Aeroportos e portos marítimos adaptam-se para as energias renováveis

Para a União Europeia poder cumprir os seus objetivos de emissões líquidas nulas e se tornar uma economia com impacto neutro no clima até 2050, a indústria dos transportes terá de descarbonizar, e rapidamente. A aviação internacional e os transportes marítimos poderão ser responsáveis por quase 40% das emissões de gases com efeito de estufa (GEE) até meados do século.

Devido à crescente procura de transporte marítimo e aéreo de mercadorias, as descargas de GHG de navios e aviões, em particular, continuam a aumentar.

Na tentativa de mitigar as alterações climáticas de origem humana, ambas as indústrias estão à procura de novas fontes de energia com baixo teor de carbono, tais como o hidrogénio e a eletrificação. Embora se dê muita atenção aos aviões, barcos e navios mais limpos que estão a ser desenvolvidos, um desafio industrial talvez ainda maior é a criação das infraestruturas de que os portos e aeroportos precisarão para produzir, armazenar e bombear os combustíveis com baixas emissões. De acordo com Fokko Kroesen, que está a coordenar o projeto TULIPS financiado pela UE, os aeroportos têm muito a fazer para se prepararem para esta era vindoura, explorando formas de reduzir as emissões nos aeroportos.

Novos combustíveis

Os fabricantes de aeronaves estão a investir em novas tecnologias de combustível e propulsão, mas também esperam que os aeroportos estejam prontos para fornecer estes combustíveis, segundo Kroesen, conselheira sénior em sustentabilidade no Royal Schiphol Group, que opera o aeroporto de Schiphol e outros aeroportos nos Países Baixos. "Todo o sistema será muito diferente dos atuais abastecimentos baseados em querosene", afirmou. Através de projetos de demonstração em quatro aeroportos, a investigação do TULIPS sobre aeroportos inovadores e sustentáveis irá pôr à prova novas tecnologias verdes. Um roteiro para 2030 mostrará então aos aeroportos as melhores formas de fazer avançar a transição com baixo teor de carbono.

De acordo com Kroesen, a investigação sobre o fornecimento de energia às aeronaves está a avançar em duas direções. A primeira no sentido do combustível sustentável para a aviação produzido a partir de matérias-primas renováveis, como a biomassa, em vez do petróleo. A segunda é o fornecimento de energia para novas aeronaves que serão alimentadas por tecnologias que incluem baterias e hidrogénio.

Uma vez que os combustíveis para a aviação sustentável, ou o combustível de aviação convencional misturado sustentável e convencional, podem ser utilizados nos aviões atuais, estes podem colmatar a lacuna entre os aviões atuais e os do futuro que funcionarão com fontes de energia completamente diferentes. Isto é particularmente importante para fornecer alternativas de baixo carbono para voos intercontinentais, uma vez que as novas aeronaves movidas a hidrogénio ou com baterias apenas podem percorrer distâncias mais curtas.

Segundo Kroesen, poderá demorar muito tempo até serem desenvolvidos métodos de propulsão alternativos para voos intercontinentais. "Por isso pensamos que os combustíveis sustentáveis serão de facto necessários para permitir voos com emissões zero", disse.

Também no futuro, a maioria dos veículos de apoio em terra do aeroporto irão funcionar com baterias. Alguns equipamentos pesados, tais como os tratores utilizados para rebocar aviões nas pistas, poderão mesmo ter de ser alimentados por hidrogénio dadas as suas elevadas exigências energéticas.

Kroesen diz que isto coloca um grande desafio de infraestrutura para os aeroportos. No aeroporto de Schiphol, em Amesterdão, afirmou que "há uma procura crescente de eletricidade e a infraestrutura atual não é suficiente para o permitir".

Aeroportos mais ecológicos

Como resultado, o aeroporto está a investir em painéis solares e outras formas de energia renovável. O objetivo a longo prazo é que cada aeroporto produza mais energia do que a que utiliza, disse Kroesen. O desenvolvimento de um centro de energia inteligente ajudará a otimizar o fornecimento de eletricidade verde para lidar com as exigências concorrentes das várias aplicações.

Os aeroportos terão também de assegurar o fornecimento fiável de combustíveis para a aviação e hidrogénio sustentáveis. O TULIPS está a explorar não só a forma como os aeroportos podem gerar estes combustíveis, mas também formas de encorajar novas indústrias a produzi-los e fornecê-los.

Os combustíveis sustentáveis para a aviação são geralmente produzidos a partir de biomassa. Têm um perfil químico semelhante ao do combustível de aviação convencional produzido a partir do petróleo. Embora isto signifique que podem utilizar a mesma infraestrutura de armazenamento e abastecimento de combustível no aeroporto, isso não significa que a mudança seja simples.

O TULIPS está a analisar o custo e os aspetos práticos do combustível sustentável para a aviação, e como desenvolver incentivos eficazes para estimular a sua produção e utilização. Idealmente, a produção teria lugar perto dos aeroportos.

"O principal desafio que vemos para os combustíveis sustentáveis para a aviação é a expansão sustentável, a par com os atuais limites ao nível da tecnologia, dos recursos de produção e das matérias-primas para produzir estes combustíveis sustentáveis", disse Kroesen.

Para além das plantas e resíduos vegetais, os investigadores procuram criar combustíveis sustentáveis a partir do hidrogénio e carbono capturados do ar e da eletricidade. "A ideia é muito atraente porque é um tipo de circularidade: emitimos dióxido de carbono, mas imediatamente após a emissão vamos retirá-lo do ar e, juntamente com o hidrogénio, podemos criar um novo querosene sintético", explicou.

Ao contrário do combustível sustentável para a aviação, o hidrogénio exigirá uma infraestrutura totalmente nova para fornecimento, o armazenamento e o abastecimento de combustível. Não é possível simplesmente utilizar a infraestrutura do combustível de aviação convencional.

O hidrogénio é obtido pela sua separação da água utilizando eletricidade. Se a energia utilizada para esta eletrólise provém de fontes renováveis, o hidrogénio resultante é considerado uma fonte de energia verde. Será possível produzir hidrogénio nos aeroportos e nas proximidades, nos chamados vales de hidrogénio, zonas económicas que produzem hidrogénio verde consumido localmente.

Kroesen considera que a longo prazo, porém, essa produção local não será suficiente para satisfazer a procura. Isto deve-se a uma combinação de fatores, incluindo a disponibilidade limitada e o custo da eletricidade verde em alguns locais. Esta fonte de energia enfrentará também exigências concorrentes de outras indústrias.

"Veremos provavelmente uma mistura de hidrogénio produzido localmente e hidrogénio importado de áreas mais ricas em energia e com menos procura", disse Kroesen.

Portos inteligentes

Arne-Jan Polman, do Porto de Roterdão, explicou que a preparação dos portos para as potenciais misturas de combustível utilizadas pelos navios do futuro é um o processo complexo.

O maior porto marítimo da Europa, Roterdão, está a tentar tornar-se neutro em carbono até 2050. O porto criou o projeto MAGPIE financiado pela UE para definir o plano diretor de energia que permitirá a Roterdão e aos seus portos parceiros tornarem-se verdes em meados do século.

O porto irá transformar-se num porto verde inteligente, melhorando os atuais sistemas energéticos, desenvolvendo um novo sistema energético mais verde, mudando para combustíveis e matérias-primas não petrolíferas, e encorajando uma mudança para um transporte de mercadorias sustentável.

Os 45 parceiros do projeto pretendem criar um plano diretor de energia capaz de inspirar qualquer porto marítimo e fluvial da Europa que queira tornar-se verde.

Quando se trata de combustíveis, o MAGPIE concentra-se na eletricidade, no amoníaco, no hidrogénio e numa versão biocombustível de gás natural liquefeito (bio-LNG). "Pensamos que estas quatro fontes de energia desempenharão um papel importante no futuro", disse Polman. O metanol também terá um papel importante como combustível verde.

Tal como com o TULIPS, toda esta dinâmica encoraja a criação de novas cadeias de abastecimento de energia, a apresentação de tecnologias para a desenvolver biocombustíveis e a exploração de infraestruturas de combustível e necessidades de fornecimento.

As demonstrações do projeto incluirão a produção de bio-GNL baseada em portos, formas pró-ativas de gerir a procura de energia, abastecimento de amoníaco (entrega do combustível aos navios) e uma boia de carregamento offshore.

Energia inteligente

Polman diz que os portos precisam de mudar a forma como se veem a si próprios. "Já não é o papel tradicional do senhorio, mas mais o promotor do nosso próprio ambiente, o "realizador" da nova paisagem energética, significando que estamos a facilitar todo o processo inteligente de transição energética", disse. "O que precisamos de fazer é assegurar que estão reunidas as condições para as empresas investirem na nossa zona portuária".

Tal como nos aeroportos, existem outros veículos para além dos navios que terão de estar ligados ao abastecimento da nova forma de energia. Trata-se principalmente de batelões de curta distância, comboios e camiões que transportam mercadorias de e para o Porto de Roterdão a partir de plataformas regionais mais pequenas.

O MAGPIE terá de tentar prever o futuro cabaz energético e de se preparar para ele. Mas também se trata apenas de levar estes diferentes combustíveis a um ponto de maturidade tecnológica onde possam ser utilizados e estarem disponíveis para qualquer pessoa que deles necessite, segundo Polman. Depois disso, cabe à indústria e ao mercado decidir em que direção querem ir e onde querem investir. Os portos só precisam de estar prontos.

Os portos terão de dialogar com a indústria para aferir as suas necessidades e assegurar-se de que atraem os parceiros certos para cumprir os seus objetivos energéticos a longo prazo, em vez de procurarem rentabilidade económica a curto prazo. Têm também de estabelecer ligações com organismos governamentais, desde a UE aos municípios locais, para desenvolver licenças, regulamentos e subsídios para estimular o crescimento da indústria. "Temos de construir a paisagem", disse Polman.

A investigação neste artigo foi financiada pela UE. Este material foi originalmente publicado na Horizon, a Revista de Investigação e Inovação da UE.