As regras da UE poderão tornar os combustíveis para a aviação sem recurso a combustíveis fósseis desnecessariamente caros e intensivos em energia

No ano passado, foram introduzidas regras que exigem uma mistura mínima de 2% de combustível sustentável para a aviação nos aeroportos da UE. Este requisito de mistura aumentará gradualmente, atingindo pelo menos 70% até 2050. Até lá, metade do combustível sustentável para a aviação deve ser constituído por uma categoria conhecida como RFNBO: Combustível renovável de origem não biológica. Trata-se de combustíveis sintéticos, também conhecidos como electrocombustíveis, produzidos a partir de hidrogénio renovável e de dióxido de carbono capturado.

Os investigadores da Universidade de Tecnologia de Chalmers demonstram agora que as regras RFNBO favorecem um "desvio" na produção de combustíveis sintéticos, o que pode aumentar os custos e a utilização de energia.

"A regulamentação influencia não só os investimentos da indústria em tecnologia, mas também as prioridades de investigação e desenvolvimento. Em vez de conduzir a inovação para as soluções mais eficientes, arriscamo-nos a ficar presos a métodos de produção menos eficientes em termos de recursos", afirma Henrik Thunman, Professor de Tecnologia Energética na Chalmers e coautor do artigo científico.

Serão necessárias milhares de novas fábricas a nível mundial para satisfazer a procura crescente de combustíveis sustentáveis para a aviação nas próximas décadas. Isto exigirá investimentos muito avultados em instalações com longos períodos de funcionamento.

Grandes diferenças entre vias alternativas para o mesmo produto utilizando a mesma matéria-prima

A equipa de investigação da Chalmers estudou a produção de metanol sintético, que é um exemplo de uma molécula de combustível que pode ser convertida em combustível de aviação sustentável. Trata-se de um caso representativo para analisar a forma como diferentes vias de produção afectam a utilização de recursos na produção de tais moléculas de combustível.

Estas moléculas ricas em energia podem ser produzidas através da combinação de átomos de carbono e hidrogénio em processos químicos. No estudo, os investigadores compararam três vias diferentes de produção de metanol em que os átomos de carbono provêm da biomassa - o chamado carbono biogénico. Dois dos métodos baseiam-se na combustão da biomassa, em que o dióxido de carbono é capturado dos gases de combustão e depois misturado com o hidrogénio produzido separadamente através da eletricidade. O terceiro baseia-se na gaseificação, em que a biomassa aquecida é convertida diretamente em gás de síntese, que contém tanto carbono como hidrogénio.

As três vias de produção são tecnicamente viáveis, e tanto a matéria-prima como o produto final podem ser os mesmos. No entanto, diferem claramente em termos de utilização de energia, custo e procura de eletricidade.

A via de produção direta é prejudicada pela regulamentação da UE

"A via de gaseificação provou ser a opção mais eficiente em termos de recursos na nossa análise, com um custo de produção até 46% mais baixo e uma procura de eletricidade 30% mais baixa do que as duas alternativas baseadas na combustão. A diferença mostra quão grandes podem ser as perdas de energia quando a biomassa é primeiro queimada em dióxido de carbono, que é depois reconstruído em moléculas de combustível utilizando grandes quantidades de eletricidade e hidrogénio", afirma Johanna Beiron, investigadora em Teoria dos Recursos Físicos na Chalmers e primeira autora do artigo.

Apesar disso, o quadro regulamentar da UE favorece muito mais a combustão do que a gaseificação. A categoria RFNBO - que deverá aumentar de quase zero atualmente para 35% de todo o combustível de aviação na UE até 2050 - inclui todo o combustível das alternativas baseadas na combustão, mas exclui cerca de metade do combustível produzido através da gaseificação.

A razão é que os combustíveis RFNBO não podem ser produzidos utilizando energia e átomos de carbono que provêm diretamente da biomassa, como acontece em grande parte na produção baseada na gaseificação. Em contrapartida, é permitido utilizar átomos de carbono da biomassa em rotas baseadas na combustão, desde que tal seja feito através da captura do dióxido de carbono formado quando a biomassa é utilizada para outros fins energéticos. Um exemplo é a combustão de materiais residuais da indústria florestal em centrais de produção combinada de calor e eletricidade.

Mas esse material residual pode ser utilizado de forma mais eficiente em termos de recursos através da gaseificação.

"Uma das alternativas baseadas na combustão que analisámos foi o processo em centrais de produção combinada de calor e eletricidade", diz Johanna Beiron. "Tem um custo e uma eficiência energética mais baixos do que a gaseificação, mesmo quando incluímos a eletricidade adicional necessária para substituir, por exemplo, o aquecimento urbano que o processo de combustão pode contribuir."

A regulamentação corre o risco de trabalhar contra os seus próprios objectivos

Um dos objectivos da classificação RFNBO é estimular o aumento da produção de eletricidade renovável para a produção de hidrogénio verde e reduzir a dependência da biomassa, que é um recurso limitado.

Mas os átomos de carbono para o combustível de aviação sintético têm de vir de algum lado. Prevê-se que a biomassa seja a fonte de carbono livre de fósseis menos dispendiosa para a produção de RFNBO, e os investigadores esperam que o atual quadro regulamentar resulte numa procura muito elevada de dióxido de carbono proveniente da combustão da biomassa. Em vez de reduzir a necessidade de biomassa, os regulamentos da UE correm o risco de conduzir a uma utilização menos eficiente do ponto de vista energético dos recursos limitados de biomassa.

"O quadro regulamentar não tem suficientemente em conta a eficiência com que os diferentes sistemas utilizam a energia e os recursos", afirma Henrik Thunman. "O estudo destaca, portanto, uma questão estrutural da política energética e industrial da UE: a regulamentação corre o risco de funcionar contra os seus próprios objectivos quando as definições de combustíveis sustentáveis não estão alinhadas com os princípios energéticos fundamentais ou com as ambições mais amplas da União em matéria de eficiência dos recursos".

Poderá ser necessária uma regulamentação adaptada para permitir uma transição efectiva

Os investigadores esperam que os seus resultados contribuam para um maior conhecimento sobre as tecnologias e os sistemas disponíveis.

"É surpreendente que as regras da UE não ofereçam incentivos mais claros para as alternativas mais eficientes", afirma Johanna Beiron. "O atual quadro regulamentar corre o risco de levar a uma dependência dos sistemas energéticos baseados na combustão, apesar de já existirem processos tecnicamente maduros que permitiriam um menor consumo de energia e um custo mais baixo, como a gaseificação e a eletrificação do aquecimento urbano."

"O nosso estudo mostra que algumas partes do quadro regulamentar têm provavelmente de ser ajustadas para que a UE possa atingir os seus objectivos a longo prazo", afirma Henrik Thunman. "É necessária uma melhor coordenação entre os objectivos climáticos, a eficiência dos recursos e a viabilidade industrial, a fim de fazer face à incerteza que existe atualmente. Esta incerteza torna difícil tomar decisões de investimento racionais para a expansão em grande escala dos combustíveis sustentáveis para a aviação nos próximos anos."