Combustível de Aviação Sustentável

27/02/2023

SAF – Sustainable Aviation Fuel

“SAF é um termo genérico que se refere aos combustíveis derivados de fontes não fósseis ou “matéria-prima”, onde, através do seu processo de cultivo e produção, trabalha para fechar o ciclo do carbono e, consequentemente, alcançar uma redução significativa nas emissões do ciclo de vida em relação ao combustível de aviação tradicional. Além de reduzir níveis significativos de emissão de CO2 em todo o seu ciclo de vida, a SAF desde a conceção procura garantir um alto nível de integridade em critérios de sustentabilidade mais amplos. Isso inclui matérias-primas que não canibalizam a produção de alimentos, utilizam o excesso de água, promovem o desmatamento incremental ou impacto negativo na fertilidade do solo, desmatamento e biodiversidade. Enquanto os combustíveis fósseis aumentam o nível global de CO2 emitindo carbono que tinha sido anteriormente bloqueado, o SAF recicla o CO2 que foi absorvido pela biomassa utilizada na matéria-prima ao longo da sua vida.”

Fonte: https://www.iata.org/en/programs/environment/sustainable-aviation-fuels/

Combustível de aviação sustentável/Biocombustível para aviação

Tradicionalmente, os combustíveis de aviação são uma mistura de hidrocarbonetos, na qual se inclui principalmente as parafinas normais, as isoparafinas, cicloparafinas e aromáticos. Estes combustíveis são, por norma, obtidos a partir da fração do querosene do petróleo bruto.

Dos diversos tipos de combustível existentes, no que respeita à aviação comercial, o Jet-A e Jet-A1 são as duas tipologias de combustíveis mais usadas.

Os combustíveis de aviação, necessitam de possuir um alto teor energético específico, pelo que, os biocombustíveis líquidos avançados “DROP-IN” são a única opção de baixo teor de CO2 para substituir o querosene a curto/médio prazo. Estes biocombustíveis não contêm compostos oxigenados e apresentam propriedades análogas aos combustíveis fósseis, pelo que podem ser utilizados sem necessidade de adaptação das aeronaves.

Como é senso comum, considerando as preocupações críticas, a nível de segurança, deste meio de transporte, as especificações para os combustíveis de aviação são muito rigorosas, necessitando de passar por processos de certificação.

Assim, uma vez que os biocombustíveis DROP-IN têm as mesmas propriedades que os combustíveis de aviação tradicionais, depois de aprovados no processo de certificação, é possível a mistura com aqueles, garantindo-se a total compatibilidade com a logística de aeronaves e combustíveis.

Da sustentabilidade

Conforme referido anteriormente, a certificação de novos combustíveis de aviação é um processo longo, sendo necessária a utilização de grandes quantidades de combustível, para a execução dos ensaios necessários. Atualmente, no que respeita a combustíveis de aviação alternativos, existem cinco processos de produção de aprovados em conformidade com os padrões internacionais da ASTM, nomeadamente:

Álcool a Jato Querosene Parafínico Sintético (ATJSPK, até 30% de mistura):
Biocombustível criado a partir de isobutanol, o qual é obtido a partir de matérias-primas como cana-de-açúcar, milho ou madeira. O álcool é desidratado a um gás olefínico, oligomerizado, hidrogenado e fracionado.
Iso-parafinas sintetizadas (SIP, até 10% de mistura):
Biocombustível obtido a partir de açúcares convertidos numa molécula de parafina pura usando uma fermentação avançada.
Ésteres Hidroprocessados e Ácidos Gordos Querosene Parafínico Sintético (HEFA-SPK, até 50% de mistura):
Biocombustível produzido a partir de óleos vegetais e gorduras animais, que são desoxigenados e hidroprocessados.
Querosene Parafínico Sintético Fischer-Tropsch (FT-SPK, até 50% de mistura):
Biocombustível obtido a partir da gaseificação da biomassa, seguida da síntese de Fischer-Tropsch.
Querosene Sintético Fischer-Tropsch com Aromáticos (FT-SPK com aromáticos):
Combustível sintético no qual alguns benzenos de origem não petrolífera são adicionados ao FT-SPK.

De salientar que, as normas técnicas também permitiriam a utilização de combustíveis produzidos a partir de gás natural e de carvão, no entanto, a indústria da aviação está claramente a apontar para alternativas sustentáveis.

Da pesquisa…

No âmbito de combustíveis alternativos, nomeadamente nos sintéticos, o Centro Aeroespacial Alemão (DLR) tem em curso um projeto denominado “Future Fuels”, no qual combina diversas pesquisas sobre a produção e uso de combustíveis sintéticos para várias finalidades. As perspetivas de produção de combustível em larga escala usando eletricidade renovável e radiação solar desempenham um papel fundamental no projeto.

Fonte: Sustainable Aviation Fuel – Lufthansa Group

A composição, as propriedades, o desempenho e as emissões dos combustíveis sintéticos são itens relevantes na conceção e certificação de combustíveis alternativos para a aviação, existindo várias vias para a produção de combustíveis alternativos, designadamente os HEFA (Hydroprocessed Esters and Fatty Acids), os SAK (Synthesized Aromatic Kerosene) e os SPK (Synthesized Paraffinic Kerosene).

Um desses combustíveis é o HDO-SAK (Hydrodeoxygenated – Synthesized Aromatic Kerosene), composto por aproximadamente 95% de compostos monoaromáticos, que se destina a ser usado como componente de mistura, para adicionar o conteúdo aromático, em combustíveis sintéticos que não contenham compostos aromáticos. O HDO-SAK pode ser usado na produção combustível de aviação semi-sintético ou totalmente sintético para uso na aviação. Também, o HDO-SAK misturado com HEFA-SPK (Hydroprocessed Esters and Fatty Acids – Synthesized Paraffinic Kerosene) pode ser utilizado na produção de combustível totalmente sintético com conteúdo aromático que corresponda ao combustível de aviação convencional.

Neste âmbito, salientem-se os resultados positivos obtidos em testes comparativos realizados no National Research Council Canada (NRC) Research Altitude Test Facility (RATFac), quer com Jet misturado HDO-SAK, quer com o Jet-A convencional, utilizando um motor “Microturbo TRS-18” (turbojet) em diversas simulações de condições de motor e de altitudes (até 8.600 m).

…à atualidade

Fonte: United Airlines’ New Sustainable Flight Fund: What You Need To Know (msn.com)

Em dezembro de 2021, a United Airlines foi a primeira companhia aérea a realizar um voo de passageiros em 100% SAF num dos motores. O voo foi realizado por um Boeing 737 MAX 8, propulsionado por dois motores LEAP-1B, com 115 pessoas a bordo, do aeroporto de O’Hare, em Chicago, para o Aeroporto Nacional Reagan, em Washington.

Fonte da imagem: www.airbus.com

Em março de 2022, a Airbus realizou um primeiro voo de teste num A380 movido a combustível de aviação 100% sustentável (SAF). O voo durou cerca de três horas, operando um motor Rolls-Royce Trent 900 com utilização de 27 toneladas de combustível 100% SAF, não misturado; fornecido pela Total Energies especificamente para este voo. O SAF utilizado (HEFA), foi feito a partir de ésteres hidroprocessados e ácidos gordos, livre de aromáticos e enxofre, consistindo principalmente de óleo alimentar usado e outras gorduras residuais. O A380 usado neste teste é o “ZEROe Demonstrator da Airbus”, um banco de testes voador para tecnologias futuras, com as quais a empresa pretende apresentar a primeira aeronave comercial de emissão zero do mundo ao mercado até 2035. Atualmente, todas as aeronaves Airbus estão certificadas para voar com combustível composto por uma mistura de e SAF (até 50%).

Fonte: First flight in history with 100% sustainable aviation fuel on a regional commercial aircraft | Neste

Em junho de 2022, com vista ao cumprimento das metas de descarbonização da aviação e a aceleração da certificação SAF, o fabricante de aeronaves regionais ATR, a companhia aérea sueca Braathens Regional Airlines e o fornecedor de combustível “Neste” reuniram-se na realização do primeiro voo de teste utilizando combustível 100% SAF numa aeronave comercial. Segundo a “Neste”, o combustível utilizado reduz as emissões de gases de efeito estufa ao longo de seu ciclo de vida em até 80% em comparação com o uso de combustível de aviação fóssil. Este voo de teste foi realizado na Suécia e fazia parte do processo de certificação de combustível de aviação 100% sustentável (SAF) de aeronaves ATR, o qual se estima estar concluído até 2025.

Fonte: Bell (news) (bellflight.com)

Em fevereiro de 2023, a Bell Textron realizou seu primeiro voo num Bell 505 com combustível de aviação 100% sustentável (SAF). A “Neste” e a “Virent” colaboraram na produção do SAF para este projeto como um combustível 100% “DROP-IN”. O SAF utilizado, foi feito a partir de óleo alimentar usado e outras matérias-primas de base biológica, misturado com um componente aromático feito de açúcares vegetais renováveis. O SAF fornecido para este voo de teste é, portanto, um substituto “100% “DROP-IN” do combustível de aviação derivado do petróleo, não exigindo modificações no motor.