Combustibles sintéticos: ¿Una señal de esperanza o un camino sin salida?
Una vez tras otra, el debate sobre los combustibles sintéticos estalla en las discusiones sobre la protección climática en el sector del transporte. Algunos ven los combustibles producidos sintéticamente como una valiosa tecnología del futuro, mientras que otros los califican de poco rentables y absurdos.
Los combustibles sintéticos son combustibles gaseosos o líquidos que pueden producirse utilizando energía eléctrica. También se les conoce como combustibles power-to-X (PtX), power-to-liquid (PtL) o power-to-gas (PtG). A veces también se utiliza el término powerfuels o sea “combustibles energéticos” o e-fuels. A nivel de la UE, los combustibles sintéticos se definen como combustibles líquidos y gaseosos renovables de origen no biológico (RFNBO-Renewable fuels of non-biological origin por sus siglas en inglés); en otras palabras, combustibles producidos con electricidad generada a partir de fuentes renovables (principalmente solar y eólica). La Comisión Europea emitió reglas para la producción de combustibles renovables de origen no biológico a principios de 2023 como complemento a la Directiva de Energías Renovables (RED II). Según estas normas, la energía nuclear seguirá sin considerarse energía renovable, pero, en opinión de algunos estados miembros de la UE, definitivamente debería desempeñar un papel en la producción de combustibles sintéticos en el futuro. Esta cuestión aún está bajo negociación.
Producción con uso intensivo de energía
La producción de queroseno, diésel y gasolina como combustibles sintéticos generalmente se basa en un proceso centenario llamado proceso Fischer-Tropsch. En él, se forman largas cadenas de hidrocarburos a partir del gas de síntesis (una mezcla de hidrógeno (H) y monóxido de carbono (CO) y el “e-crudo” resultante puede refinarse para obtener combustibles. Para que los combustibles sintéticos sean calificados como “verdes”, el hidrógeno debe producirse utilizando electricidad generada a partir de fuentes renovables de acuerdo con la Directiva RED II. En general, esto se hace mediante electrólisis. El monóxido de carbono debe proceder de dióxido de carbono (CO₂) previamente extraído del aire ambiente (captura directa de aire). Estudios recientes indican que todo este proceso, incluida la desalinización del agua de mar para satisfacer la demanda de agua para la producción de hidrógeno, da como resultado que el contenido energético del “e-crudo” sea equivalente a solo un tercio, o incluso menos, de la electricidad utilizada para producirlo. El posterior proceso de refinería requiere aún más energía.
Estudios recientes indican que todo este proceso, incluida la desalinización del agua de mar para satisfacer la demanda de agua para la producción de hidrógeno, da como resultado que el contenido energético del “e-crudo” sea equivalente a solo un tercio, o incluso menos, de la electricidad utilizada para producirlo. El posterior proceso de refinería requiere aún más energía.
Como resultado, esta opción se considera altamente intensiva en energía y antieconómica en comparación con los combustibles fósiles o el uso directo de electricidad en motores eléctricos.
Uso en transporte aéreo y marítimo
Sin embargo, los combustibles sintéticos producidos mediante el proceso Fischer-Tropsch son actualmente la única manera que tiene la industria de la aviación de reducir casi a cero las emisiones de CO₂ en vuelos de larga distancia. Junto con los combustibles biogénicos sostenibles para la aviación (SAF), el e-queroseno se considera actualmente como un rayo de esperanza para la industria. El proceso de refinería que crea e-queroseno también produce diésel renovable como subproducto. Algunos creen que esto significa que, después de todo, podría haber un futuro para los combustibles sintéticos en el transporte por carretera. Sin embargo, esto no será así ni a corto ni a medio plazo, como lo ilustran las siguientes cifras: en Alemania, se espera que la producción de e-queroseno represente en 2030 el 2 % de la producción total, o alrededor de 200.000 toneladas métricas por año. Este proceso también generaría alrededor de 100.000 toneladas métricas de diésel renovable. Sin embargo, esto corresponde a solo el 0,3 % del consumo actual de diésel en Alemania. Debido a su disponibilidad limitada y costes significativamente más altos, el diésel renovable se utilizará solo en aplicaciones especiales donde no existe una alternativa técnica y económica al motor diésel, o como una mezcla con combustibles fósiles, similar a las biomezclas actuales de gasolina y diésel.
Los combustibles sintéticos también tienen demanda en la industria naviera. Los grandes buques de carga actuales funcionan con petróleo pesado, pero pronto se abastecerán de e-metanol (CH₄O). La naviera Maersk ya ha encargado 19 buques de este tipo. El e-metanol se produce directamente a partir de hidrógeno verde y CO₂ en un proceso separado. Además del sector marítimo, este producto tiene demanda principalmente en la industria química. También es posible una transformación posterior en diésel, aunque, una vez más, esto resulta muy costoso.
Además del e-metanol, la industria naviera se está centrando, a largo plazo, en el e-amoníaco (NH₃). Las tecnologías de motores para ello aún no están completamente desarrolladas y el combustible es altamente tóxico, por lo que su uso solo tiene sentido en barcos grandes. Sin embargo, de cara al futuro, en la próxima década, este combustible sintético podría reemplazar al e-metanol. Esto se debe a que la producción de e-amoniaco requiere hidrógeno verde pero no CO₂. En su lugar, se utiliza nitrógeno (N) del aire ambiente, en un proceso mucho más eficiente que la captura de moléculas de CO₂.
Los combustibles sintéticos son parte de la nueva economía del hidrógeno verde y, por tanto, una tecnología del futuro que la sociedad necesita urgentemente para la transformación hacia tecnologías de cero emisiones. Sin embargo, se producen en procesos muy diferentes y se necesitan para propósitos muy diferentes, incluido el transporte intercontinental de energía y la descarbonización del transporte marítimo y la aviación. En las circunstancias actuales, los combustibles sintéticos no desempeñarán un papel importante en el tráfico rodado europeo.
Autor: Andre Kranke, Head of Corporate Research & Development en DACHSER