Ottobre ha visto un cambiamento epocale, a livello globale spedizione marittima ed aviazione industrie che si impegnano entrambe a passare allo zero netto entro il 2050. Per il settore marittimo, questo è un ulteriore progresso sulla pietra miliare Principi di Poseidone. Per l'aviazione, questo mostra un nuovo livello di ambizione.
Ma entrambi i settori sono difficili da decarbonizzare e rimane una domanda centrale: come lo faranno?
Non abbiamo ancora tutti i dettagli delle tecnologie che verranno utilizzate, ma nemmeno questi settori. L'International Chamber of Shipping (ICS) ha dichiarato che per raggiungere lo zero netto, il 5% della flotta marittima globale dovrà essere a emissioni zero entro il 2030. Ciò significa costruire e schierare migliaia di navi basate su una nuova tecnologia che non ha sono stati ancora implementati su larga scala, oltre a costruire catene di approvvigionamento di carburante per sostenerli.
L'industria aerea ha proposto soluzioni che richiedono meno interruzioni ai modelli operativi del settore, sebbene anche qui nuove tecnologie e nuovi tipi di aerei possano svolgere un ruolo crescente. In entrambi i casi, saranno fondamentali maggiori finanziamenti per la ricerca e soluzioni su scala.
In questo blog esamineremo alcune delle tecnologie potenziali più probabili che sia il trasporto marittimo che l’aviazione potrebbero utilizzare per decarbonizzare le loro flotte e operazioni.
Elettrificazione per il corto raggio
Sia per le navi che per gli aerei esiste una soluzione per i viaggi a breve distanza già nota nel trasporto terrestre: l’elettrificazione. Da dicembre 2019, la più grande compagnia aerea di idrovolanti del Nord America ha effettuato voli di prova con aerei elettrici alimentati a batteria. Harbour Air, che opera nella regione di Vancouver, BC, sta ottenendo l'approvazione normativa portare passeggeri su aerei elettrici entro il 2023 e prevede di convertire l'intera flotta di 42 aerei all'alimentazione a batteria.
La società norvegese Yara International ha annunciato che trasporterà merci per la prima volta nella sua nuova nave portacontainer autonoma alimentata a batteria.
E quest'estate, la compagnia norvegese Yara International ha annunciato che trasporterà merci per la prima volta nella sua nuova, nave portacontainer a batteria autonoma. Entrambi gli sviluppi mostrano la promessa dell’elettrificazione per i viaggi a breve distanza, compresi i viaggi in aereo che fungono da ancora di salvezza per le comunità remote in luoghi come l’entroterra australiano, parti del Canada e altre aree non facilmente accessibili su strada.
“Il trasporto a corto raggio sia per il trasporto marittimo che per l’aviazione può probabilmente essere elettrificato”, osserva Thomas Koch Blank, dirigente senior del programma Climate-Aligned Industries di RMI. Tuttavia, descrive discretamente l’elettrificazione delle rotte internazionali e intercontinentali più lunghe per entrambi i settori come “impegnativa”.
Per l’aviazione, la sfida è il peso delle batterie. Per la spedizione, è il loro volume. “La quantità di batterie necessarie è pazzesca”, osserva Koch Blank. In entrambi i casi, le soluzioni a batteria che stanno rivoluzionando il trasporto terrestre semplicemente non hanno la densità energetica necessaria per affrontare percorsi a media o lunga percorrenza. E proprio in questi percorsi più lunghi si consuma la maggior parte del carburante.
Carburante per aviazione sostenibile
Per l’aviazione, l’unica soluzione a basse emissioni di carbonio utilizzata a livello commerciale è il carburante sostenibile per l’aviazione (SAF). Mentre il SAF può essere prodotto da una varietà di fonti tra cui residui colturali, oli vegetali esausti e CO2 stessa, leader del mercato globale SkyNRG attualmente distribuisce biocarburanti a base di oli usati.
Il Missione Possibile partnership — una coalizione di organizzazioni tra cui RMI che lavora per decarbonizzare l'industria pesante — descrive SAF come l'unica opzione praticabile a breve termine per ridurre le emissioni di carbonio del trasporto aereo. Questo perché può fungere da sostituto immediato del carburante degli aerei utilizzato negli aerei commerciali ed è anche compatibile con le infrastrutture di rifornimento degli aeroporti. Inoltre, SAF non pone limiti di portata.
Ma affinché SAF possa svolgere un ruolo importante, dovrà essere notevolmente ridimensionato, il che richiederà investimenti sostanziali. Attualmente la fornitura globale di SAF proviene da una struttura nel sud della California gestita da Global Energy, che può produrre meno dello 0.01% del fabbisogno annuale di carburante del settore.
Ma sebbene il SAF possa svolgere un ruolo importante nel breve termine, esistono limitazioni alla potenziale fornitura di oli usati e altre fonti biologiche di SAF per l’industria aeronautica. Un approccio di prossima generazione noto come power-to-liquids (PtL) è meno maturo ma presenta un potenziale di riduzione del carbonio ancora maggiore. PtL utilizza elettricità e COXNUMX2 sintetizzare combustibili da idrocarburi liquidi, che possono essere veramente a zero emissioni di carbonio se l'elettricità è fornita da fonti rinnovabili.
Cieli alimentati a idrogeno
A lungo termine, MPP sta esplorando una gamma di opzioni per l'aviazione. L'organizzazione afferma che gli aerei alimentati a idrogeno saranno fondamentali per ridurre le emissioni dei voli a medio e lungo termine. Questi aerei includono sia celle a combustibile che velivoli a combustione di idrogeno.
Diverse promettenti startup stanno già operando in quest'area, tra cui ZeroAvia, che ha tenuto un volo di prova per un aereo passeggeri nell'estate 2020. Inoltre, il produttore di aerei europeo Airbus ha svelato una serie di concept plane alimentati a idrogeno.
Il produttore di aerei europeo Airbus ha presentato una serie di concept aerei alimentati a idrogeno.
E mentre gli aerei che emettono solo acqua sembrano ancora una promessa lontana, MPP afferma che gli aerei di linea a celle a combustibile potrebbero prendere una quota dei voli a medio raggio entro il 2030 e che la combustione dell'idrogeno potrebbe alimentare anche i voli a lunga distanza entro il 2035.
Idrogeno in mare aperto
Per il trasporto marittimo, l’idrogeno potrebbe svolgere un ruolo ancora più importante. Koch Blank della RMI nota che gran parte delle risorse disponibili di biocarburanti dovranno essere destinate alle compagnie aeree. "Se non produci biocarburanti, le tue opzioni a zero emissioni di carbonio sono l'idrogeno, l'ammoniaca o l'e-metanolo", spiega Koch Blank. Ma alla fine, anche queste altre fonti potrebbero richiedere idrogeno. Un metodo principale per produrre ammoniaca richiede l’idrogeno come materia prima e l’e-metanolo è derivato da idrogeno e CO2.
Sia l'idrogeno che l'ammoniaca sono già stati testati come combustibili e la compagnia di navigazione francese CFT ha in programma di fornire un nave portacontainer a idrogeno una corsa di prova sulla Senna entro la fine dell'anno. Inoltre, il gigante delle spedizioni Maersk ha effettuato ordini per otto navi che possono funzionare a metanolo, con il primo programmato per essere distribuito nel 2024.
Ma affinché la navigazione alimentata a idrogeno sia priva di emissioni, il carburante deve essere prodotto in un modo che non emetta gas serra, vale a dire mediante l’elettrolisi che utilizza energia rinnovabile per produrre idrogeno “verde”. Affinché l’idrogeno verde possa alimentare il trasporto marittimo globale, avremo bisogno di molti più elettrolizzatori di quelli che abbiamo – e velocemente.
Tessa Weiss, associata al programma Climate-Aligned Industries di RMI, stima che ci vorranno tra i 3.6 milioni e i 5.2 milioni di tonnellate di idrogeno ogni anno a partire dal 2030, a seconda del mix di combustibili utilizzati, per raggiungere l'obiettivo di ICS di decarbonizzare il 5% di commercio marittimo. Produrre così tanto idrogeno verde richiederà 41-60 gigawatt di elettrolizzatori che funzionano con un fattore di capacità del 50%.
Si tratta di circa 14-20 volte gli 0.3 gigawatt di elettrolizzatori attualmente operativi e più dei 40 GW di progetti di elettrolizzatori che BloombergNEF sta monitorando. Tuttavia, è solo una piccola parte degli 850 GW che saranno necessari entro il 2030 affinché l’idrogeno verde possa svolgere il suo ruolo in un mondo a zero emissioni nette. Oltre all’aviazione e al trasporto marittimo, saranno necessari grandi volumi di idrogeno anche per una serie di applicazioni, inclusa la produzione di acciaio.
Un aspetto positivo del trasporto marittimo è che, man mano che il mondo si decarbonizza, uno dei principali carichi delle rotte a lungo raggio scomparirà: il petrolio e altri combustibili fossili. Koch Blank stima che i combustibili fossili costituiscano il 40% di ciò che viene trasportato attraverso l’oceano, e quindi la decarbonizzazione potrebbe ridurre la domanda di vettori energetici, così come il fabbisogno energetico di quelle navi.
Visione e volontà
Esistono molteplici percorsi potenziali per decarbonizzare sia il trasporto aereo che quello marittimo, ma non è necessario né possibile conoscere tutti i dettagli di come ciò si svilupperà. Ciò che è importante è la volontà di realizzare la visione mostrata dai settori dell’aviazione e della navigazione marittima.
In entrambi i casi, questa trasformazione richiederà investimenti in ricerca, sviluppo e implementazione in fase iniziale di soluzioni a zero emissioni di carbonio. Ciò include non solo la costruzione di navi a zero emissioni di carbonio, ma anche la produzione di carburante e le catene di approvvigionamento che le alimenteranno.
Abbiamo la visione di portare l’aviazione, la navigazione e altre industrie pesanti verso un percorso sostenibile. Ora arriva il duro lavoro di farlo.
Fonte: https://www.greenbiz.com/article/shipping-and-aviation-plan-go-net-zero-how
