Uma nova análise conduzida pelo Laboratório Nacional de Energia Renovável dos Estados Unidos (NREL) projeta um papel significativo para a conversão de biomassa florestal em combustível sustentável de aviação (SAF) por meio da pirólise rápida catalítica (CFP) associada ao hidroprocessamento em refinarias. Utilizando uma abordagem inédita de otimização da bioeconomia, o estudo indica que, até 2040, essa rota tecnológica pode atender até 13% da meta norte-americana para SAF em 2050 e reduzir em até 16% a intensidade de carbono da atual matriz de combustível de aviação do país.
A pesquisa parte da integração dos dados do Billion Ton Study de 2023 sobre a disponibilidade de biomassa nos Estados Unidos com experimentos recentes que demonstraram, em escala de laboratório, todo o processo de conversão de resíduos florestais em SAF via CFP e posterior hidroprocessamento. O estudo também considera a atual infraestrutura de hidrocraqueamento das refinarias norte-americanas, avalia diferentes cenários de coprocessamento e propõe o redirecionamento dessas unidades para operar com bio-óleos oriundos de biomassa.
Os resultados sugerem que, com o aproveitamento de até 207 milhões de toneladas secas por ano de biomassa florestal, seria possível atingir uma produção de até 4,6 bilhões de galões de SAF anualmente. Isso representa um salto expressivo frente à produção atual de SAF nos EUA, estimada em apenas 15,8 milhões de galões. O estudo ainda antecipa que essa produção começaria a exceder as metas intermediárias de 3 bilhões de galões até 2030.
Além do SAF, a rota CFP gera coproductos relevantes, como blendstocks de gasolina e diesel renováveis e até 70 TWh por ano de eletricidade renovável. Se aproveitados de forma integrada, esses co-produtos poderiam abastecer até 5% da demanda estadunidense por combustíveis de transporte e 2% da geração elétrica do país, sinalizando o potencial multifacetado da tecnologia.
Para viabilizar economicamente essa cadeia, o modelo aplicou simulações que indicam que a colocação dos módulos de pirólise junto a refinarias existentes, com o redirecionamento das unidades de hidrocraqueamento, é a estratégia mais custo-eficiente. O estudo demonstrou que essa opção supera economicamente a implantação de biorrefinarias independentes, ao reduzir substancialmente os investimentos em utilidades e equipamentos já existentes.
Apesar de maiores custos iniciais, o redirecionamento total das unidades de hidrocraqueamento foi preferido sobre o coprocessamento. Isso se deve ao fato de que os óleos oriundos da pirólise possuem temperaturas de hidrocraqueamento ótimas mais baixas (em torno de 370 °C) em comparação às exigidas para os fósseis (cerca de 450 °C), tornando vantajosa a separação dos fluxos para maximizar o rendimento de SAF.
A análise também destaca áreas críticas que devem ser aprimoradas para acelerar a transição da escala de laboratório para a produção comercial. Entre elas estão a melhoria no rendimento de carbono para SAF, a redução dos custos de matérias-primas e o barateamento da adaptação de refinarias para uso de bio-óleos. Há ainda a perspectiva de incorporar resíduos urbanos e agrícolas como matéria-prima, ampliando ainda mais a escala possível para essa rota.
Para o NREL, o estudo representa um passo importante ao integrar dados experimentais de tecnologias emergentes com as capacidades existentes da infraestrutura industrial. Uma evolução futura do modelo inclui transformá-lo em plataforma de código aberto, expandindo sua aplicabilidade e aprimorando o planejamento estratégico da bioeconomia de forma colaborativa.
Com desafios complexos e prazos ambiciosos para descarbonizar o transporte aéreo, a rota via CFP pode se consolidar como peça-chave para atingir metas climáticas, aproveitando resíduos abundantes e reduzindo a dependência de matérias-primas de alto valor e pouca escala como óleos vegetais e gorduras.
