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10 noviembre 2022

El reto de los nuevos combustibles verdes para los aviones

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Cada vez volamos más y con mayor frecuencia. La multiplicación de esos vuelos tiene un coste: la huella de carbono de la aviación comercial es cada vez mayor, justamente cuando es más imperativo reducirla. De hecho, la aviación comercial supone en la actualidad en torno al 3% de las emisiones de gases invernadero totales. Si no se toman medidas, se prevé que este porcentaje crezca entre cuatro y seis veces para el año 2050. Ante este escenario, la mayoría de los agentes implicados—tanto científicos como dirigentes de la industria aeronáutica— apuntan a que la mejor y, en realidad, la única alternativa viable a corto plazo son los denominados combustibles de aviación sostenibles (SAFs por sus siglas en inglés).

Desde un punto de vista químico, los SAFs son combustibles prácticamente análogos al queroseno que impulsa a los aviones. Solo se diferencian en que en lugar de tener un origen fósil, se obtienen a partir de biomasas renovables, concretamente residuos de naturaleza orgánica (alimenticios, agrarios, forestales, urbanos, …). De ahí que la huella de carbono asociada sea, en principio, mucho menor.  

Biomasas para rebajar la huella de carbono

Esta afirmación, sin embargo, requiere ciertos matices. Por un lado, la similitud en la composición química permite mezclar los SAFs con el queroseno y ser quemados en los motores de los aviones, donde liberan el mismo CO2 a la atmósfera que el combustible convencional. Por otro lado, al obtenerse a partir de depósitos fósiles, este combustible tradicional pone en circulación carbono hasta entonces almacenado en el subsuelo. 

Reciclar los residuos alimenticios para obtener SAFs supondría una reducción del 165% en la huella de carbono neta de la industria aeronáutica. Crédito: Justin Bredlau

Por el contrario, los SAFs se limitan a devolver a la atmósfera el carbono previamente secuestrado por las biomasas de las que se obtiene. O también puede suceder que conviertan en combustible unos residuos que, de otro modo, acabarían siendo incinerados, liberando CO2 en el proceso. O, peor aún, almacenados en grandes cantidades en vertederos donde fermentarían, emitiendo a la atmósfera gran parte de su carbono en forma de gas metanoun gas con un efecto invernadero mucho más potente que el CO2—. Ambas circunstancias justifican que la huella neta de los SAFs sea mucho menor que la del queroseno, aunque sigan siendo combustibles que generan emisiones. 

Solo en EEUU, por ejemplo, millones de toneladas de residuos alimenticios son acumulados en vertederos. Se estima que reciclar estos residuos como materia prima para obtener SAFs supondría una reducción del 165% en la huella de carbono neta de la industria aeronáutica. La disponibilidad de materia prima se convierte, además, en otra de las grandes ventajas de los combustibles sostenibles. Según el Departamento de Energía estadounidense, cada año podrían llegar a recogerse hasta 1.000 millones de toneladas de esas biomasas renovables (residuos orgánicos alimenticios, residuos agrarios y forestales, aguas residuales, aceites y grasas de cocinas profesionales y domésticas, algas, etc.). Una cantidad que permitiría producir biocombustibles como para cubrir toda la demanda de la industria aeronáutica de EEUU, y aún habría excedentes para emplear en otros medios de transporte o como producto de partida para la industria química.

Fermentación controlada en biorreactores

A la hora de obtener estos biocombustibles sostenibles, las distintas biomasas son sometidas a procesos similares en todos los casos. Por ejemplo, en el caso del biocombustible que elabora la compañía Alder Fuels a partir de residuos alimenticios y urbanos, el primer paso es someterlos a una fermentación bacteriana en grandes biorreactores para convertirlos en una mezcla de ácidos grasos volátiles. A continuación estos ácidos grasos son sometidos a diversas transformaciones químicas relativamente sencillas para obtener una mezcla de hidrocarburos de cadena larga que finalmente son destilados para separar las distintas fracciones. Este último es el proceso análogo al que se sigue para obtener los combustibles fósiles, como el queroseno, a partir del petróleo.

BBVA-OpenMind-Barral-combustibles verdes aviones_2 Los biocombustibles pueden elaborarse a partir de residuos alimenticios y urbanos fermentados en grandes biorreactores y sometidos a transformaciones químicas. Crédito: Wikimedia Commons
Los biocombustibles pueden elaborarse a partir de residuos alimenticios y urbanos fermentados en grandes biorreactores y sometidos a transformaciones químicas. Crédito: Wikimedia Commons

Pero no todo son ventajas. Hay dos inconvenientes fundamentales que impiden que, al menos de momento, los SAFs puedan ser producidos a gran escala para reemplazar a los actuales combustibles fósiles de forma efectiva. Por un lado, su elevado coste. A día de hoy producir SAFs es de 2 a 4 veces más caro que producir queroseno, y los expertos dudan que puedan llegar siquiera a equipararse los costes, al menos a medio plazo. Aún si se asumiera este sobrecoste como un mal necesario, se necesitaría crear miles de nuevas plantas de producción, o readaptar las fábricas y refinerías actuales, para cubrir la demanda total. De hecho, cada vez más compañías aeronáuticas están comenzando a recurrir a la limitada producción disponible, combinada con queroseno en mezclas de hasta un 50%.

Otras alternativas a largo plazo

La necesidad de reducir las emisiones de carbono está llevando también a investigar y desarrollar otras tecnologías alternativas que permitan disponer de aviones propulsados por energías limpias, y cuya posible implementación solo se contempla a medio y largo plazo. Una de ellas, los aviones eléctricos, a imagen y semejanza de los automóviles. El gran problema en este caso es que, con la tecnología actual, un Boeing 737 necesitaría una batería de litio de un mínimo de 600 toneladas para generar la energía suficiente para un vuelo medio —diez veces más de lo que pesa el propio avión con sus tanques de combustible— por lo que, para hacerlo viable, es imprescindible, primero, desarrollar una nueva generación de baterías mucho más compactas. Aún así, se asume que el empleo de esta fuente de energía deberá limitarse a aerotaxis y a trayectos cortos. 

BBVA-OpenMind-Barral-combustibles verdes aviones_3 Uno de los inconvenientes que impiden que los SAFs puedan ser producidos a gran escala para reemplazar a los combustibles fósiles es su elevado coste. Crédito: United Airlines
Uno de los inconvenientes que impiden que los SAFs puedan ser producidos a gran escala para reemplazar a los combustibles fósiles es su elevado coste. Crédito: United Airlines

La otra alternativa es el empleo de hidrógeno verde como fuente de energía; una tecnología que todavía está dando sus primeros pasos y que, además, en el caso concreto de su aplicación a la aviación comercial, se enfrenta al mismo inconveniente: el gran volumen de hidrógeno necesario para propulsar un avión. Un Boeing 737 tendría que destinar la mitad de su capacidad total para los depósitos de hidrógeno líquido. Si bien las perspectivas dibujan un escenario futuro más optimista, la realidad es que faltarían décadas para poder disponer de aeronaves con estas tecnologías implementadas. 

Miguel Barral

 

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