Dalla plastica il carburante sostenibile per gli aerei: l'innovativo processo testato in Cina

Trasformare i rifiuti in plastica in carburante sintetico per aerei, potrebbe essere una soluzione innovativa dal duplice valore: diminuisce gli scarti della plastica e riduce l'impatto inquinante del volo. L'inquinamento prodotto dagli aerei di linea è responsabile di circa il 2,5% delle emissioni globali di anidride carbonica, ma l'impatto reale sul riscaldamento globale è quasi il doppio. Gli aerei, infatti, rilasciano altre sostanze inquinanti ad alta quota, dove gli effetti chimici e fisici amplificano l'effetto serra. Ragioni per cui l'aviazione è definita un settore hard-to-abate, ovverodifficile da decarbonizzare proprio perché non ci sono soluzioni semplificate, come l'elettrificazione per le auto.

Dalla Cina, è in fase di sviluppo un processo inedito che potrebbe cambiare le carte in tavola. L'aviazione, come dicevamo, sta puntando alla produzione di SAF, (Sustainable Aviation Fuels)carburante sintetico più sostenibile del cherosene attualmente usato per il pieno degli aerei. Il SAF è prodotto da plastica riciclata, rifiuti organici o catturando CO2 dall'aria e può essere usato nei motori degli aerei commerciali miscelato al cherosene senza eseguire modifiche, ma la produzione globale copre anche meno del 2% del fabbisogno mondiale. Uno dei motivi è che - se è vero che dalla plastica si ricavano carbonio e idrogeno - i processi per produrli richiedono il consumo di tanta energia ed allo stesso tempo producono un mix di idrocarburi che hanno bisogno di un altro passaggio di raffinazione. Insomma, un processo non proprio economico ed ecologico. Un nuovo studio in laboratorio condotto da un gruppo di ricercatori della Nanjing Forestry University e della Tsinghua University ha trovato il modo per aggirare questi limiti, sviluppando un nuovocatalizzatore - una sostanza che aumenta la velocità di una reazione chimica - senza subire variazioni permanenti alla fine della reazione stessa. Semplificando, velocizza le reazioni senza essere consumato nel processo; nel caso del test cinese, il processo è stato sviluppato in due stadi: pirolisi e idrogenolisi. Nel primo step, con la pirolisi, la plastica si riscalda a temperature superiori a 460 °C, spezzando le lunghe catene polimeriche in frammenti idrocarburici più piccoli. Ma è nel secondo stadio che si concentra l'innovazione, perché attraverso l'impiego di un altro catalizzatore, la reazione avviene a soli 160 °C e non di nuovo a 400 gradi, quindi ad una temperatura incredibilmente bassa per la chimica industriale, il che si traduce in un enorme risparmio energetico. Ed il risultato è una miscela che per quantità e qualità di carburante, può competere con il cherosene tradizionale derivato dal petrolio.

Questa nuova tecnologia ha dimostrato un’ottima efficacia con il polistirene, una delle plastiche più diffuse al mondo, usata, ad esempio, per i classici imballaggi. Sebbene i test siano stati condotti finora solo su scala di laboratorio con piccole quantità, il team di ricerca stima di poter ingrandire il processo molto rapidamente. L'obiettivo finale è trasformare i rifiuti plastici in un carburante sintetico per aerei che abbia un prezzo più competitivo rispetto alle alternative attuali. Il SAF, infatti, per i motivi di cui sopra, ha dei costi alti che per le compagnie aeree sono poco allettanti. Per riuscire a portare questo metodo dal laboratorio all'industrializzazione, gli scienziati stanno lavorando per migliorare il catalizzatore e creare un macchinario capace di ricevere i rifiuti di plastica senza mai fermarsi, invece di lavorare a piccoli lotti. Questo passaggio potrebbe davvero fare la differenza per abbattere i costi di produzione, quindi semplificare la gestione pratica dell'impianto.

Altre alternative per decarbonizzare il settore aereo sono gli e-fuel, considerati una sottocategoria avanzata dei SAF, ma rappresentano una tecnologia completamente diversa rispetto ai biocarburanti da oli esausti o rifiuti, cherichiede una quantità enorme di energia elettrica; l'idrogeno liquido, invece, è considerato la soluzione a lungo termine per eliminare del tutto le emissioni in volo. Può essere usato in combustione diretta, bruciato direttamente in turbine a gas modificate e l'unico scarto è il vapore acqueo. Oppure l'idrogeno può alimentare direttamente una pila a combustibile che genera elettricità per motori a elica. Ma l'idrogeno liquido occupa molto volume e richiede enormi serbatoi criogenici nella fusoliera, oltre a richiedere il ripensamento delle infrastrutture di rifornimento degli aeroporti di tutto il mondo. Infine, c'è l'opzione della propulsione elettrica, come per le auto ed i camion, ma le batterie sarebbero troppo pesanti per gli aerei, motivo per cui allo stato attuale l'elettrificazione nel trasporto aereo potrebbe essere applicata solo a piccoli aerei regionali o taxi aerei urbani.