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Un gruppo di ricerca capitanato dall'Università di Sheffield ha sviluppato metodo per produrre carburante aereo sostenibile (Saf) che non sfrutta olio esausto o altre materie prime di origine fossile. Il segreto è nella CO2 e l’idrogeno verde.
L’attuale crisi del carburante per aerei - legata alla guerra in Iran e alla sostanziale chiusura dello stretto di Hormuz – rende l’adozione dei Saf (Sustainable Aviation Fuel) una priorità programmatica, soprattutto se si considera che per la loro produzione adesso si è scoperto anche che si possono impiegare energie rinnovabili. Un gruppo internazionale di ingegneri, capitanato dall'Università di Sheffield, ha sviluppato infatti un nuovo metodo che potrebbe azzerare la dipendenza dall'olio da cucina esausto, oggi usato come materia prima.
Lo stato attuale: jet fuel e Saf in Europa
Prima di tutto è bene sapere che il cherosene aeronautico (jet fuel) si produce con la distillazione frazionata del petrolio greggio e con successive fasi di raffinazione. Mentre i Saf sono composti per il 50% da una miscela frutto della lavorazione di olio esausto (oppure grassi animali di scarto o sottoprodotti della lavorazione di oli vegetali) e per il 50% di cherosene tradizionale. L’alternativa più evoluta, e in fase di sviluppo, è quella degli e-Saf, che non dipendono dal petrolio e neanche dalla disponibilità limitata di scarti organici: sfruttano l’elettrolisi dell’acqua per produrre ossigeno e idrogeno verde, la CO2 catturata dall'atmosfera e un processo di sintesi. Proprio in Sardegna dovrebbe nascere uno dei primi impianti grazie a Saras e Nextchem.
Il problema dei Saf è che sebbene dal primo gennaio 2025 l’Ue abbia imposto ai fornitori di carburante di immetterne almeno il 2% in tutti i principali aeroporti europei, il piano è lento: si raggiungerà il 70% entro il 2050. Inoltre come ha confermato EASA (Agenzia europea per la sicurezza aerea) in un rapporto del 2024, più dell’80% del Saf è prodotto da olio da cucina esausto, mentre un altro 17% deriva da grassi animali di scarto. La maggior parte provenienti da Cina (38%) e Malesia (12%), con la Finlandia a guidare la produzione UE interna (10%). “Il SAF si è affermato come una soluzione promettente. Tuttavia, una delle principali sfide nel passaggio al SAF è garantire la disponibilità di materie prime sufficienti per produrre l'enorme quantità di carburante necessaria al settore e, al contempo, produrre il carburante in un modo che non richieda combustibili fossili”, ha commentato la responsabile della ricerca, professoressa Meihong Wang, docente del dipartimento Energy Systems presso l'Università di Sheffield.
Il nuovo e-Saf inglese è più sostenibile
Nello studio pubblicato sulla rivista scientifica Nature Communications, ingegneri e ricercatori hanno spiegato di aver individuato un processo più sostenibile e circolare per produrre carburante per l’aviazione: una sorta di e-Saf 2.0. Riduce infatti il consumo di elettricità del 63% e le emissioni di CO2 in loco del 59%. Secondo modelli e simulazioni computerizzate è stato possibile comprendere il potenziale di scalabilità della tecnologia. Una soluzione che prevede la combinazione della cattura di CO2 dall'aria con l'idrogeno e poi una fase di riscaldamento basata su energia solare. Di fatto è l’evoluzione di un metodo già esistente, denominato Daccu (Direct Air Capture and CO2 Utilisation), che però riscalda le sostanze chimiche utilizzando il gas naturale. I ricercatori inglesi e quelli dell'Università di Scienza e Tecnologia della Cina Orientale invece hanno dimostrato che potrebbe costare meno rispetto agli attuali processi Daccu: le stime sono di 4,62 dollari al kg rispetto ai 5,6 dollari al kg. Giusto per fare una proporzione un Saf tradizionale (basato su grassi) costa poco meno della metà, che a sua volta costa quasi il triplo in più rispetto al jet fuel. Il capitolo costi è ancora molto critico.
Come ha spiegato il professor Meihong Wang “l’innovazione risiede in un calcinatore a lento fluido di idrogeno. Si tratta di un reattore specializzato che utilizza un campo di specchi per concentrare la luce solare, eliminando la necessità di combustione di combustibili fossili in loco. Utilizzando l'idrogeno per far circolare le particelle di carbonio, il sistema ottimizza anche la produzione, poiché funge da mezzo per la circolazione delle particelle di carbonio e allo stesso tempo fornisce la materia prima essenziale per la sintesi del combustibile”. Questo metodo dovrebbe assicurare un ciclo produttivo molto più snello ed economicamente vantaggioso, poiché vengono bypassate le fasi consuete e più complesse come la produzione di syngas e la purificazione della CO2. “Convertendo il carbonio atmosferico in SAF direttamente in loco, trasformiamo la CO2 da prodotto di scarto in una risorsa preziosa, promuovendo un'economia circolare che elimina la necessità delle costose reti di gasdotti e dei serbatoi geologici richiesti dai metodi tradizionali di cattura e stoccaggio del carbonio”, ha sottolineato Wang. Secondo gli esperti vi sono località più favorevoli di altre per le prime implementazioni sul campo: zone dove si possono trovare terreni a basso costo, aree soleggiate e costi ridotti per la produzione dell’idrogeno. Indicano infatti Stati Uniti, Cile, Spagna, Sudafrica e Cina.
