli a decollo e atterraggio verticale elettrici (eVTOL), sviluppando sistemi di propulsione per aerei passeggeri elettrici e progettando componenti elettronici estremamente efficienti per consentire agli aeromobili di percorrere distanze maggiori con meno carburante. Grazie a ricerche continue, gli scienziati possono contribuire a ridurre i costi e ad aumentare la produzione, portando così nuovi combustibili sul mercato e creando le basi per il futuro del volo. Collaborate con NLR per esplorare il futuro dell’energia nell’aviazione. Scoprite le ricerche correlate di NLR sul trasporto e sulla mobilità e iscrivetevi alla newsletter dedicata per rimanere aggiornati sulle ultime notizie. Iscriviti alla newsletter settimanale di CleanTechnica su Substack per ottenere analisi approfondite e riassunti di alto livello forniti da Zach e Scott, iscriviti al nostro bollettino giornaliero e seguici su Google News!