Τα βιοκαύσιμα αποτελούν μια από τις βασικές στρατηγικές επιλογές για τη δραστική μείωση των εκπομπών στον τομέα των μεταφορών και ιδιαίτερα αυτού της ναυτιλίας και αεροπλοΐας καθώς είναι η πιο άμεση τεχνικά βιώσιμη λύση για μεγάλης κλίμακας θαλάσσιες και εναέριες μεταφορές.

Οι υδρογονωμένοι εστέρες λιπαρών οξέων (Hydroprocessed esters and fatty acids – HEFA) είναι η τεχνολογικά πιο ώριμη και οικονομικά πιο ανταγωνιστική τεχνολογία για την παραγωγή πράσινων καυσίμων για τις μεταφορές και προέρχονται από την υδρογόνωση φυτικών ελαίων, χρησιμοποιημένων λαδιών και λιπών. Τα βιοκαύσιμα τύπου HEFA αναμένεται να παραμείνουν τα κυρίαρχα εναλλακτικά καύσιμα τουλάχιστον μέχρι το 2030.

Ωστόσο, η συγκεκριμένη τεχνολογία δεν επαρκεί για να καλύψει από μόνη της την αυξανόμενη ζήτηση (που αναμένεται να κορυφωθεί έως το 2050) για ανανεώσιμα καύσιμα λόγω της περιορισμένης διαθεσιμότητας πρώτων υλών που δεν εγείρουν περιβαλλοντικούς/κοινωνικούς προβληματισμούς (πχ. βρώσιμη πρώτη ύλη, αλλαγή χρήσης γης). Έτσι, και με δεδομένη την στρατηγική που τίθεται από την Ευρωπαϊκή Ένωση για ανάπτυξη/χρήση προηγμένων βιοκαυσίμων (προερχόμενων από βιογενή υπολείμματα και απόβλητα), παρατηρείται ένα έντονο ενδιαφέρον σε παγκόσμιο επίπεδο για την ανάπτυξη τεχνολογικά και οικονομικά βιώσιμων λύσεων για την παραγωγή προηγμένων καυσίμων ναυτιλίας και αερομεταφορών.

Το Ερευνητικό έργο BioSFerA είχε ως σκοπό την ανάπτυξη μιας καινοτόμου ιδέας σε πιλοτική κλίμακα για την παραγωγή τέτοιων καυσίμων χρησιμοποιώντας ως πρώτη ύλη υπολειμματική βιομάζα και βιογενή απορρίμματα, μέσω ενός συνδυασμού θερμοκαταλυτικών και βιολογικών τεχνολογιών. Πιο συγκεκριμένα, εξετάστηκε η διβάθμια ζύμωση αερίου σύνθεσης προερχόμενου από αεριοποίηση βιομάζας για την παραγωγή μικροβιακού ελαίου, ενός πρωτότυπου μίγματος τριγλυκεριδίων που με την κατάλληλη υδρογόνωση μετατρέπεται σε ναυτιλιακό και αεροπορικό βιοκαύσιμο.

Οι πιλοτικές δοκιμές που έλαβαν χώρα κατά τη διάρκεια του έργου έγιναν για πρώτη φορά σε παγκόσμιο επίπεδο σε αυτή την κλίμακα. Από αυτές προέκυψαν ελπιδοφόρα συμπεράσματα για την αποτελεσματική λειτουργία των βακτηρίων να μετατρέπουν το αέριο σύνθεσης σε οξικό οξύ, και αυτό με τη σειρά του να μεταβολίζεται από κατάλληλους ζυμομυκήτες σε μικροβιακό έλαιο. Ένα από αυτά είναι η ανθεκτικότητα των μικροβίων στους ρύπους που εμπεριέχονται στο αέριο σύνθεσης από την αεριοποίηση βιομάζας, γεγονός που επιτρέπει τη σημαντική μείωση των σταδίων καθαρισμού του αερίου σε σχέση με αυτά που απαιτούνται για τη λειτουργία των ανάλογων καταλυτικών διεργασιών (πχ. Fischer-Tropsch).

«Το έργο BioSFerA αφήνει σημαντική κληρονομιά στον τομέα των προηγμένων τεχνολογιών βιοκαυσίμων, προσφέροντας μια πολύτιμη συνεισφορά στην αποτελεσματική μείωση των εκπομπών άνθρακα στις αερομεταφορές και τη ναυτιλία», αναφέρει ο Δρ. Κωστής Ατσόνιος, κύριος συνεργαζόμενος ερευνητής στο ΕΚΕΤΑ και συντονιστής του έργου. «Ένα από αυτά είναι το γεγονός ότι εισάγει το μικροβιακό έλαιο ως ένα νέο συστατικό για την παραγωγή υδρογονωμένων ελαίων σε μονάδες HEFA, αυξάνοντας σημαντικά το χαρτοφυλάκιο των διαθέσιμων πρώτων υλών που είναι συμβατά με την αναθεωρημένη οδηγία RED ΙII για τα ανανεώσιμα καύσιμα»

Το Ινστιτούτο Χημικών Διεργασιών και Ενεργειακών Πόρων (ΙΔΕΠ) του ΕΚΕΤΑ είχε καταλυτική συνεισφορά στο έργο, καθώς πέρα από το συντονισμό ανέπτυξε την τεχνολογία καταλυτικής υδρογονοκατεργασίας μικροβιακού ελαίου και επικύρωσε τη διεργασία σε επίπεδο ετοιμότητας τεχνολογίας TRL5, παράγοντας 300 λίτρα καυσίμων με πολύ καλά χαρακτηριστικά προκειμένου να χρησιμοποιηθούν σε ναυτιλιακούς και αεροπορικούς κινητήρες. Επιπλέον, πρωτοστάτησε στις οριζόντιες δράσεις για την περαιτέρω κλιμάκωση της τεχνολογίας αναπτύσσοντας υψηλής ποιότητας μοντέλα και αναλύσεις για την οικονομοτεχνική και περιβαλλοντική αξιολόγηση αυτής. Από τις αναλύσεις αυτές προέκυψε ότι η τεχνολογία του BioSFerA μπορεί να συμβάλλει κατά 50 έως 86% στη μείωση των αερίων του θερμοκηπίου σε σύγκριση με τα συμβατικά καύσιμα ενώ η εκτιμώμενη ελάχιστη τιμή πώλησης των βιοκαυσίμων ανέρχεται στα 1,83€/λίτρο για το αεροπορικό κλάσμα και 1,71€/λίτρο για το ναυτιλιακό, και μπορεί να θεωρηθούν ανταγωνιστικές συγκριτικά με άλλες τιμές τεχνολογιών παραγωγής προηγμένων βιοκαυσίμων, λαμβάνοντας υπόψιν και τα σημαντικά περιθώρια επιπλέον τεχνολογικής ωρίμανσης.

Το έργο BioSFerA έλαβε χρηματοδότηση από την Ευρωπαϊκή Ένωση στο πλαίσιο του προγράμματος Horizon 2020,  ολοκληρώθηκε τον Μάρτιο του 2024 και υλοποιήθηκε από μια κοινοπραξία 11 εταίρων από 6 χώρες της Ευρωπαϊκής Ένωσης. Συντονιστής του έργου ήταν το Ινστιτούτο Χημικών Διεργασιών και Ενεργειακών Πόρων του ΕΚΕΤΑ, ενώ εκτενές υλικό και περισσότερες πληροφορίες βρίσκονται στην ιστοσελίδα του έργου (https://biosfera-project.eu/).