Cada año, la industria de la aviación del país utiliza alrededor de 22 mil millones de galones de combustible para aviones, lo que produce alrededor de mil millones de toneladas de dióxido de carbono, o el 3% de las emisiones de dióxido de carbono del mundo. Debido a esto, tanto los investigadores como los formuladores de políticas consideran que la aviación es una industria llena de oportunidades para reducir las emisiones.
¿Una forma de reducir las emisiones? Reutilizar los residuos de la sociedad y convertirlos en combustible de aviación sostenible (SAF). En un nuevo artículo, un equipo de investigadores del Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico (PNNL) del Departamento de Energía descubrió que si hoy se construyeran refinerías de conversión de residuos en combustible cerca de los principales centros de viajes, Estados Unidos podría producir entre 3 y 5 mil millones de galones de SAF. de residuos cada año. Esos galones podrían reemplazar entre el 15% y el 25% del suministro anual de combustible para aviones del país.
«Hemos identificado lugares en los Estados Unidos donde los grandes aeropuertos están lo suficientemente cerca de los principales centros de producción de desechos donde se podrían construir estas refinerías SAF ahora mismo», dijo Timothy Seiple, científico computacional del PNNL y autor principal del artículo, que publicado en el verano de 2023 en ACS Sustainable Chemistry & Engineering.
Producir combustible para aviones a partir de residuos
Los desechos producidos por la sociedad moderna (como la basura doméstica, los restos de comida, el lodo de las plantas de tratamiento de agua o la materia vegetal no utilizada de la agricultura) contienen las mismas moléculas orgánicas que el petróleo crudo que se encuentra en las profundidades de la superficie de la Tierra. El petróleo crudo se forma a lo largo de millones de años a medida que el calor y la presión intensos alteran químicamente algas antiguas y pequeños organismos marinos. Hoy en día, los científicos han desarrollado tecnología que condensa esos millones de años en meras horas, produciendo petróleo «biocrudo» que luego puede refinarse y convertirse en combustibles para camiones diésel o aviones.
Pero los investigadores todavía están estudiando cómo se podría ampliar la tecnología y seguir siendo rentable. Una barrera para producir una cantidad significativa de SAF es el suministro de residuos en sí, conocidos como materia prima. En Estados Unidos, los residuos son abundantes.
En 2018, los estadounidenses produjeron casi 300 millones de toneladas de basura, o 4,9 libras por persona por día. Gran parte de esa basura es orgánica, incluidos restos de comida como cáscaras de frutas y verduras y sobras desechadas. Además de eso, las plantas de tratamiento de aguas residuales del país generan 7,6 millones de toneladas de biosólidos ricos en materia orgánica al año.
Un costo a considerar es el ambiental: ¿el carbono emitido por el transporte de SAF anularía el carbono ahorrado en el proceso de conversión de residuos en combustible? Para abordar esta cuestión, los investigadores observaron los principales centros productores de residuos y qué tan cerca están de los principales centros de viajes.
«Si las ciudades construyen instalaciones de conversión de residuos en combustible más cerca de los principales aeropuertos, es menos probable que se necesite infraestructura adicional para llevar las SAF a los aeropuertos», dijo Karthikeyan Ramasamy, ingeniero químico jefe de PNNL y coautor del artículo. Además, «reciclar la basura para convertirla en combustible significa que esa basura no será transportada en camiones a kilómetros de distancia a los vertederos y no se descompondrá, lo que libera metano», continuó.
Reemplazo del combustible de petróleo en los principales aeropuertos
Los investigadores se centraron en dos clases de desechos: desechos húmedos, que incluyen lodos de plantas de tratamiento de agua o estiércol de granjas, y desechos secos, incluidos restos de comida, madera, papel, desechos de jardín, plásticos y otros materiales que normalmente se tiran a la basura. .
La cantidad de ambos tipos de residuos tiende a aumentar con el tamaño de la población, lo que significa que las zonas más pobladas del país también producen la mayor cantidad de residuos. Los investigadores observaron la proximidad de estos centros productores de residuos a los grandes aeropuertos que utilizan mucho combustible. Los ejemplos incluyen aeropuertos en Los Ángeles, Nueva York, San Francisco, Chicago y Atlanta.
El aeropuerto LAX de Los Ángeles, por ejemplo, utiliza alrededor de 2 mil millones de galones de combustible para aviones por año. Según el análisis, 131 millones de galones de potencial de producción de SAF que se produzcan dentro de un radio de 60 millas de LAX podrían reemplazar alrededor del 7% del combustible anual para aviones de LAX.
Mientras tanto, en Chicago, el aeropuerto ORD utiliza menos combustible para aviones (alrededor de 1,1 mil millones de galones), pero el área circundante produce más desechos, que podrían usarse para crear 236 millones de galones de SAF o el 22% del combustible para aviones anual del aeropuerto.
En general, los investigadores descubrieron que las refinerías de SAF basadas en residuos en hasta 100 sitios en todo Estados Unidos podrían construirse lo suficientemente cerca de los aeropuertos para producir y transportar entre 3 y 5 mil millones de galones de SAF cada año, reduciendo la intensidad de carbono de la industria de la aviación. entre un 10% y un 18%.
«Los cinco principales aeropuertos utilizan más de mil millones de galones al año de combustible para aviones», dijo Seiple. «No tenemos suficientes desechos para reemplazar todo el combustible para aviones, pero esta podría ser una oportunidad inmediata para la descarbonización que podría orientarnos aún más hacia combustibles más sostenibles».
