Estas son las tecnologías más comunes para producir combustibles SAF
Los combustibles sostenibles de aviación (SAF, por sus siglas en inglés) buscan sustituir el queroseno que hoy impulsa prácticamente a la totalidad de los aviones por combustibles menos contaminantes. Para conseguirlo, ya hay tecnologías que producen carburantes a partir de aceites vegetales, residuos orgánicos, alcoholes como el etanol e hidrógeno verde.
Salvo por un breve parón provocado por la pandemia en 2020, las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) del sector de la aviación no han dejado de crecer en los últimos 80 años. Hoy, se calcula que los aviones generan alrededor del 2,5 % de las emisiones globales de dióxido de carbono (CO2). O lo que es lo mismo: unos 1.000 millones de toneladas de CO2 al año, según datos de la Agencia Internacional de Energía.
Los combustibles sostenibles para la aviación (SAF) juegan un papel central en uno de los sectores más difíciles de descarbonizar. En 2025, el 2% del combustible usado por los aviones que aterrizan o despegan de los aeropuertos de la Unión Europea tiene que ser SAF. Para 2030, deberá serlo el 6 % y, para 2050, el 70 %. Los objetivos marcados por la ReFuelEU Aviation Initiative, aprobada en 2023 por el Parlamento Europeo, son las metas de descarbonización más ambiciosas marcadas para el sector de la aviación a nivel mundial. Para alcanzarlas, la industria trabaja en multitud de enfoques que permitan producir combustibles sostenibles que sustituyan a los derivados del petróleo sin la necesidad de hacer grandes cambios en los motores ni en la flota.
Los SAF y la necesidad de combustibles líquidos de reemplazo
La innovación marca el camino para descarbonizar el sector de la aviación, que estudia diferentes alternativas que van desde la electrificación de los motores y el uso de hidrógeno como combustible, hasta la mejora de la eficiencia de las aeronaves. Aun así, a corto plazo, todos los caminos pasan por los SAF, un amplio grupo de combustibles que buscan sustituir el queroseno que impulsa, en la actualidad, a prácticamente todos los aviones.
“El combustible de jet tradicional tiene una densidad energética muy alta. Es decir, en muy poco volumen y masa acumulamos mucha energía”, explica Sergio Rojas, investigador del Instituto de Catálisis y Petroleoquímica (ICP) del CSIC. “Esa densidad no se alcanza con una batería ni con hidrógeno, por lo que a corto y medio plazo necesitamos combustibles líquidos que puedan reemplazar el combustible tradicional. Las compañías invierten en aviones que tienen que durar 25 o 30 años, por lo que la alternativa a corto plazo tiene que permitirles seguir usando esas mismas aeronaves”, afirma.
Así, todas las alternativas, y en especial las mejoras en la tecnología y en las eficiencias, pueden ayudar a reducir las emisiones del sector. Pero en la actualidad, son los combustibles SAF la palanca más efectiva. Según un análisis de PwC, los SAF pueden contribuir al 61 % del total de reducción de emisiones de aquí a 2050.
Cuatro grupos de tecnologías para producir SAF
El escenario de desarrollo de los combustibles SAF ha ganado en diversidad a lo largo de la última década. En la actualidad, existen 11 procesos de fabricación aprobados que permiten convertir diferentes compuestos o materiales en combustibles sostenibles, de acuerdo con la Organización de Aviación Civil Internacional (ICAO, por sus siglas en inglés) y su esquema de descarbonización del sector (llamado CORSIA). Para la producción de estos combustibles sintéticos funcionan ya cuatro grupos de tecnologías, más otras 12 que están en estudio para su futura aprobación.
“Cualquiera de estos métodos, sea cual sea la materia prima que usemos, tiene que darnos un producto idéntico al combustible convencional, al queroseno. Es decir, tiene que ser un combustible formado por moléculas de hidrocarburo parafínicas con entre 8 y 16 átomos de carbono”, detalla Sergio Rojas. “El objetivo de los diferentes enfoques y tecnologías para producir SAF es lograr un resultado similar”. Teniendo esto en cuenta, los 11 procesos aprobados son combinaciones y variaciones de cuatro grandes grupos de tecnologías principales, conocidas por sus siglas: HEFA, FT, AtJ y PtL.
El hidroprocesamiento de aceites y grasas o HEFA
El proceso HEFA (siglas en inglés de hidrogenación de ésteres y ácidos grasos) es el enfoque más maduro. También es el más utilizado en la actualidad, ya que se trata del único combustible SAF que se comercializa a gran escala. Este método permite convertir aceites vegetales, grasas animales y grasas de desecho en un biocombustible líquido de características similares al queroseno convencional.
“Este proceso transforma un ácido graso, un lípido – que es una molécula que tiene alrededor de 16 átomos de carbono pero tiene oxígeno– en un combustible sin oxígeno pero con hidrógeno”, explica el experto del CSIC. “Se usa, sobre todo, para transformar aceites vegetales y es el que va a cubrir la demanda de combustible SAF en el corto plazo”.
Fischer-Tropsch o cómo transformar la biomasa
Esta tecnología está basada en la gasificación de biomasa, restos agrícolas y otros residuos que contengan carbono y en la síntesis de Fischer-Tropsch (FT). La biomasa puede contener restos agrícolas u otros residuos biológicos que contengan carbono. La síntesis de FT es un proceso que permite producir hidrocarburos a partir del gas obtenido de la biomasa, un proceso que permite producir hidrocarburos a partir de ese gas de síntesis. Existen varios enfoques que trabajan con esta tecnología, como el Fischer-Tropsch hydroprocessed synthesized paraffinic kerosene (abreviado como FT) y el Synthesized kerosene with aromatics derived by alkylation of light aromatics from non-petroleum sources (FT-SKA).
“En líneas generales, los combustibles producidos con Fischer-Trops parten de un residuo orgánico, como la biomasa, para transformarlo en un gas formado por monóxido de carbono e hidrógeno”, puntualiza Sergio Rojas. “Ese gas se convierte después en un hidrocarburo cuyas moléculas se adaptan para ser lo más similares posibles a las del queroseno. La ventaja es que nos permite tratar cualquier tipo de biomasa vegetal para transformarla en un combustible”.
Combustible a partir de alcohol o AtJ
La tecnología alcohol-to-jet (AtJ) permite producir combustibles SAF a partir de alcoholes de origen renovable, como el bioetanol. Este proceso somete el alcohol a una serie de reacciones químicas que lo acaban transformando en hidrocarburos parafínicos similares a los del queroseno. Se trata de una de las tecnologías más recientemente aprobadas y su desarrollo comercial todavía es incipiente, pero permite sacar partido a residuos como los restos agrícolas o los azúcares fermentados.
“Ahora mismo, esto se hace con etanol y otros alcoholes, pero también se está intentando hacer con metanol. El llamado methanol-to-jet todavía no está aprobado, pero su desarrollo está avanzando, sobre todo, porque está impulsado por empresas fuertes del sector como ExxonMobil”, añade Sergio Rojas.
Combustibles sintéticos o PtL
Los bautizados como combustibles power-to-liquid (PtL) agrupan la familia de los combustibles sintéticos. Aunque son tecnologías todavía en desarrollo, estas permiten convertir el hidrógeno verde en combustibles similares al queroseno. El hidrógeno se produce a través de la hidrólisis del agua mediante electricidad de origen renovable (es decir, la molécula se divide para obtener hidrógeno y oxígeno de forma independiente). Y después se combina con dióxido de carbono obtenido de la atmósfera o de gases de escape industriales mediante diferentes métodos de captura de carbono.
A pesar de todo el desarrollo de los últimos años, los combustibles SAF todavía enfrentan multitud de retos. “Los dos desafíos principales son, por un lado, el precio final de estos combustibles y, por el otro, la disponibilidad de materia prima suficiente como para producir todos los SAF necesarios para cumplir con los objetivos de descarbonización”, concluye Sergio Rojas. “Además, cada uno de los enfoques tiene sus propios retos tecnológicos y de escala, lo que a su vez influye de nuevo en los precios”.