La corsa dell'aviazione per il carburante rivoluzionario per il cambiamento climatico è appena iniziata

Nel 1928 una persona attraversò l'Atlantico; nel 2018 sono stati registrati 4.3 miliardi di viaggi di passeggeri. Sebbene alcune persone siano riuscite a evitarlo anche prima del Covid – secondo a Sondaggio Gallup, circa la metà degli americani non vola affatto: il resto della popolazione statunitense vola abbastanza da portare la media a circa due voli all'anno.

Ci vuole molta energia per far salire le persone nell'aria e, poiché la produzione di energia ha un costo ambientale, il trasporto aereo è un importante emettitore di carbonio, con una sfida unica rispetto ad altri modi di trasporto quando si tratta di cambiamenti climatici . A differenza delle innovazioni nelle auto elettriche, nelle barche e nei treni - dove la massa aggiuntiva richiesta per passare all'elettricità non è un problema ingegneristico insormontabile e le prolunghe non sono lunghe 30,000 piedi - il carburante combustibile rimane in gran parte l'unico modo per volare, almeno per voli più lunghi. L'ottanta per cento delle emissioni proviene da voli di circa 1,000 miglia o più e per i quali non esiste attualmente una valida alternativa al carburante.

Ogni individuo ha un ruolo da svolgere nella riduzione delle emissioni. L'americano medio è responsabile di circa 15 tonnellate di CO2 all'anno e più di un terzo degli americani afferma che ora è probabile che lo facciano pagare un piccolo extra nel biglietto aereo per le compensazioni di carbonio. I ricchi e famosi hanno un'impronta di carbonio ancora maggiore. quello di Taylor Swift jet privato molto diffamato produce circa 8000 tonnellate di CO2 all'anno. Ma Taylor non ha nulla sull'industria aerea, di cui emissione annuale di CO2 sta spingendo un miliardo di tonnellate. Se l'industria dell'aria combinata fosse un paese, oltre ad avere una regione killer di arachidi, avrebbe anche un maggiore emissione di CO2 rispetto alla Germania. 

Il settore, tuttavia, sottolinea la sua ridotta impronta di carbonio rispetto ad altri settori.

I vettori statunitensi, in particolare, trasportano oltre 2 milioni di passeggeri e 68,000 tonnellate di merci al giorno contribuendo "solo" al 2% delle emissioni di gas serra della nazione, secondo il gruppo commerciale del settore Airlines for America. L'industria aeronautica è diventata più efficiente negli ultimi decenni, con le compagnie aeree statunitensi che hanno migliorato la loro efficienza del carburante (in base alle entrate per miglia) di oltre il 135% tra il 1978 e il 2021. Ma concentrarsi su quanto sembri bassa quella cifra del 2% fa parte di un problema crescente, secondo gli analisti climatici che studiano il settore aeronautico.

Le videoconferenze possono sostituire parte dei viaggi di lavoro, ma con il rimbalzo del settore dell'aviazione, gli analisti climatici affermano che una triplicazione dei viaggi aerei globali nei prossimi decenni, sebbene prevista prima di Covid, sia ancora una scommessa sicura. Il viaggio dei passeggeri aumenterà più lentamente, ma gli analisti notano che l'aviazione viene utilizzata anche per le merci, che non sono interessate dalla business class. Questo è un motivo di notevole preoccupazione per i piani di riduzione del carbonio dell'aviazione. Secondo gli analisti climatici, l'industria deve concentrarsi sul mantenere bassa la sua quota di emissioni, piuttosto che vedere la sua quota attuale come un motivo per muoversi in modo più deliberato.

Rispetto alle automobili, dove c'è già un decennio di progressi sui veicoli elettrici, e nel settore della produzione di energia, dove sono già stati effettuati importanti investimenti nelle fonti di energia rinnovabile che sono competitive rispetto alle fonti tradizionali, l'aviazione è ancora nei giorni di sperimentazione della nuova tecnologia dei carburanti. Le batterie elettriche, nella migliore delle ipotesi, hanno un ruolo da svolgere su rotte regionali più brevi e sui viaggi urbani, e le compagnie aeree stanno facendo questi investimenti.

Alcuni critici affermano che l'industria aeronautica è stata troppo lenta nel cercare soluzioni climatiche, ma ammettono che l'aviazione è un settore difficile quando si tratta di obiettivi zero-netti a causa dei suoi requisiti normativi e di sicurezza unici. L'aviazione non è stata aiutata dalla pandemia e anche i suoi critici affermano che aspettarsi che negli ultimi anni si sarebbe assistito a un'ondata di investimenti in tecnologie di avvio sarebbe stato irrealistico date le sfide finanziarie più urgenti. Le compagnie aeree hanno completato voli di prova con combustibili per aerei sostenibili e gli accordi con i produttori di combustibili per aerei sostenibili hanno iniziato ad accumularsi.

American Airlines ha finalizzato un accordo durante l'estate con la società di biocarburanti Gevo acquistare 500 milioni di galloni di carburante sostenibile per le compagnie aeree (SAF) in cinque anni, parte della direttiva americana a zero emissioni di carbonio. Descrive i suoi obiettivi climatici come "aggressivi", incluso il raggiungimento di zero emissioni nette di gas serra (GHG) entro il 2050. American è la prima compagnia aerea al mondo a ricevere la convalida dall'iniziativa Science Based Targets per i suoi obiettivi intermedi di riduzione delle emissioni di gas serra e l'unica negli Stati Uniti compagnia aerea dichiarerà di utilizzare più di 1 milione di galloni di carburante per aviazione sostenibile nel 2021. 

Il processo di Gevo per la produzione di SAF a basse o zero emissioni di carbonio inizia nell'azienda agricola in cui viene coltivata la materia prima. L'azienda collabora con aziende agricole che utilizzano tecniche di agricoltura rigenerativa che sequestrano il carbonio nel suolo. Queste fattorie utilizzano anche l'applicazione di precisione di prodotti chimici e fertilizzanti per ridurre l'impronta di carbonio in quel processo. 

Gli impianti che Gevo sta progettando prenderanno quelle materie prime (cioè il mais da campo) e lo convertiranno in etanolo. Dall'etanolo, Gevo trasforma quindi ulteriormente in un prodotto chimicamente identico al carburante per aviazione standard. La differenza tra il carburante standard per l'aviazione e il SAF di Gevo è l'eliminazione di qualsiasi combustibile fossile utilizzato in quel processo di produzione per il calore, l'elettricità o qualsiasi energia necessaria. 

Invece, Gevo's integra eolico, solare, idrogeno, biogas e altre fonti di energia rinnovabile per eliminare i combustibili fossili dal processo. Ciò fornirà un carburante sostitutivo per le esigenze dell'aviazione che è zero netto, o addirittura negativo netto, in termini di intensità di carbonio se si integra anche la cattura, l'utilizzo e lo stoccaggio del carbonio (CCUS), secondo John Richardson, direttore delle relazioni con gli investitori di Gevo .

I SAF sono chimicamente indistinguibili dal carburante standard per le compagnie aeree, ma il loro processo di produzione è significativamente diverso (e più ecologico) rispetto ai carburanti tradizionali, sebbene, a differenza dei veicoli elettrici nel settore automobilistico, si discute molto su quali approcci SAF saranno i vincitori finali e quali compromessi hanno bisogno da realizzare oggi per supportare le attuali tecnologie in fase di sviluppo.

L'approccio Gevo, incentrato sulle materie prime, è un buon esempio.

Oggi, le materie prime che vanno a carburanti sostenibili per l'aviazione non vengono prodotte su una scala che sia lontanamente vicina al carburante per aerei globale e quel problema di ridimensionamento rimarrà per anni poiché gli approcci tecnologici concorrenti sono testati dall'industria aeronautica. L'utilizzo di materie prime dalla produzione alimentare, in particolare, potrebbe diventare un problema più ampio dal punto di vista ottico in futuro.  

Diversi analisti climatici hanno detto alla CNBC di essere preoccupati per l'eccessiva concentrazione sul ridimensionamento dei carburanti per aerei sostenibili basati su materie prime in un momento di crescenti preoccupazioni sulla sicurezza alimentare globale in un mondo che deve affrontare i principali impatti dei cambiamenti climatici sull'agricoltura. Gevo sottolinea che utilizza come materia prima gli amidi residui del "mais da campo non commestibile", che sono abbondanti nell'offerta e a basso valore nutritivo.

Il CEO di Airbus Guillaume Faury ha espresso la questione in un panel al Farnborough International Airshow in Gran Bretagna, una mostra di cinque giorni in cui dirigenti e figure chiave si riuniscono per discutere del futuro del trasporto aereo: "Probabilmente a lungo termine, tra molti decenni, troveremo un modo molto ottimizzato per l'energia sostenibile, ma nella transizione, il modo più rapido è utilizzare i SAF e sono ora disponibili", ha affermato.

Giudicata in base agli standard della propria industria, American rimane un leader negli sforzi di riduzione del carbonio. American ha ricevuto un punteggio CDP sui cambiamenti climatici di "A–" nel 2021, il punteggio più alto tra le compagnie aeree del Nord America e una delle sole due compagnie aeree al mondo a ottenere un punteggio così alto.

"Riconosciamo che il cambiamento climatico è urgente e imminente", ha affermato Jill Blickstein, vicepresidente della sostenibilità di American Airlines. "In quanto compagnia aerea più grande del mondo, American si impegna a sviluppare gli strumenti necessari per decarbonizzare le nostre operazioni".

Oltre a Gevo, ha investito in Breakthrough Energy Catalyst di Bill Gates, "tutte volte a portare avanti le tecnologie che aiuteranno a raggiungere i nostri ambiziosi obiettivi di sostenibilità", ha affermato Blickstein.

Esistono molteplici approcci tecnologici ai combustibili aeronautici sostenibili che possono decarbonizzare gli aerei senza prolungare l'uso e la dipendenza dagli attuali combustibili fossili e la tecnologia dell'idrogeno verde ha appena avuto un grande impulso dalla legge sulla riduzione dell'inflazione.

Si prevede che più denaro degli investitori confluirà nell'idrogeno verde come risultato dell'IRA, con gli analisti climatici che descrivono i crediti d'imposta come un enorme motore per carburanti sostenibili per l'aviazione perché scienza a parte, la sfida più grande con l'aumento di queste operazioni e la produzione di SAF è stata l'incentivo finanziario. Gli approcci all'idrogeno verde mirano a rimuovere la C02 dall'aria e mescolarla con l'idrogeno verde in una forma di cherosene che può essere competitiva in termini di costi rispetto al carburante convenzionale per aerei. Nel febbraio 2021, KLM ha pilotato per la prima volta un aereo passeggeri Boeing 737 da Amsterdam a Madrid alimentato con 500 litri di cherosene sintetico, dal gigante energetico Shell, mescolato con il tradizionale carburante per jet.

Gli accordi recentemente annunciati con le startup nello spazio erano già in lavorazione con i principali vettori aerei anche prima dell'IRA, tra cui Twelve, che di recente ha firmato un accordo con Alaska Airlines e Microsoft per il suo approccio alla creazione di combustibili sostenibili utilizzando il carbonio catturato dall'aria, dall'acqua e dalle energie rinnovabili. L'Alaska, che utilizza miscele SAF dal 2011 su rotte specifiche, ha notato che c'è ancora molta strada da fare: attualmente meno dell'1% del carburante totale disponibile è SAF e i suoi costi sono da tre a cinque volte superiori al carburante per jet convenzionale.  

Delta Air Lines ha recentemente firmato il più grande accordo dell'aviazione statunitense per combustibili prodotti con idrogeno verde, con la DG Fuels, con sede in Louisiana, che utilizza la CO2 di scarto come materia prima, e nel suo annuncio ha misurato la portata della sfida futura affermando che la fornitura globale SAF esistente potrebbe funzionare una flotta delle dimensioni di Delta per un giorno. 

Per il momento, i veicoli elettrici sono molto importanti lungo la curva dell'innovazione, con molti più anni di test e politiche governative a sostegno della crescita trasformativa del settore dei trasporti.

Ma non tutti vedono i SAF come la soluzione, in particolare date le tendenze di crescita nel settore. Al recente Farnborough International Airshow, attivisti e attivisti per il clima hanno respinto l'enfasi del settore sui SAF, esortandoli a "diventare reali" e offrire soluzioni climatiche più significative. Invece dei SAF, per affrontare il problema si propone un rallentamento della crescita e meno viaggi e meno voli, magari attraverso riduzione dei voli interni e incoraggiare e migliorare i viaggi in treno. 

Gli analisti avvertono che tutti gli sforzi per un futuro senza emissioni di carbonio dell'aviazione non dovrebbero eliminare sostituzioni ancora più significative per il trasporto aereo, come il treno ad alta velocità. Ma per l'aviazione, l'obiettivo deve essere lo stesso degli altri settori, con le sue emissioni che raggiungono il picco il prima possibile. E la scelta che sembra chiara oggi è che l'aviazione rimanga sulla via dei carburanti, a differenza delle automobili, dove l'elettrico è il futuro. Vincerà qualsiasi forma di produzione di carburante che produca le minori emissioni con il massimo beneficio ed efficienza in termini di costi, e questo è ciò che nessun giocatore dell'aviazione oggi sa per certo. Gli analisti climatici prevedono che ci vorranno da cinque anni a un decennio prima che emergano le soluzioni più praticabili.