p Com uma demanda diária estimada de combustível de mais de 5 milhões de barris por dia, o setor de aviação global consome muita energia e depende quase inteiramente de combustíveis derivados do petróleo. Ao contrário de outros setores de energia, como transporte terrestre ou edifícios residenciais e comerciais, a indústria da aviação não pode mudar facilmente para fontes de energia renováveis ​​usando as tecnologias existentes. p Contudo, uma nova análise feita por cientistas do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley do Departamento de Energia (Berkeley Lab) mostra que os biocombustíveis de aviação baseados em plantas sustentáveis ​​podem fornecer uma alternativa competitiva aos combustíveis convencionais de petróleo se o desenvolvimento atual e as iniciativas de aumento de escala continuarem avançando com sucesso .

p "Análise técnico-econômica e custo de mitigação de gases de efeito estufa do ciclo de vida de cinco rotas para misturas de combustível de biojato, "publicado recentemente no jornal Energia e Ciência Ambiental , fornece evidências promissoras de que otimizar o pipeline de produção de biocombustíveis - usando material vegetal rico em carboidratos e usando bactérias geneticamente modificadas para digerir os açúcares isolados em moléculas densas em energia que são então quimicamente convertidas em um produto combustível - vale bem a pena o esforço.

p "É um desafio eletrificar a aviação usando baterias ou células de combustível, em parte por causa das restrições de peso nas aeronaves, portanto, os biocombustíveis líquidos têm o potencial de desempenhar um grande papel na redução das emissões de gases de efeito estufa, "disse a autora principal Corinne Scown, pesquisador na área de tecnologias de energia do Berkeley Lab e também no Joint BioEnergy Institute (JBEI) do DOE. "A equipe do JBEI tem trabalhado em rotas biológicas para misturas de combustível de aviação biológica avançadas que não são apenas derivadas de açúcares vegetais, mas também têm propriedades atraentes que podem realmente fornecer uma vantagem sobre os combustíveis convencionais para aviação."

p Como obter combustível de material vegetal

p Atualmente, Equipes multidisciplinares sediadas no JBEI estão focadas na otimização de cada etapa do processo de produção de biocombustíveis. Alguns pesquisadores se especializam na engenharia de plantas de fonte ideal - conhecidas como biomassa - que criam uma alta proporção de carboidratos e uma baixa proporção de lignina, um tipo de material que, a partir de agora, é mais difícil de tornar útil. Enquanto isso, outros estão desenvolvendo métodos para isolar com eficiência os carboidratos na biomassa não alimentar e quebrá-los em moléculas de açúcar que as bactérias podem digerir, ou "bioconverter, "em uma molécula de combustível. Para obter o maior rendimento possível da bioconversão, no entanto, outros pesquisadores do JBEI estão examinando quais fatores genéticos e ambientais tornam as bactérias modificadas mais eficientes.

p Uma vez que esses estágios são otimizados, Os cientistas do JBEI podem fazer a transição das tecnologias para parceiros comerciais que podem então modificar e misturar os combustíveis em produtos prontos para uso e planejar estratégias para industrializar a escala de produção. Dada a grande quantidade de experimentação e inovação necessária para realizar tudo isso, Scown e seus co-autores usaram métodos de análise inovadores para avaliar se o empreendimento poderia realmente chegar ao jogo final de uma alternativa de combustível para aviação que as companhias aéreas vão querer usar.

p "Nossa esperança é que nos estágios iniciais da pesquisa, podemos pelo menos simular o que achamos que seria se você desenvolver essas rotas de produção de combustível até o ponto de maturidade, "Scown disse." Se você for empurrá-los para o benchmark do etanol - a tecnologia para criar etanol a partir de materiais vegetais, como talos de milho, sai, e os cobs já existem há muito tempo, e podemos fermentar açúcares com 90% de eficiência - quão perto isso nos levaria do preço de mercado dos combustíveis de petróleo? É importante saber isso agora.

p "Agradecidamente, a resposta é que eles podem ser viáveis. E identificamos melhorias que precisam acontecer ao longo do processo de conversão para que isso aconteça. "

p Imaginando o processo de produção em escala

p Devido às tecnologias de desconstrução de biomassa e síntese de combustível desenvolvidas no JBEI, o custo teórico do combustível de biojato diminuiu constantemente nos últimos anos e atualmente é tão baixo quanto $ 16 por galão, em comparação com $ 300, 000 por galão quando o JBEI foi estabelecido, de acordo com o co-autor e bolsista de pós-doutorado do JBEI Nawa Baral. O custo do combustível de jato padrão é de cerca de US $ 2,50 por galão.

p Para explorar como o combustível de biojato poderia preencher a lacuna de preço restante, a equipe de pesquisa usou simulações de computador complexas que modelaram a tecnologia necessária e os custos subsequentes de vias de produção ampliadas em diferentes níveis de eficiência e com uma gama de biomassa e insumos químicos. Os autores simularam um total de cinco caminhos de produção diferentes para quatro moléculas de combustível distintas.

p Os resultados mostraram que todas as cinco vias podem de fato criar produtos de combustível ao preço-alvo de US $ 2,50 por galão se os fabricantes forem capazes de converter a lignina restante em um produto químico valioso - algo em que os pesquisadores do JBEI estão trabalhando atualmente - que poderia ser vendido para compensar o custo de biocombustíveis. O preço líquido de um galão de biocombustível poderia ser reduzido ainda mais se as companhias aéreas recebessem até mesmo um crédito financeiro modesto pela redução de emissões.

p Após algumas pesquisas do setor, a equipe também descobriu que as companhias aéreas podem estar dispostas a pagar um prêmio de até cinquenta centavos por galão porque todos os quatro biocombustíveis fornecem mais energia por unidade de volume, o que significa que um avião poderia voar mais longe em um tanque do mesmo tamanho.

p "O desenvolvimento de compostos à base de plantas que têm uma vantagem de desempenho sobre suas contrapartes à base de petróleo é um fator importante para determinar sua viabilidade de mercado, "disse Blake Simmons, coautor e Diretor de Ciência e Tecnologia do JBEI.

p Contudo, por mais promissores que sejam essas descobertas, levar a tecnologia de produção de biocombustíveis aos rendimentos padrão-ouro assumidos nessas simulações exigirá mais avanços.

p "Está claro que, para levar esses combustíveis à viabilidade comercial, precisamos de todas as mãos no convés, "Scown observou." Mas esta análise destaca a importância da multi-institucional, centros de pesquisa integrativos como o JBEI, porque nenhum grupo trabalhando em uma fase do processo sozinho pode fazer isso acontecer. "