Emissões de carbono dos combustíveis sustentáveis para aviação: como medir as reduções de emissões ao longo do ciclo de vida

A alegação de 50% a 80%: o que significa a redução das emissões de carbono com o uso de combustível de aviação sustentável?

As companhias aéreas e os produtores de combustível de aviação sustentável (SAF) citam quase constantemente a alegação de que “háuma redução de 50% a 80% nas emissões ao longo do ciclo de vida em comparação com o combustível de aviação tradicional”. Embora o número seja real, ele precisa ser contextualizado.

O valor é resultado de uma análise do ciclo de vida (ACV), que compara a intensidade de carbono do combustível de aviação sustentável (SAF), do berço à fase de voo, com uma linha de base de combustível de aviação convencional de aproximadamente 89 gCO₂e/MJ, de acordo com a estrutura CORSIA.

O que a maioria das pessoas não percebe é que“50-80%” é um intervalo, não um valor único. Uma rota HEFA com óleo de cozinha usado pode alcançar uma redução de cerca de 80%. Uma rota baseada em culturas agrícolas que leve em conta a mudança indireta no uso da terra pode ficar na faixa de 30 a 50%. Uma rota “power-to-liquid” (PtL) que utilize eletricidade renovável poderia, teoricamente, ultrapassar 90% ou ficar abaixo de 50%, caso a rede elétrica ainda tenha uma grande participação de combustíveis fósseis.

No fim das contas, a porcentagem de redução é o resultado de um cálculo do ciclo de vida, e não uma propriedade inerente ao combustível. Basta alterar a matéria-prima ou a fonte de energia, ou ajustar os limites de contabilização, para que o número mude. Saber o que motiva essa mudança é fundamental para as equipes de conformidade da aviação e para os compradores de combustível.

Mais uma coisa: quando o SAF é queimado, ele libera dióxido de carbono pelo escapamento, assim como o combustível fóssil para aviões. A“redução” é um argumento baseado na contabilidade do ciclo de vida. No caso do SAF biogênico, o carbono da matéria-prima foi absorvido da atmosfera durante o crescimento, de modo que o impacto líquido é menor em toda a cadeia de suprimentos. Para combustíveis sintéticos produzidos por meio do processo “power-to-liquid”, o carbono é capturado da atmosfera ou de uma fonte industrial antes de ser convertido em combustível. Nenhuma dessas afirmações se aplica ao próprio processo de combustão.

Como são medidas as emissões ao longo do ciclo de vida do SAF

Para avaliar o benefício climático de qualquer rota de combustíveis alternativos sustentáveis (SAF), é preciso compreender a metodologia. Quais emissões são contabilizadas, em quais etapas e em relação a qual linha de base? Veja a seguir como determinar isso:

O Limite do Ciclo de Vida

A análise do ciclo de vida do SAF utiliza o limite “do poço à rasta” (WtWa), o equivalente na aviação do conceito “do poço à roda”. Assim, ela abrange todas as etapas do processo: cultivo ou coleta da matéria-prima, transporte da matéria-prima, produção/refino do combustível, distribuição do combustível e combustão no motor da aeronave.

Algumas estruturas também incluem emissões indiretas decorrentes da mudança no uso da terra. Se uma matéria-prima para biocombustível substituir culturas alimentares, a produção de alimentos terá que ocorrer em outro lugar, possivelmente em terras recém-desmatadas. Essas emissões secundárias são estimadas por meio de modelos de mudança indireta no uso da terra (iLUC) e constituem um dos fatores mais contestados na contabilização do ciclo de vida dos combustíveis sustentáveis de origem agrícola (SAF).

A linha de base também é importante. CORSIA cerca de 89 gCO₂e/MJ como referência para combustíveis convencionais. A Diretiva RED II da UE utiliza um valor ligeiramente diferente. Felizmente, a porcentagem de redução é fácil de calcular: basta subtrair a intensidade de carbono do ciclo de vida do SAF da linha de base, dividir pelo valor da linha de base e expressar como porcentagem.

A fórmula é a seguinte: (IC de referência – IC do SAF) ÷ IC de referência = porcentagem de redução.

Fases do ciclo de vida e o que influencia as emissões em cada uma delas

Cada etapa do ciclo de vida contribui de maneira diferente para o valor final da intensidade de carbono.

• Produção de matéria-prima: Essa é a maior fonte de variação. Para os SAF à base de culturas que utilizam óleo de soja ou outros óleos vegetais, essa etapa envolve insumos de cultivo (fertilizantes, irrigação, maquinário), emissões decorrentes do manejo da terra e mudança direta no uso da terra. Para os SAF à base de resíduos, como óleos residuais (por exemplo, óleo de cozinha usado — UCO), gorduras animais ou resíduos agrícolas, a etapa de produção de matéria-prima é mínima. Não há ônus de cultivo, pois a matéria-prima já existe como subproduto de outra atividade.
• Transporte de matérias-primas: Esse fator inclui a distância e a metodologia utilizadas desde o ponto de coleta até a refinaria. Geralmente, sua importância é mínima, contribuindo com menos de 5% da intensidade de carbono ao longo do ciclo de vida. No entanto, pode ser relevante no caso de matérias-primas adquiridas globalmente.
• Produção de combustível: É nesse ponto que as tecnologias de produção de SAF divergem. Atualmente, o HEFA (ésteres e ácidos graxos hidroprocessados) é a via comercial dominante. A síntese de Fischer-Tropsch (FT), o processo “alcohol-to-jet” (AtJ) e o “power-to-liquid” (PtL) apresentam, cada um, diferentes demandas energéticas e eficiências de conversão, o que afeta a intensidade de carbono ao longo de seu ciclo de vida.
• Distribuição: Isso abrange o transporte da refinaria até o aeroporto. Geralmente, representa uma parcela menor.
• Combustão: Todos os tipos de SAF liberam CO₂ quando queimados. No caso dos SAF biogênicos, o cálculo do ciclo de vida considera as emissões líquidas de combustão como zero ou quase zero, pois o carbono presente na matéria-prima foi previamente absorvido da atmosfera. No caso dos SAF sintéticos (PtL), o carbono foi capturado da atmosfera ou de uma fonte industrial durante a produção global de SAF.

Trajetórias do SAF e suas porcentagens de redução de emissões

Cada uma das principais rotas de produção resulta em uma variação diferente de reduções de emissões ao longo do ciclo de vida. A rota escolhida determina se um combustível se qualifica, de fato, para os esquemas de conformidade.

HEFA — Ésteres e ácidos graxos hidrogenados

A HEFA representa cerca de 95% da produção global de SAF. A empresa submete gorduras e óleos a um processo de hidrotratamento para transformá-los em um combustível “drop-in” compatível com a infraestrutura existente de aeronaves e aeroportos, sem a necessidade de modificações.

Dito isso, as porcentagens de redução dependem quase inteiramente da matéria-prima:

• Óleo de cozinha usado (UCO): Essa matéria-prima permite uma redução de 70 a 85%, pois não gera emissões decorrentes do cultivo nem impacto decorrente da mudança no uso da terra. É a via comercial mais limpa para a produção de HEFA.
• Gorduras animais / sebo: Essa matéria-prima permite uma redução de 60 a 80%. Por ser derivada de resíduos, a lógica é semelhante à do óleo de cozinha usado (UCO). É uma opção viável em termos de rotas comerciais de HEFA.
• Óleo de soja / óleo de canola: Essa matéria-prima resulta em uma redução de 40 a 60% antes da aplicação dos fatores iLUC. No entanto, esses números podem cair para 20 a 40% com a consideração dos fatores iLUC. Por isso, não é a melhor matéria-prima.
• Óleo de palma: Essa matéria-prima apresenta grande variabilidade e costuma ser excluída. Se a produção envolver desmatamento ou conversão de turfeiras, as emissões ao longo do ciclo de vida podem exceder as do combustível convencional.

A escolha da matéria-prima é a variável determinante no processo HEFA, e é por isso que as alegações de marketing sobreo “SAF” que não especificam a matéria-prima dizem muito pouco.

Fischer-Tropsch (FT) / Gaseificação

Os processos de conversão direta (FT) gaseificam matérias-primas sólidas, como resíduos sólidos urbanos, resíduos agrícolas e resíduos florestais, transformando-as em gás de síntese, que é então sintetizado para produzir combustível de aviação. A conversão direta de biomassa proveniente de resíduos pode alcançar uma redução de 70% a 90%, com baixas emissões da matéria-prima e, potencialmente, intensidade de carbono negativa, caso a biomassa seja de fato derivada de resíduos.

O FT à base de combustíveis fósseis com captura e armazenamento de carbono se enquadra em uma categoria diferente. Alguns marcos regulatórios nem sequer o reconhecem como SAF. No entanto, ele ainda pode ajudar a alcançar emissões líquidas de carbono zero.

Álcool para aviação (AtJ)

A AtJ converte etanol ou isobutanol em combustível de aviação.

A redução do ciclo de vida depende da fonte de álcool. O etanol de cana-de-açúcar alcança reduções maiores do que o etanol de milho. A faixa típica é de 50% a 80%, dependendo da fonte e da energia utilizada no processo.

Power-to-Liquid (PtL) / Combustíveis eletrônicos

A PtL utiliza hidrogênio verde produzido por eletrólise a partir de eletricidade renovável, combina-o com CO₂ proveniente da captura direta do ar ou de fontes industriais e o sintetiza em combustível de aviação por meio das rotas FT ou de metanol para combustível de aviação.

A redução teórica das emissões de gases de efeito estufa chega a 85–95%+ quando a eletricidade utilizada ao longo de todo o percurso é totalmente renovável e o CO₂ é obtido por captura direta do ar. No entanto, se a rede elétrica ainda apresentar uma parcela significativa de energia fóssil, a redução ao longo do ciclo de vida pode cair para menos de 50%.

Atualmente, a via PtL é a mais cara e ainda está abaixo da escala comercial, mas as metas do programa ReFuelEU da UE incluem uma meta específica para o SAF sintético, com início em 1,2% a partir de 2030. Isso provavelmente impulsionará a implantação do SAF nessa direção, já que a demanda por combustível de aviação se adapta às regulamentações.

Por que as porcentagens de redução de emissões dos combustíveis sustentáveis para aviação variam tanto

Duas empresas podem produzir SAF com o mesmo equipamento de produção, mas o SAF produzido pode apresentar porcentagens de redução de emissões ao longo do ciclo de vida muito diferentes.

Além das diferenças nas matérias-primas, isso se deve ao fato de que:

• Mudança indireta no uso da terra (iLUC): Ao incluir a iLUC, é possível reduzir a redução declarada de uma trajetória em 20 a 30%. CORSIA a iLUC para a maioria das matérias-primas de origem agrícola, mas outros regimes não o fazem. Isso gera diferenças significativas no desempenho do mesmo combustível entre os diversos regimes de conformidade.
• Fonte de energia na refinaria: Uma refinaria HEFA que opera com energia renovável apresenta um índice de intensidade de carbono menor do que uma que opera com uma rede elétrica fortemente dependente de combustíveis fósseis, mesmo que a matéria-prima seja idêntica. Dessa forma, a fonte de energia utilizada na refinaria é um fator determinante na redução das emissões da aviação.
• Metodologia e Estrutura Contábil: CORSIA a metodologia de Análise do Ciclo de Vida (LCA) da Organização Internacional da Aviação Civil (ICAO), conforme o Anexo 16, Volume IV. A RED II e o ReFuelEU da UE utilizam seus próprios valores padrão. A Lei de Redução da Inflação por Combustíveis Sustentáveis dos EUA (Seção 40B, em transição para a 45Z) utiliza o modelo GREET desenvolvido pelo Laboratório Nacional de Argonne. O mesmo caminho de produção pode gerar diferentes porcentagens de redução em cada estrutura, criando desafios para os produtores que desejam obter certificação em vários mercados ao mesmo tempo.
• Alocação de coprodutos: Ao contrário do combustível de aviação tradicional, a produção de SAF frequentemente gera coprodutos, como diesel renovável, nafta e propano. A forma como as emissões ao longo do ciclo de vida são distribuídas entre esses coprodutos também pode afetar o valor da intensidade de carbono específico do SAF.

Por que isso é importante: o panorama regulatório e político para as emissões de combustíveis sustentáveis para a aviação (SAF)

A porcentagem de redução é mais do que um indicador ambiental. De acordo com as políticas atuais relativas aos combustíveis alternativos sustentáveis (SAF) nos principais regimes de conformidade, ela determina o valor da conformidade e, em alguns casos, a receita proveniente de créditos fiscais.

CORSIA

O Esquema de Compensação e Redução de Carbono para a Aviação Internacional (CORSIA) da ICAO exige que as companhias aéreas compensem ou reduzam o aumento das emissões acima de uma linha de base de 2019–2020. O combustível sustentável para aviação (SAF) que atenda aos critérios de sustentabilidade CORSIA e alcance uma redução de pelo menos 10% nas emissões ao longo do ciclo de vida (líquidas de iLUC) é considerado válido para fins de conformidade. Porcentagens de redução mais elevadas geram maior valor de conformidade por tonelada de combustível utilizada.

CORSIA 1 CORSIA (2024–2026) já é obrigatória para os 126 países participantes. As companhias aéreas enfrentam uma otimização em três frentes: adquirir combustível sustentável para aviação (SAF), comprar créditos de carbono CORSIA ou utilizar combustível de aviação com menor emissão de carbono (LCAF). A combinação ideal depende dos dados verificados de intensidade de carbono (CI) para cada opção e de seus custos relativos.

Lei de Redução da Inflação dos EUA (IRA)

O crédito fiscal para combustíveis alternativos sustentáveis (SAF) da IRA — originalmente previsto na Seção 40B, mas em transição para a Seção 45Z — oferece US$ 1,25 a US$ 1,75 por galão para SAFs que alcancem uma redução de pelo menos 50% nas emissões ao longo do ciclo de vida.

O valor do crédito varia de acordo com a porcentagem de redução, o que significa que um projeto que alcance 75% de redução gera mais receita por galão do que um que alcance 55%. Portanto, a medição precisa do ciclo de vida não é apenas uma questão de conformidade. Ela também determina o valor do crédito fiscal e o potencial de receita.

No momento da redação deste artigo, o Departamento de Energia utiliza o modelo GREET para os cálculos relativos à IRA. Dito isso, a transição para o 45Z e os detalhes das políticas associadas continuam em evolução.

ReFuelEU Aviation da UE e RED II

A diretiva ReFuelEU estabelece porcentagens mínimas de mistura de combustível de aviação sustentável (SAF) para voos com partida de aeroportos da UE: 2% a partir de 2025, aumentando gradualmente até 70% em 2050. Uma meta específica para o SAF sintético (PtL) começa em 1,2% em 2030.

O RED II estabelece critérios de sustentabilidade e limites de redução de emissões de gases de efeito estufa que os combustíveis devem cumprir para serem considerados renováveis. Ambos os marcos regulatórios geram uma demanda por dados verificados do ciclo de vida, uma vez que as companhias aéreas e os fornecedores de combustível precisam comprovar que seus combustíveis sustentáveis para aviação (SAF) atendem aos limites de redução.

Além do SAF: O surgimento do combustível de aviação com menor emissão de carbono (LCAF)

O combustível de aviação com menor pegada de carbono (LCAF) é um combustível de aviação convencional produzido a partir do petróleo bruto com intensidade de carbono na fase de produção inferior à média. Em outras palavras, ele não substitui a matéria-prima fóssil. Em vez disso, reduz as emissões associadas à sua extração e refino.

No âmbito CORSIA, o LCAF que atenda aos critérios de elegibilidade pode contribuir para o cumprimento das obrigações das companhias aéreas. Para as companhias aéreas, o LCAF é atraente porque é mais barato que o SAF e não exige nenhuma alteração nas aeronaves existentes nem na infraestrutura aeroportuária. Uma metodologia está passando pelo processo CORSIA , mas representa uma convergência direta entre o CI do petróleo, a conformidade da aviação e os dados de carbono.

A equação de conformidade para as companhias aéreas é composta pelo SAF (alta redução, custo mais elevado), combinado com o LCAF (redução moderada, custo mais baixo) e créditos de carbono (flexíveis, custo variável). Avaliar essa relação de trade-off requer dados integrados sobre a intensidade de carbono dos combustíveis e a qualidade dos créditos de carbono, e Sylvera ajudar nesse sentido.

Onde Sylvera

Sylvera oferece classificações independentes, dados de mercado e avaliações de intensidade de carbono para créditos de carbono e commodities de baixo carbono. No setor de aviação, nossos serviços abrangem ambos os lados da equação de conformidade.

No que diz respeito aos combustíveis, nosso produto “Avaliação da Intensidade de Carbono” oferece verificação da intensidade de carbono (CI) em nível de instalação para produtores de combustíveis, incluindo rotas de produção de combustíveis sustentáveis (SAF). Nossa metodologia padronizada permite comparações equivalentes entre produtores, matérias-primas e rotas de produção. Para produtores de SAF que buscam atender a vários regimes de conformidade simultaneamente, Sylvera a CI de acordo com os marcos CORSIA, RED II/ReFuelEU e IRA/GREET a partir de uma única entrada de dados. Isso elimina a necessidade de estudos separados para cada regime.

Nosso produto Commodity Insights oferece uma análise comparativa em nível de mercado entre produtores de combustível, permitindo que companhias aéreas e compradores de combustível comparem fornecedores de combustível sustentável (SAF) com base no impacto de carbono (CI) verificado ao longo do ciclo de vida, em vez de alegações de marketing. No que diz respeito aos créditos de carbono da carteira de conformidade, a plataforma Market Intelligence Sylvera abrange dados sobre preços e qualidade dos créditos de carbono, incluindo créditos CORSIA.

Para atingir emissões líquidas zero no setor de aviação, é preciso contar com dados confiáveis. Seja você uma companhia aérea otimizando uma estratégia de conformidade, um produtor de combustível sustentável para aviação (SAF) comprovando sua vantagem em termos de carbono ou um investidor em financiamento climático avaliando os riscos da implantação do SAF, dados de qualidade sobre o ciclo de vida levam a decisões de qualidade.

Solicite uma demonstração para ver como os dados de intensidade de carbono Sylvera apoiam sua estratégia de aquisição de combustíveis sustentáveis para aviação (SAF) e de conformidade no setor de aviação.