I dirigenti dell'aviazione norvegese amano scherzare tra loro dicendo che quando Dio ha creato l'aviazione, pensava alla Norvegia.

La lunga costa del paese e l'interno montuoso rendono difficile il viaggio su strada convenzionale. Anche percorrendo distanze relativamente brevi nel popoloso sud della Norvegia, diciamo da Bergen a Trondheim, due grandi città costiere a 700 km di distanza, impiega fino a 12 ore in auto, ma solo un'ora in aereo.

Per tutti questi motivi e altri ancora, il governo norvegese ha fissato l'obiettivo che il 30% di tutto il carburante utilizzato in Norvegia entro il 2030 sarà costituito da biocarburanti prodotti in modo sostenibile. Per avviare questa transizione, il governo ha annunciato in ottobre che le compagnie aeree che operano nello spazio aereo norvegese dovranno utilizzare lo 0,5 per cento di biocarburanti nei loro carburanti entro il 2020.

Due ricercatori del programma di ecologia industriale dell'Università norvegese di scienza e tecnologia (NTNU) hanno deciso di esaminare come la produzione di biocarburanti per l'aviazione in Norvegia avrebbe influenzato il clima e altri aspetti ambientali identificati dagli obiettivi di sviluppo sostenibile delle Nazioni Unite, o SDG. Questi obiettivi sono stati sviluppati per guidare la transizione del mondo verso una società più sostenibile.

Hanno scoperto che produrre carburante per jet dai residui forestali sarebbe positivo per il clima, ma può mettere sotto pressione alcuni SDGs, come Fame Zero, Acqua pulita e servizi igienico-sanitari e consumo e produzione responsabili.

Le buone notizie, dicono i ricercatori, è che sapere questo ora consente ai responsabili politici e agli ingegneri di apportare miglioramenti tecnologici e della catena di approvvigionamento per ridurre gli effetti collaterali negativi. Questa conoscenza è particolarmente importante in quanto l'industria si sta avvicinando alla produzione di biocarburanti.

"Le opzioni per l'aviazione sono molto limitate, "dice Francesco Cherubini, l'autore senior del documento e un professore del programma di ecologia industriale. "Se vogliamo decarbonizzare l'aviazione, dobbiamo usare i biocarburanti. C'è molto potenziale qui".

L'articolo che descrive la loro ricerca, "Contributo del carburante per aerei dai residui forestali a molteplici obiettivi di sviluppo sostenibile, " è pubblicato in Sostenibilità della natura .

Due tecnologie e residui forestali norvegesi

Prima di tutto, i ricercatori hanno selezionato due diverse tecnologie che sono considerate pronte per il mercato.

La prima era una tecnologia di carburante per aviogetti, che utilizza un processo biochimico per trasformare i rifiuti in etanolo, che viene poi convertito in carburante per aerei. Il secondo si basa su un processo chiamato sintesi di Fischer-Tropsch, che utilizza le alte temperature per produrre una sorta di gas sintetico che viene poi convertito in un biocarburante liquido.

Hanno quindi scoperto quanti materiali di scarto potrebbero essere disponibili dalla gestione forestale norvegese, che attualmente in realtà non usa i residui forestali per niente. Sulla base di pratiche forestali in altri paesi nordici, i ricercatori hanno determinato che fino al 34% dei residui forestali totali in Norvegia potrebbe essere utilizzato per produrre biocarburanti per aviogetti.

Hanno quindi creato un modello che ha esaminato cosa accadrebbe se la Norvegia iniziasse a utilizzare i residui forestali per la produzione di carburante per aerei, con tutte le relative emissioni dirette e indirette nell'aria, acqua e suolo. Le buone notizie, hanno trovato, è che la Norvegia potrebbe potenzialmente produrre il 20% del consumo previsto di carburante per aerei del paese nel 2030 dai residui forestali, che è sulla buona strada verso l'obiettivo politico del paese del 30 per cento.

Ma i ricercatori volevano anche cercare potenziali problemi, pure. Quindi hanno eseguito il loro modello e hanno calcolato i loro numeri.

Benefici climatici a breve termine rispetto a quelli a lungo termine

I viaggi aerei emettono due diversi tipi di inquinamento che danneggiano il clima. I più conosciuti sono il CO ₂ emissioni derivanti dalla combustione di carburante per aerei.

Però, quando un jet viaggia nel cielo, l'aereo lascia anche una lunga scia di condensa, una scia di condensazione, che ha un effetto a breve termine sulle temperature del pianeta. La combustione di carburante per aerei crea anche aerosol e carbonio nero, che hanno anche un effetto a breve termine sul clima.

I ricercatori hanno deciso di esaminare come la combustione di biocarburanti prodotta utilizzando i due diversi processi avrebbe influenzato questi tipi di emissioni, chiamati Near Term Climate Forcers, o NTCF, perché possono influenzare il clima a breve termine ma non hanno un'influenza duratura sulle temperature globali.

Quello che hanno scoperto è che entrambi i tipi di biocarburanti hanno un impatto climatico relativamente inferiore rispetto ai combustibili fossili convenzionali da una prospettiva breve (20 anni) a una lunga (100 anni). Ma i benefici dei biocarburanti non erano così forti da una prospettiva a breve termine a causa delle NTCF.

Le scie di condensa hanno contribuito maggiormente alla riduzione dei benefici a breve termine dei biocarburanti, i ricercatori hanno scoperto. Però, i benefici climatici sono importanti nel contesto dell'obiettivo di stabilizzazione della temperatura a lungo termine concordato nel contesto degli accordi di Parigi. In media, L'uso del 20% di biocarburante nel settore dell'aviazione norvegese nel 2030 può ridurre gli impatti climatici di circa il 17%.

Collegamento dell'analisi agli obiettivi di sviluppo sostenibile

Prossimo, i ricercatori hanno esaminato come le diverse tecnologie dei biocarburanti influiscano sugli obiettivi di sostenibilità delle Nazioni Unite. Cherubini ha affermato che questa è stata una parte importante della loro analisi perché una tecnologia specifica può sembrare buona in termini di benefici climatici, ma potrebbe avere altri effetti negativi.

Se questi effetti negativi non sono noti, quindi i governi o le industrie potrebbero scegliere di investire in una tecnologia a beneficio del clima, solo per scoprire in una fase successiva che la tecnologia ha effetti collaterali negativi non intenzionali su altre aree ambientali di interesse. "La ricerca sulla sostenibilità gioca un ruolo chiave nel successo della nostra transizione energetica, soprattutto quando viene applicato alle nuove tecnologie prima della loro implementazione su larga scala, " Disse Cherubini.

Per tale motivo, lui e il suo collega e primo autore Otavio Cavalett hanno deciso di esaminare come nove degli SDG delle Nazioni Unite relativi all'ambiente sarebbero stati influenzati dalla produzione di biocarburanti.

Questi erano:Fame Zero, Buona salute e benessere, Acqua pulita e servizi igienico-sanitari, Energia conveniente e pulita, Città e comunità sostenibili, Consumo e produzione responsabili, Vita sott'acqua e vita sulla terra.

"Questo è uno dei primi documenti a fornire una panoramica di ciò che accadrà con gli SDG, " se viene impiegata una specifica tecnologia rispettosa del clima, " ha detto Cavaletti.

Per certi versi meglio dei combustibili fossili, ma c'è spazio per miglioramenti

Quando i ricercatori hanno esaminato il modo in cui i carburanti rinnovabili per aerei rispetto ai combustibili fossili esistenti, hanno riscontrato chiari benefici dalle energie rinnovabili quando si trattava di impatti climatici, Certo. Ma ci sono stati anche benefici per due SDGs, Energia conveniente e pulita, e Consumo e Produzione responsabili.

Però, una delle tecnologie rinnovabili esaminate ha avuto un impatto maggiore rispetto ai combustibili fossili per alcuni SDG. Come un esempio, Cavalett ha affermato che la raccolta dei residui forestali richiede carburante diesel per alimentare i camion e le macchine che raccoglieranno e trasporteranno i ramoscelli, abbaiare, cime degli alberi e altri residui che verrebbero convertiti in biocarburante. Ma bruciare diesel può causare la formazione di ozono e particolato a basso livello, che influiscono sugli SDG di buona salute e benessere.

Hanno anche scoperto che i diversi impatti ambientali si sommavano lungo le catene di approvvigionamento di energia e materiali necessari per produrre i biocarburanti.

Ciò significa che se i produttori utilizzano materie prime più pulite o forme di energia più pulite per produrre i biocarburanti, gli impatti diminuiranno di conseguenza, hanno detto i ricercatori.

Hanno scoperto che il processo di sintesi Fischer-Tropsch aveva impatti iniziali inferiori rispetto alla tecnologia alcol-carburante, ma che gli impatti della tecnologia alcol-carburante hanno beneficiato del miglioramento dell'efficienza del processo.

Le tecnologie dei biocarburanti hanno bisogno di aiuto, incentivi per spiccare il volo

Cherubini ha affermato che anche se i viaggi aerei contribuiscono al cambiamento climatico, ha anche valore per la società.

"Mettere in contatto le persone ha un valore, " ha detto. "Il fatto che le persone (in Europa) possano salire su un aereo e andare negli Stati Uniti in 6 ore ha un valore per la società".

Per tale motivo, Egli ha detto, i responsabili delle politiche dovrebbero prendere in considerazione l'idea di trovare modi per aiutare queste nuove tecnologie di biocarburanti a decollare, per così dire.

Ha sottolineato che l'umanità ha armeggiato con le tecnologie dei combustibili fossili per un secolo ormai, mentre le tecnologie rinnovabili per i biocarburanti sono ancora agli inizi.

"Il ruolo della ricerca sulla sostenibilità è molto importante nell'identificare i miglioramenti tecnologici necessari per ottenere benefici attraverso i diversi SDG e per realizzare una transizione sostenibile verso una società più verde, " ha detto. "La tecnologia può migliorare molto se teniamo presente questo".