Quais são as matérias-primas e tecnologias de conversão de biocombustíveis mais promissoras para a aviação?

1 Tipos de matérias-primas

As matérias-primas para biocombustíveis podem ser classificadas em quatro tipos principais: oleaginosas, biomassa lignocelulósica, algas e fluxos de resíduos. As oleaginosas, como colza, soja, palma ou pinhão-manso, são ricas em óleos vegetais que podem ser extraídos e convertidos em biodiesel ou querosene de aviação. A biomassa lignocelulósica, como madeira, gramíneas ou resíduos agrícolas, é composta de celulose, hemicelulose e lignina, que podem ser quebradas em açúcares e fermentadas em etanol ou butanol, ou gaseificadas em syngas e convertidas em combustível sintético de aviação. As algas são microrganismos aquáticos que podem produzir lipídios, carboidratos ou proteínas, que podem ser extraídos e convertidos em vários biocombustíveis. Os fluxos de resíduos, como resíduos sólidos urbanos, óleo de cozinha ou gordura animal, também podem ser usados como matérias-primas para a produção de biocombustíveis, reduzindo o descarte de resíduos e as emissões.

2 Tecnologias de conversão

As tecnologias de conversão de biocombustíveis podem ser divididas em duas categorias principais: termoquímicas e bioquímicas. Os processos termoquímicos usam calor, pressão e catalisadores para converter matérias-primas em combustíveis líquidos ou gasosos, como pirólise, gaseificação ou hidroprocessamento. Os processos bioquímicos usam enzimas, microrganismos ou agentes químicos para converter matérias-primas em combustíveis, como transesterificação, fermentação ou hidrólise. Dependendo do tipo de matéria-prima e da tecnologia de conversão, os biocombustíveis podem ter diferentes propriedades e características, como densidade energética, número de cetano, ponto de congelamento ou teor de oxigênio, que afetam seu desempenho e compatibilidade com motores a jato e sistemas de combustível.

3 Padrões e certificação de combustível

Os biocombustíveis para a aviação devem atender a especificações e padrões rigorosos para garantir a segurança, a qualidade e a compatibilidade com a infraestrutura e as aeronaves existentes. A principal norma para o combustível de aviação é a ASTM D7566, que define os requisitos e propriedades do querosene parafínico sintético (SPK), uma mistura de combustível de aviação convencional e biocombustível derivado de óleos ou gorduras hidroprocessados, ou síntese de Fischer-Tropsch. Outras vias de biocombustível, como álcool a jato ou hidrotermólise catalítica, também estão sendo desenvolvidas e testadas para atender à norma ASTM D7566. Os biocombustíveis também devem passar por rigorosos processos de testes e certificação para demonstrar seu desempenho, emissões e impactos ambientais em diversas condições e cenários.

4 Avaliação da sustentabilidade e do ciclo de vida

Os biocombustíveis para a aviação também devem ser sustentáveis e respeitadores do ambiente, o que significa que devem reduzir as emissões de gases com efeito de estufa e outros poluentes, conservar os recursos hídricos e terrestres, proteger a biodiversidade e os ecossistemas e promover o desenvolvimento social e económico. Para avaliar a sustentabilidade e os impactos ambientais dos biocombustíveis, avaliação do ciclo de vida (ACV) é um método amplamente utilizado que considera todas as etapas de produção e consumo de biocombustíveis, desde o cultivo e colheita da matéria-prima, até a conversão e distribuição, até a combustão e emissão. A ACV pode ajudar a comparar diferentes caminhos e cenários de biocombustíveis, identificar pontos críticos e compensações e otimizar o desempenho e a eficiência dos sistemas de biocombustíveis.

5 Desafios e oportunidades

Os biocombustíveis para aviação enfrentam diversos desafios e oportunidades em seu desenvolvimento e implantação. Alguns dos principais desafios são o alto custo e a baixa disponibilidade de biocombustíveis em comparação com o combustível de aviação convencional, a escalabilidade e a produtividade limitadas das matérias-primas e tecnologias de biocombustíveis, a competição por recursos terrestres e hídricos com alimentos e outros usos, a variabilidade e incerteza das políticas e incentivos de biocombustíveis e a percepção e aceitação pública dos biocombustíveis. Algumas das principais oportunidades são o potencial para reduzir as emissões de gases com efeito de estufa e a dependência dos combustíveis fósseis na aviação, a diversificação e a segurança do aprovisionamento energético, a criação de novos mercados e empregos no setor dos biocombustíveis, a integração dos biocombustíveis com fontes de energia renováveis e os princípios da economia circular, bem como a inovação e a colaboração entre as partes interessadas na cadeia de valor dos biocombustíveis.