Descarbonizando As Viagens Aéreas Com Combustível Sustentável de Aviação

Como você pode voar sem carbono?

A aviação é responsável por cerca de 3% das emissões globais de dióxido de carbono. Se o mundo levar a sério a redução das emissões de carbono neste século, as viagens aéreas terão de ser descarbonizadas. Isso não é fácil.

Os navios podem navegar. Os carros podem ser eletrificados. Nenhuma das opções funciona atualmente para aviões – por razões óbvias. As baterias, por serem pesadas não são uma opção viável além de possuírem um alcance limitado e estarem sujeitas a incêndios. Por enquanto, as aeronaves terão de funcionar com combustíveis líquidos.

O combustível de aviação convencional é um combustível fóssil, derivado da destilação do petróleo bruto. No curto prazo, isto deixa o combustível de aviação produzido a partir de fontes renováveis de baixo carbono como a única opção viável para descarbonizar as viagens aéreas. Este tipo de combustível de aviação é comumente referido como Combustível Sustentável de Aviação, ou SAF.

Sobre SAF

O SAF abrange uma gama de combustíveis ligeiramente diferentes, cada um feito a partir de matérias-primas diferentes, utilizando métodos variáveis, resultando em líquidos com propriedades ligeiramente diferentes.

O SAF pode ser produzido a partir de uma ampla gama de matérias-primas renováveis ou residuais, incluindo óleos vegetais, óleos usados, resíduos agrícolas, resíduos florestais, culturas energéticas, açúcares convencionais ou mesmo CO2 capturado da atmosfera. Já existem sete vias de produção totalmente aprovadas para a fabricação de SAF; qual deles será usado em cada local de produção depende da disponibilidade de matéria-prima, das regulamentações locais, dos objetivos de sustentabilidade e dos custos de produção.

Em 2024, a maior parte do SAF foi feita pela via HEFA (Ésteres Hidro processados e Ácidos Graxos), que utiliza gorduras, óleos e graxas residuais como matéria-prima. O HEFA exige investimentos mais baixos do que outros métodos, as matérias-primas estão prontamente disponíveis e correspondem à densidade energética dos combustíveis fósseis. O SAF fabricado a partir do HEFA pode ser misturado até 50/50 com combustível de aviação convencional e o SAF normalmente resulta em uma economia de emissões de carbono de 70% ao longo de todo o ciclo de vida do combustível.

Outra via de produção amplamente utilizada é o ATJ (Alcohol-to-Jet), que envolve a conversão de biomassa açucarada ou amilácea, como cana-de-açúcar e grãos de milho, em etanol ou outros álcoois por meio de fermentação. Esses álcoois são então transformados em SAF, que novamente pode ser usado em uma mistura 50/50 com combustível de aviação convencional. Existem outras formas mais avançadas de SAF, cada uma em diferentes estágios de desenvolvimento.

Talvez a rota com maior entusiasmo seja Power-to-Liquid ( PtL ) SAF. É aqui que o SAF sintético é feito a partir da reação do hidrogênio verde (produzido por meio de eletrólise alimentada por energia renovável) com dióxido de carbono capturado. Este caminho beneficia de restrições de baixa disponibilidade de matéria-prima e poderia remover dióxido de carbono da atmosfera para produzir combustível. No entanto, quando este artigo foi escrito, em 2024, era um método caro de produzir SAF e ainda não era comercialmente viável em larga escala.

Vantagens do SAF

A combustão do SAF libera quantidades comparáveis de dióxido de carbono ao combustível de aviação convencional, mas o SAF tem vantagem em todo o seu ciclo de vida. Quando a biomassa é usada para produzir SAF, as plantas absorvem dióxido de carbono à medida que fazem fotossíntese, o que neutraliza as emissões de dióxido de carbono durante o voo movido por SAF. A utilização de SAF conduz, portanto, a reduções significativas nas emissões de dióxido de carbono, dependendo da escolha da matéria-prima, do processo de produção utilizado, da logística e das alterações associadas ao uso do solo.

Formas mais avançadas de SAF que não dependem da biomassa como matéria-prima poderiam alcançar ainda melhores resultados, talvez reduzindo as emissões de dióxido de carbono em 80-100% ao longo do ciclo de vida do combustível. O PtL SAF poderia até resultar em um combustível de aviação renovável verdadeiramente neutro em carbono.

SAF tem outras vantagens. É compatível com os atuais motores de avião e com a atual infraestrutura de combustível, tubulações e tanques. Isto significa que os fabricantes e operadores de companhias aéreas, as companhias petrolíferas, os fornecedores de combustível para aviação e os aeroportos não precisam de investir pesadamente para se tornarem mais sustentáveis. Eles podem simplesmente abastecer imediatamente.

O SAF pode ser misturado com combustível de aviação convencional em proporções variadas (normalmente 30-50%), dependendo de como é feito. Alguns SAF podem ser usados sem misturar nada.

Desvantagens do SAF

O SAF tem um enorme potencial, mas ainda existem obstáculos a superar. A disponibilidade de matéria-prima é uma restrição ao uso generalizado. As viagens aéreas são enormes (e estão crescendo): há mais de 100.000 voos comerciais por dia queimando cerca de 1 bilhão de litros de combustível. Simplesmente não há resíduos de óleo de cozinha ou etanol de origem vegetal suficientes no mundo para alimentar isto. Em 2022, a produção global de SAF foi de apenas 300 milhões de litros por ano. Isto significa que o SAF representou menos de 0,1% da procura global de combustível de aviação.

Isto implica que o mundo precisa de um enorme aumento nas fábricas e nas matérias-primas para produzir SAF suficiente. Há muito espaço para crescimento em todas as matérias-primas e vias do SAF nos próximos anos. Se você é uma empresa agrícola ou processadora, a indústria da aviação precisa de você e de seus produtos. A única questão é se você já percebeu isso. Se desejar ajuda para explorar como pode melhorar a mobilidade humana e ao mesmo tempo ajudar a mitigar as emissões de carbono, fale com a equipe da CZ Advise.

SAF também é caro.

SAF is also expensive.

O custo exato para produzir SAF depende da rota de produção utilizada e do custo da matéria-prima. Hoje, o combustível de aviação convencional custa cerca de US$ 900 por tonelada, em comparação com HEFA SAF em cerca de US$ 1.000 por tonelada, ATJ em US$ 2.500 por tonelada e Power-to-Liquid na melhor das hipóteses em US$ 2.000 por tonelada, mas mais comumente entre US$ 3.000 e US$ 5.000 por tonelada.

À medida que a tecnologia SAF amadurece, esses custos deverão convergir com os do combustível de aviação convencional. Vimos reduções de custos análogas em tecnologias como baterias de lítio e geração de energia solar nas últimas décadas, mas está claro que o SAF ainda está na sua infância.

Os críticos também apontam que a maior parte dos SAF não é totalmente neutra em carbono. As companhias aéreas que utilizam 100% SAF continuarão a emitir gases com efeito de estufa – desde a aquisição de matéria-prima, o seu processamento em combustível e o transporte deste combustível para onde for necessário, por exemplo. Além disso, qualquer forma de combustão em grandes altitudes e altas temperaturas provavelmente formará NOx, o que pode contribuir para a formação de poluição atmosférica e chuva ácida.

Perspectivas para o SAF

No curto e médio prazo, o SAF é a única opção realista para reduzir as emissões de carbono do setor da aviação. Mas a sua implementação significa voos mais caros. Os humanos usam combustíveis fósseis há décadas porque são baratos de extrair e tem alta intensidade energética. Hoje, a produção de SAF é mais cara e continuará a ser assim até que a tecnologia amadureça, o que pode levar décadas. Não está claro se as pessoas pagarão mais para limitar as emissões de carbono quando voarem.

Aumentar a produção também será um desafio. Os incentivos governamentais para isso estão começando a aparecer. Por exemplo, a Lei de Redução da Inflação dos EUA oferece um Crédito Fiscal a um produtor/misturador de SAF de 1,25 dólares/galão de SAF, desde que o SAF consiga uma redução de 50% nas emissões de gases com efeito de estufa ao longo do seu ciclo de vida. Para cada redução adicional de 1% nas emissões, o crédito aumenta em US$ 0,01.

Enquanto isso, na Europa, a Comissão da UE apresentou uma proposta chamada iniciativa ReFuelEU em 2021 para promover a adoção do SAF. Os fornecedores de combustível de aviação serão obrigados a misturar uma proporção mínima de SAF em combustível de aviação nos aeroportos da UE, incluindo uma parte específica de combustível sintético. Este mandato deverá entrar em vigor em 2025, a partir de um volume mínimo de SAF de 2%. Haverá então aumentos incrementais a cada 5 anos, atingindo em última instância uma mistura mínima de SAF no combustível de aviação de 63% até 2050, incluindo 28% de combustíveis sintéticos.

O combustível de aviação convencional também terá cada vez mais de contabilizar o preço do carbono. Uma tonelada de combustível de aviação emite cerca de 3,16 toneladas de dióxido de carbono. Quando este artigo foi escrito, as licenças de carbono sob o RCLE-UE custavam cerca de 63 euros / tonelada. Isto significa que o preço do carbono de cada tonelada de combustível de aviação é de 200 euros, ou 215 dólares. O combustível de aviação hoje, sem incluir o custo do carbono, custa US$ 890/t. A Comissão Europeia pretende que as licenças gratuitas de carbono para a aviação sejam eliminadas gradualmente em 2026; aos preços de hoje, o combustível de aviação convencional custaria quase 25% mais, a 1.105 dólares/ tonelada. Isto ajudaria o SAF a tornar-se competitivo em termos de custos.

Mesmo nos casos em que o SAF continua a ser mais caro do que o combustível de aviação convencional, os baixos níveis de mistura previstos para os próximos anos significam que os aumentos de custos para as companhias aéreas poderão ser modestos. O SAF, que custa o dobro do combustível de aviação convencional, aumentará os custos de combustível em 10% com uma mistura de 10%. O combustível representa 15-30% dos custos de uma companhia aérea. Considerando o pior cenário, onde o combustível representa 30% dos custos, adicionar uma mistura de 10% de SAF aumentaria os custos gerais das companhias aéreas em apenas 3%. Os preços dos combustíveis, os preços do carbono e as taxas de câmbio são todos dinâmicos e continuarão a mudar no futuro. A tecnologia SAF continua a melhorar. Não é difícil imaginar que o custo adicional do SAF para o consumidor seja tão pequeno que passe despercebido.

Num prazo muito mais longo, décadas no futuro, é possível que a descarbonização da aviação vá além do SAF. Talvez haja um futuro em que voos de curta distância sejam capazes de usar baterias para energia elétrica com segurança e eficiência, enquanto voos de longa distância usem energia elétrica de célula de combustível de hidrogênio verde. É provável que os voos com baterias sejam inicialmente de curta distância, dada a baixa densidade de energia das baterias. Os voos de longo curso chegarão muito mais tarde, resultando na dependência do SAF por muito mais tempo.

Enquanto isso, a tecnologia para iniciar a descarbonização existe e está pronta para ser utilizada. Só falta o investimento no aumento da produção.