O futuro do voo num mundo de carbono:Nove cenários, muito combustível de aviação sustentável

Diversos principais companhias aéreas se comprometeram a alcançar zero líquido emissões de carbono até meados do século para combater as alterações climáticas.É uma meta ambiciosa que exigirá um enorme aumento nos combustíveis de aviação sustentáveis, mas só isso não será suficiente, nossa última pesquisa mostra.

A ideia de aviões a jato funcionarem exclusivamente com combustível feito de óleo de cozinha usado de restaurantes ou talos de milho pode parecer futurista, mas é não tão longe.

As companhias aéreas são já experimentando com combustíveis de aviação sustentáveis, incluindo biocombustíveis produzidos a partir de resíduos agrícolas, árvores, milho e óleo de cozinha usado, e combustíveis sintéticos produzidos com carbono capturado e hidrogénio verde.

United Airlines, que foi usando uma mistura de óleo usado ou gordura residual e combustíveis fósseis em alguns voos de Los Angeles e Amsterdã, recentemente planos anunciados para abastecer 50.000 voos por ano entre seus centros de Chicago e Denver usando combustíveis de aviação sustentáveis ​​à base de etanol até 2028.A companhia aérea também lançou um fundo de US$ 100 milhões em fevereiro21 de outubro de 2023, com Air Canada, Boeing, GE Aerospace, JPMorgan Chase e Honeywell para investir em startups de combustível de aviação sustentável para expandir a indústria.

Num novo estudo, examinámos diferentes opções para a aviação atingir emissões líquidas zero.

O resultado final:A substituição dos combustíveis fósseis para aviação por combustíveis sustentáveis ​​para a aviação será crucial, mas a indústria ainda terá de investir em captura e armazenamento direto de carbono no ar para compensar emissões que não podem ser cortadas.Cada caminho tem importantes compensações e obstáculos.

Cenários para o futuro

Antes da pandemia, em 2019, a aviação representava cerca de 3,1% do total das emissões globais de dióxido de carbono provenientes da combustão de combustíveis fósseis, e o número de quilómetros percorridos anualmente pelos passageiros estava a aumentar.Se as emissões da aviação fossem um país, isso o tornaria o sexto maior emissor, logo atrás do Japão.

Além de liberar emissões de carbono, a queima de combustível de aviação produz fuligem e vapor de água, conhecidos como rastros, que contribuem para o aquecimento, e estes não são evitados através da mudança para combustíveis de aviação sustentáveis.

A aviação é também um dos setores da economia mais difíceis de descarbonizar.Estão sendo desenvolvidos pequenos aviões elétricos e movidos a hidrogênio, mas são prováveis ​​voos de longa distância com muitos passageiros décadas de distância.

Desenvolvemos e analisamos nove cenários abrangendo uma gama de demanda projetada de passageiros e carga, intensidade energética e intensidade de carbono da aviação para explorar como a indústria pode chegar a zero emissões líquidas até 2050.

Descobrimos que poderiam ser necessários até 19,8 exajoules de combustíveis de aviação sustentáveis ​​para que todo o setor atinja emissões líquidas zero de CO₂.Com outras melhorias de eficiência, isso poderia ser reduzido para apenas 3 exajoules.Para colocar isso em contexto, 3 exajoules são quase equivalentes a todos biocombustíveis produzidos em 2019 e ultrapassa em muito os 0,005 exajoules de combustível de aviação de base biológica produzido em 2019.Um exajoule é uma medida de energia.

Voar menos e melhorar a eficiência energética dos aviões, como utilizar pousos de “deslizamento” mais eficientes que permitem que as companhias aéreas se aproximem do aeroporto com os motores quase parados, podem ajudar a reduzir a quantidade de combustível necessária.Mas mesmo nos nossos cenários mais otimistas – onde a procura cresce 1% ao ano, em comparação com a média histórica de 4% ao ano, e a eficiência energética melhora 4% ao ano em vez de 1% – a aviação ainda precisaria de cerca de 3 exajoules de energia sustentável. combustíveis para aviação.

Por que as compensações ainda são necessárias

É mais fácil falar do que fazer uma rápida expansão dos biocombustíveis sustentáveis ​​para aviação.Poderão ser necessários até 300 milhões de hectares (1,2 milhões de milhas quadradas) de terras dedicadas ao cultivo de culturas para transformá-las em combustível – cerca de 19% das terras agrícolas globais actualmente.

Outro desafio é o custo.O preço médio global do combustível fóssil para aviação é cerca de US$ 3 por galão (US$ 0,80 por litro), enquanto o custo para produzir combustíveis de base biológica é muitas vezes o dobro.O mais barato, HEFA, que utiliza gorduras, óleos e graxas, custa entre US$ 2,95 e US$ 8,67 por galão (US$ 0,78 a US$ 2,29 por litro), mas depende da disponibilidade de óleo usado.

Biocombustíveis Fischer-Tropsch, produzidos por uma reação química que converte monóxido de carbono e hidrogênio em hidrocarbonetos líquidos, variam de US$ 3,79 a US$ 8,71 por galão (US$ 1 a US$ 2,30 por litro).E combustíveis sintéticos variam de $ 4,92 a $ 17,79 por galão ($ 1,30 a $ 4,70 por litro).

Realisticamente, alcançar emissões líquidas zero provavelmente também dependerá da remoção de dióxido de carbono.

Num futuro com uma utilização semelhante à actual pelas companhias aéreas, seriam necessários até 3,4 gigatoneladas de dióxido de carbono. capturado do ar e trancado – bombeados para o subsolo, por exemplo – para que a aviação atinja o valor líquido zero.Isso poderia custar trilhões de dólares.

Para que estas compensações sejam eficazes, a remoção de carbono também teria que seguir um critérios de elegibilidade robustos e ser efetivamente permanente.Isso é não está acontecendo hoje em programas de compensação de companhias aéreas, onde as companhias aéreas compram principalmente compensações baratas e não permanentes, como aquelas que envolvem projetos de conservação e manejo florestal.

Algumas advertências se aplicam às nossas descobertas, o que poderia aumentar ainda mais a necessidade de compensações.

Nossa avaliação pressupõe que os combustíveis de aviação sustentáveis ​​tenham emissões líquidas zero de carbono.No entanto, as matérias-primas para estes combustíveis atualmente têm emissões ao longo do ciclo de vida, inclusive de fertilizantes, agricultura e transporte.A Sociedade Americana para Materiais de Teste também tem atualmente um limite máximo limite de mistura:até 50% combustíveis sustentáveis ​​podem ser misturados ao combustível de aviação convencional para a aviação nos EUA, embora as companhias aéreas tenham testado 100% misturas na Europa.

Como superar os obstáculos finais

Para conhecer o metas climáticas o mundo estabeleceu, as emissões em todos os setores devem diminuir – incluindo a aviação.

Embora as reduções na procura ajudassem a reduzir a dependência de combustíveis de aviação sustentáveis, é mais provável que mais e mais pessoas voem no futuro, à medida que mais pessoas se tornam mais ricas.As melhorias na eficiência ajudarão a diminuir a quantidade de energia necessária para alimentar a aviação, mas não a eliminarão.

O aumento da produção sustentável de combustível para aviação poderia diminuir os seus custos. Cotas, como os introduzidos no “Fit for 55” da União Europeia plano, subsídios e créditos fiscais, como aqueles nos EUAA Lei de Redução da Inflação assinada em 2022, e um imposto sobre o carbono ou outro preço sobre o carbono, podem ajudar a alcançar este objectivo.

Além disso, dado o papel que a captura de carbono da atmosfera desempenhará na consecução de emissões líquidas zero, é necessário um sistema de contabilidade mais robusto a nível internacional para garantir que as compensações compensam os impactos não relacionados com o CO₂ da aviação.Se estes obstáculos forem ultrapassados, o setor da aviação poderá atingir emissões líquidas zero até 2050.

Isso atualiza um artigo publicado originalmente Fevereiro.6 de janeiro de 2023, para incluir o anúncio do fundo de investimento da United Airlines.