Aviația nu se poate electrifica. Nici transportul maritim intercontinental, cel puțin nu cu tehnologia de acum. Densitatea energetică a bateriilor este de zeci de ori mai mică decât cea a kerosenului, iar o aeronavă de linie ar rămâne la sol sub greutatea propriei surse de energie. Din această constrângere fizică, nu dintr-o modă tehnologică, s-a născut interesul pentru combustibilii sintetici.
Ideea este să fabrici, plecând de la electricitate, exact aceleași molecule pe care le arde astăzi un motor cu ardere internă sau o turbină de avion. Nu un substitut, ci un produs identic chimic, care curge prin aceleași conducte, se depozitează în aceleași rezervoare și se arde în aceleași motoare.
Lanțul de producție, pas cu pas
Procesul are trei etape obligatorii, fiecare cu propriile pierderi.
Hidrogenul. Se obține prin electroliza apei, cu energie electrică din surse regenerabile — altfel întregul exercițiu își pierde sensul. Un electrolizor modern convertește în hidrogen aproximativ 65-75% din energia electrică primită. Restul se pierde ca și căldură, o parte recuperabilă.
Carbonul. Dioxidul de carbon necesar poate proveni din trei surse: captat direct din aer, captat din gazele de ardere ale unei instalații industriale, sau de origine biogenă, dintr-o fabrică de bioetanol ori dintr-o stație de biogaz. Captarea directă din aer este cea mai elegantă conceptual și cea mai scumpă în practică, pentru că dioxidul de carbon reprezintă doar o fracțiune infimă din atmosferă și trebuie concentrat cu efort energetic considerabil.
Sinteza. Hidrogenul și dioxidul de carbon reacționează, prin procedee cunoscute de aproape un secol. Ruta clasică trece printr-o etapă de gaz de sinteză și apoi prin sinteza Fischer-Tropsch, care produce hidrocarburi lichide separabile prin distilare în fracțiuni asemănătoare motorinei sau kerosenului. O rută alternativă produce mai întâi metanol, transformat ulterior în benzină sau folosit direct drept combustibil naval.
Randamentul, adevărata problemă
Dacă înmulțim randamentele fiecărei etape, rezultatul este descurajant. Din energia electrică inițială, ajunge sub formă de combustibil în rezervor între 40 și 50% în cazurile cele mai favorabile. Iar dacă acel combustibil este apoi ars într-un motor cu randament de 30-40%, energia mecanică obținută reprezintă în jur de 15% din electricitatea de plecare.
Comparația cu un vehicul electric, care păstrează 70-80% din energia inițială la roată, este necruțătoare. Din acest motiv, argumentul pentru e-fuels în automobilul de oraș este slab și rămâne slab indiferent cât de mult scad costurile.
Argumentul devine însă solid exact acolo unde alternativa nu există:
- Aviație de lungă distanță, unde combustibilul sintetic poate fi amestecat cu kerosen fosil în proporții crescătoare, fără modificarea aeronavelor.
- Transport maritim, unde metanolul sintetic și amoniacul sunt deja testate pe nave comerciale.
- Industrie chimică, unde hidrocarburile sunt materie primă, nu combustibil.
- Rezerve strategice și aplicații militare, unde densitatea energetică și logistica existentă cântăresc mai mult decât randamentul.
Economia și locul geografic al producției
Costul unui litru de combustibil sintetic depinde covârșitor de prețul energiei electrice, care reprezintă majoritatea structurii de cost. De aceea instalațiile propuse nu se construiesc lângă piețele de consum, ci acolo unde electricitatea regenerabilă este ieftină și abundentă: în Chile, în Maroc, în Peninsula Arabică, în Australia. Produsul finit, fiind lichid la temperatură normală, se transportă cu tancuri obișnuite — un avantaj enorm față de hidrogenul pur, care cere lichefiere la temperaturi criogenice sau conversie în amoniac.
Un al doilea factor economic este numărul de ore de funcționare. Un electrolizor scump care lucrează doar 2.000 de ore pe an, când bate vântul, produce hidrogen la un cost mult mai mare decât unul care funcționează 6.000 de ore. De aici interesul pentru amplasamente cu resurse complementare — solar ziua, eolian noaptea — și pentru contracte de achiziție care asigură un preț mic și stabil pe termen lung, o discuție care se leagă direct de modul în care instrumentele financiare pe termen lung stabilizează costul energiei pentru consumatorii mari.
Cadrul european de reglementare a împins deja lucrurile într-o direcție concretă, prin cote obligatorii de combustibil de aviație durabil care cresc treptat, cu o subcotă rezervată explicit combustibililor sintetici. Piața nu se naște, așadar, dintr-o cerere spontană, ci dintr-o obligație legală — ceea ce nu este o noutate în energie, dar merită spus deschis.
Ce rămâne de văzut este dacă instalațiile demonstrative de astăzi, cu producții măsurate în mii de tone pe an, pot scala până la milioanele de tone care ar conta cu adevărat. Chimia este rezolvată de mult. Costul energiei și disponibilitatea carbonului curat sunt cele care vor decide dacă avioanele vor zbura cândva cu aer, apă și electricitate.
