Firefly Green Fuels sta trasformando le acque reflue trattate in carburante per aerei. La materia prima è gratuita, abbondante e sta per perdere la via di smaltimento su cui ha fatto affidamento per decenni.
Il settore dell'aviazione è il più difficile da decarbonizzare. Le batterie sono troppo pesanti per i voli a lungo raggio, l'idrogeno su larga scala è ancora lontano anni luce e i carburanti sostenibili attualmente disponibili dipendono per lo più da materie prime scarse. Pertanto, la ricerca di un carburante economico, abbondante e a basse emissioni di carbonio continua. Un'azienda di Bristol ritiene che la risposta si trovi alla fine di ogni impianto di depurazione del mondo.
Combustibili verdi Firefly Trasforma le acque reflue trattate, note nel settore come fanghi di depurazione, in carburante sostenibile per l'aviazione. L'azienda ha in fase di sviluppo il suo primo impianto nel Regno Unito a Harwich e un accordo di fornitura con Wizz Air del valore di quasi un miliardo di dollari. La materia prima utilizzata è quel residuo a cui la maggior parte delle persone preferirebbe non pensare.
Una materia prima trovata per eliminazione
Firefly Green Fuels è un'azienda nuova, ma la ricerca che l'ha generata non lo è. James Hygate, fondatore e amministratore delegato dell'azienda, ha avviato una precedente società, Green Fuels, nel 2003, che costruiva impianti per la produzione di biocarburanti in oltre 90 paesi utilizzando oli e grassi di scarto. I limiti di tale risorsa sono apparsi evidenti fin da subito.
Hygate ricorda di aver capito fin da subito che le materie prime erano limitate. L'azienda si era prefissata, a suo dire, "l'ambizioso obiettivo di decarbonizzare completamente il settore aeronautico", una sfida "di livello gigatonico". "Abbiamo esaminato ogni rifiuto, ogni materiale, ogni processo", ha affermato. Ogni opzione falliva per uno di questi tre motivi: era troppo costosa da produrre, non superava i test di sostenibilità o il processo era troppo complicato.
La biomassa umida continuava a emergere come possibile soluzione. Questa linea di pensiero ha portato il team a considerare le acque reflue, e Hygate si affretta a correggere l'ovvia supposizione su come sia nata l'idea.
"Non è che una mattina mi sia seduto in bagno pensando 'indovina un po', posso trasformare questo in carburante'", ha detto. "È stato un processo lungo e complesso per identificare questo come la materia prima ideale per produrre grandi quantità di SAF a basso costo."
Una via di smaltimento sta per essere chiusa
I fanghi di depurazione sono il prodotto finale della digestione anaerobica negli impianti di trattamento delle acque reflue. Per anni sono stati sparsi sui campi degli agricoltori. Questa pratica sta ora per chiudersi, ed è proprio questo il motivo per cui il tempismo di Firefly è ideale.
"L'attuale metodo di smaltimento sta scomparendo a causa di sostanze chimiche persistenti, microplastiche e metalli", ha affermato Hygate. "Quindi, in tutto il mondo, questo tipo di rifiuti sta gradualmente scomparendo, rappresentando un problema."
Questi contaminanti provengono dall'intera rete fognaria piuttosto che dal corpo umano. I fanghi di depurazione concentrano tutto ciò che sopravvive al trattamento, quindi i PFAS (le "sostanze chimiche eterne") si legano ai solidi, le microplastiche provengono da tessuti sintetici e imballaggi e i metalli principalmente dagli scarichi industriali. Rilevamenti di laboratorio più precisi e norme più severe hanno permesso di tenere sotto controllo il rischio, e alcune giurisdizioni ora Vietare completamente la richiesta di terreni per timore che i residui entrino nella catena alimentare.
I volumi coinvolti sono considerevoli. Il Regno Unito produce circa 1.1 milioni di tonnellate di solidi secchi all'anno, e la Germania, il maggiore produttore dell'UE, circa 1.85 milioni. Gli Stati Uniti ne producono molti di più, circa 7 milioni di tonnellate all'anno. Ognuna di queste tonnellate ora deve essere smaltita da qualche parte.
Nel Regno Unito, Hygate stima che i fanghi di depurazione potrebbero soddisfare circa un terzo del fabbisogno di carburante per veicoli elettrici (SAF) previsto per il 2040. All'estero, le cifre aumentano. Il partner statunitense di Firefly, l'azienda di fanghi di depurazione Synagro, ne lavora 16 milioni di tonnellate all'anno. "Se si riuscisse a convertire questa quantità in combustibili liquidi, si potrebbe raddoppiare la produzione statunitense di SAF", ha affermato.
Se si aggiungono i liquami animali e altri rifiuti umidi regolamentati, il limite massimo si alza ulteriormente. "È possibile decarbonizzare completamente il settore aeronautico, il che è davvero sbalorditivo", ha affermato Hygate. "Ci sono milioni e milioni di tonnellate di questo materiale là fuori, in pratica."
James Hygate pronuncia un discorso ad Ankara in occasione dell'annuncio dell'accordo con Altaca, azienda di ingegneria turca.
La pentola a pressione al centro di tutto
La conversione si basa sulla liquefazione idrotermale, o HTL, un processo che risale agli anni '1970. Hygate usa un'analogia di vita quotidiana per descriverlo.
"Nella sua forma più semplice, è come una pentola a pressione", ha spiegato. "Si introducono materiali umidi, quindi biomassa umida, e li si sottopone a una pressione relativamente elevata e a temperature moderate, fino al punto in cui l'acqua diventa reattiva e decompone il materiale presente."
Il prodotto finale è un biogreggio simile al greggio fossile, oltre a biochar e acqua. Il biogreggio viene poi sottoposto a idrotrattamento, una fase di raffinazione che l'industria petrolifera utilizza da un secolo. Hygate descrive questo processo chimico come una versione accelerata di un processo naturale.
"Pensate ai combustibili fossili: sono pur sempre biocarburanti, solo che la loro formazione richiede milioni di anni", ha affermato. "Questo è un modo per accelerare notevolmente il processo."
Un'analisi indipendente della Cranfield University ha stimato il risparmio di carbonio a 92% contro i combustibili fossili per aerei su base ciclo di vita. Tale cifra esclude qualsiasi cattura di carbonio. Poiché il biochar fissa il carbonio e poiché la fase HTL rilascia CO2 catturabile, Hygate vede ulteriori margini di miglioramento. "C'è il potenziale per arrivare a un combustibile effettivamente neutro o addirittura negativo in termini di emissioni di carbonio", ha affermato.
Perché le materie prime a costo negativo cambiano l'equazione finanziaria
L'aspetto economico dipende da dove si trova attualmente la materia prima. Le aziende idriche pagano per smaltire i fanghi di depurazione, quindi un acquirente che accetta il materiale risolve un problema crescente. Questo fornisce a Firefly una materia prima a costo negativo, alimentando un prodotto che le compagnie aeree acquisteranno in grandi quantità.
Le partnership che lo circondano sono costruite per ridurre il rischio. Firefly ha firmato un Contratto di fornitura di 15 anni con Wizz Air per 525,000 tonnellate di SAF, un accordo che si aggira intorno al miliardo di dollari, in aggiunta a un precedente investimento di 5 milioni di sterline da parte della compagnia aerea.
Le attività di raffinazione a valle si avvalgono della tecnologia di Chevron Lummus Global, in virtù di un accordo esclusivo.
Le unità HTL a monte provengono dalla società di ingegneria turca Altaca.
L'impianto commerciale sorgerà presso una raffineria esistente a Harwich di proprietà di Haltermann Carlessdove, secondo Hygate, l'80% delle infrastrutture è già presente.
"Abbiamo ridotto i rischi tecnologici utilizzando tecnologie collaudate", ha affermato. Un impianto dimostrativo è in costruzione e, a suo dire, "dovrebbe essere operativo entro la fine di quest'anno". L'impianto di Harwich dovrebbe entrare in produzione commerciale intorno al 2029, grazie a un round di finanziamento da 40 milioni di dollari guidato dal fondo SkiesFifty, che annovera Boeing tra gli investitori.
Il processo in sintesi
Prima le materie prime, poi il combustibile.
La politica si è mossa a favore di Firefly. Il mandato SAF del Regno Unito è già in corso e il Legge sui carburanti sostenibili per l'aviazione La legge è entrata in vigore nel marzo 2026, introducendo un meccanismo di certezza dei ricavi che garantisce ai produttori un prezzo fisso per un contratto di 15 anni. Hygate auspica un modello che funzioni anche senza tale supporto, in modo che l'approccio sia applicabile anche altrove. "Si può fare in un mercato incentivato, il che è davvero importante", ha affermato.
Ciò che distingue Firefly, secondo la sua analisi, è la direzione della domanda. Mentre la maggior parte delle aziende produttrici di SAF (Sustainable Aerospace Fuel) insegue materie prime scarse, Firefly riceve richieste da fornitori che desiderano disfarsi del materiale.
"Siamo guidati dalla disponibilità di materie prime", ha affermato Hygate. "Riceviamo richieste da parte di aziende interessate alla produzione di SAF (carburante aeronautico sostenibile)". Tra le aziende che hanno manifestato interesse figurano società di servizi pubblici negli Stati Uniti e in America Latina, tra cui la brasiliana Sanepar. "Esistiamo per decarbonizzare il settore dell'aviazione, ma in realtà risolviamo il problema del trattamento delle acque reflue".
Hygate ha già visto questo schema in passato. Green Fuels è cresciuta dopo che un'ordinanza del 2003 ha vietato l'uso di olio da cucina esausto nei mangimi per animali, immettendo sul mercato un materiale di scarto da un giorno all'altro. I fanghi di depurazione, sostiene, seguono la stessa logica su una scala molto più ampia. "Li produciamo tutti ogni giorno. Ce ne sono tantissimi", ha affermato.
Un peso che vale la pena portare
Una volta individuato il problema e la possibile soluzione, Hygate non è più riuscito a lasciarselo alle spalle. "Quando capisci di poter risolvere un problema così enorme, non puoi fare a meno di farlo", ha detto Hygate. "Ti assorbe completamente, è un peso davvero difficile da portare."
Il settore aeronautico lascia poche alternative. "Non si può fare altro con l'aviazione che non sia la SAF", ha affermato. "Ma al momento, di fatto, non esiste una SAF di seconda generazione."
Se le stime di Firefly si riveleranno corrette, un flusso di rifiuti prodotto quotidianamente in ogni paese potrebbe diventare una fonte importante di carburante per aerei a basse emissioni di carbonio, alleviando al contempo il problema dello smaltimento per il settore idrico. Il materiale che nessuno voleva potrebbe rivelarsi una soluzione energetica vincente.
