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Aviazione sostenibile: Power-to-Liquids

Airbus ci spiega in che modo gli idrocarburi liquidi stanno promettendo una riduzione delle emissioni su larga scala.

La diffusione su larga scala delle energie rinnovabili sta accelerando, mentre il mondo cerca di decarbonizzare sempre più il proprio mix energetico. E si prevede che una parte di questa energia rinnovabile apra nuove possibilità, come la conversione dell’elettricità rinnovabile in combustibili liquidi. Conosciuto come Power-to-Liquid (PtL), questo tipo di carburante per aviazione sostenibile (SAF) sta emergendo come un’opzione entusiasmante per alimentare i futuri velivoli.

Nel 1923, i chimici Franz Fischer e Hans Tropsch decisero di adottare un nuovo approccio per convertire il carbone in un nuovo combustibile sintetico, un processo originariamente sviluppato in Germania nel 1913. Insieme, sperimentarono un modo indiretto per liquefare il carbone in cui viene prima trasformato il carbone solido in un gas. Il processo prevede l’introduzione di catalizzatori metallici a temperature di 150-300 ° C (302-572 ° F) per innescare una varietà di reazioni chimiche che danno luogo a idrocarburi liquidi – o una forma liquida grezza di monossido di carbonio miscelato con idrogeno o acqua gassata.

Il processo fu un tale successo che la Germania ricca di carbone lo usò durante la seconda guerra mondiale per produrre un combustibile sostitutivo per il tradizionale petrolio a base fossile. In effetti, il 92% del carburante aereo tedesco e oltre il 50% della sua fornitura di petrolio negli anni ’40 è stato creato utilizzando il processo di liquefazione del carbone introdotto da Fischer e Tropsch.

Un secolo dopo, il processo Fischer-Tropsch è uno dei principali metodi approvati da ASTM per la produzione di SAF. Oggi, questo tipo di SAF è noto come PtL e vanta proprietà di combustione migliorate che potrebbero aiutare a ridurre significativamente le emissioni in una varietà di settori, incluso l’aviazione.

Uno dei principali vantaggi di PtL è che può essere trasportato e distribuito tramite la rete esistente di infrastrutture per i combustibili fossili, comprese le condutture e le stazioni di rifornimento.

Che cos’è Power-to-Liquid o PtL?

PtL è un idrocarburo liquido prodotto sinteticamente. L’elettricità rinnovabile è la principale fonte di energia e acqua e anidride carbonica (CO₂) sono le principali risorse utilizzate nella produzione di PtL, che consiste in tre fasi principali:

  • L’energia rinnovabile alimenta gli elettrolizzatori per produrre idrogeno verde.
  • La CO₂ climaticamente neutra, catturata, ad esempio, tramite Direct Air Carbon Capture, viene convertita in materia prima di carbonio.
  • Le materie prime di carbonio sono sintetizzate con idrogeno verde, tramite processi come Fischer-Tropsch, per generare idrocarburi liquidi. Vengono quindi convertiti per produrre un equivalente sintetico del cherosene.
Power-to-Liquid (PtL)

La cattura e lo stoccaggio di CO₂ sono fondamentali per la produzione di PtL. Infatti, la ricattura della CO₂ rilasciata durante la combustione e la sua combinazione con l’idrogeno chiude il ciclo in quanto la CO₂ che è stata inizialmente rilasciata viene riutilizzata per creare combustibile. Per questo motivo le emissioni “well-to-wheel”  di PtL – importante misura che mette a confronto l’efficienza di diverse soluzioni in relazione alle emissioni di gas serra – possono essere ridotte fino al 90% rispetto ai combustibili fossili. 

Uno dei principali vantaggi di PtL è che può essere trasportato e distribuito tramite la rete esistente di infrastrutture per i combustibili fossili, comprese le condutture e le stazioni di rifornimento. Inoltre, è già possibile miscelare PtL con cherosene convenzionale (fino al 50%), secondo gli attuali standard per i carburanti per aerei. 

Tuttavia, il PtL di oggi è attualmente prodotto a un costo relativamente elevato e su scala ridotta. Questo dovrebbe cambiare man mano che l’ ecosistema dell’idrogeno verde continua a crescere in tutto il mondo . Gli esperti prevedono che il PtL potrebbe essere pronto per l’uso su scala più ampia tra il 2025 e il 2030.

Collaborare per sviluppare PtL su larga scala

PtL è un carburante alternativo approvato da JetA/JetA1. Offre la densità energetica richiesta, un prerequisito per alimentare le modalità di trasporto che richiedono un’elevata richiesta di energia per percorrere lunghe distanze. Ciò rende il PtL una soluzione interessante per alimentare l’aviazione e Airbus ne sta prendendo atto. 

In effetti, Airbus ritiene che PtL abbia un enorme potenziale, non solo in termini di impatto climatico, ma anche in termini di costi e scalabilità. Questo è il motivo per cui Airbus sta collaborando con il Consorzio SAF+ , la prima organizzazione in Nord America a puntare sulla produzione di PtL su larga scala. 

L’obiettivo della partnership è fornire al Canada – e infine al resto del Nord America – una fornitura sostenibile di PtL per consentire il volo a basse emissioni di carbonio. L’impianto dimostrativo, situato vicino a Montréal, inizierà la produzione nel 2021, con una produzione industriale su larga scala prevista entro il 2025. 

Fonte: Airbus – Immagini: Airbus

Luca Gorrasi
Nato a Mestre, dove vivo tutt’ora, laureato in informatica, IT e WEB specialist, ho unito la mia passione per il settore #aviation e il web, fondando questo blog nel 2017