Cerca de los campos de cultivo de Moses Lake, Washington, una nueva planta de combustible ha comenzado a hacer algo que suena como un escape de gas al revés. Necesita dióxido de carbono, agua y electricidad renovable. Los transforma en hidrocarburos líquidos. Y esos hidrocarburos se pueden refinar aún más para convertirlos en combustible para aviones, el líquido de alta densidad energética que todavía impulsa casi todos los vuelos comerciales del planeta.
La planta, llamada AirPlant One, pertenece a Twelve, una empresa emergente con sede en California que ha dedicado años a perfeccionar sus métodos para convertir el dióxido de carbono, a menudo subproducto de la combustión, en combustible. Ahora, la compañía afirma haber comenzado la producción comercial de su combustible de aviación sostenible E-Jet, y ya ha realizado entregas a las aerolíneas.
Por ahora, la producción es modesta. La planta está diseñada para producir unos 55.000 galones de combustible al año, mientras que la industria de la aviación consume aproximadamente 100.000 millones de galones anuales. Sin embargo, representa una prueba significativa para una de las apuestas climáticas más importantes de la aviación: combustibles elaborados no a partir de petróleo crudo, cultivos o grasa de cocina usada, sino a partir del propio dióxido de carbono.
La aviación es uno de los principales responsables del calentamiento global debido a las enormes cantidades de CO₂ que genera. Aproximadamente el 2,5% de las emisiones globales de CO₂ relacionadas con la energía, lo que equivale a casi mil millones de toneladas anuales, provienen de la aviación. Si tan sólo una fracción de esos gases de efecto invernadero pudiera reciclarse y utilizarse como combustible, la industria podría reducir significativamente su huella de carbono.
“Una molécula de CO2 entra por un extremo de la planta y se transforma en combustible para aviones que cumple con las especificaciones en el otro extremo”, declaró Nicholas Flanders, director ejecutivo y cofundador de Twelve, a Fast Company.
Combustible hecho de la nada… Más o menos
Así es como funciona, básicamente. Twelve inyecta el dióxido de carbono capturado en un sistema alimentado por electricidad renovable. La empresa afirma que el dióxido de carbono utilizado en AirPlant One proviene de la contaminación capturada en una planta de etanol.
Dentro del sistema, el CO₂ se convierte primero en gas de síntesis, una mezcla de monóxido de carbono e hidrógeno. A partir de ahí, procesos químicos establecidos lo transforman en crudo sintético, que luego se refina para obtener combustible para aviones. Twelve comercializa el producto final como E-Jet, un combustible de aviación sostenible (SAF). Este combustible es químicamente lo suficientemente similar al combustible para aviones derivado del petróleo como para que los aviones no necesiten motores nuevos para usarlo.
En la actualidad, prácticamente no existen alternativas viables a los combustibles fósiles tradicionales en la aviación. Las baterías siguen siendo demasiado pesadas para la mayoría de los vuelos de larga distancia, y los aviones de hidrógeno aún se enfrentan a importantes barreras de infraestructura e ingeniería.
Por ahora, las aerolíneas consideran que el combustible de aviación sostenible es una de las pocas herramientas que pueden reducir las emisiones de sus flotas actuales. Según la Agencia Internacional de Energía, la aviación representó aproximadamente el 2,5% de las emisiones mundiales de dióxido de carbono relacionadas con la energía en 2023. El sector aéreo sigue siendo uno de los más difíciles de descarbonizar, ya que las aeronaves necesitan combustible compacto y ligero.
Sin embargo, el combustible a base de CO₂ no convierte a un avión en neutro en carbono. Cuando un avión lo quema, el dióxido de carbono regresa a la atmósfera. Su ventaja climática depende del ciclo completo: de dónde proviene el carbono, cuánta energía renovable se utilizó para impulsar el proceso y si el combustible reemplaza al petróleo, que de otro modo extraería más carbono fósil del subsuelo.
Por eso, los investigadores lo describen como reciclaje de carbono, no como eliminación de carbono.
Por qué los aviones todavía necesitan una mezcla
Twelve afirma que su combustible E-Jet puede reducir las emisiones durante el ciclo de vida del avión hasta en un 90% en comparación con el combustible para aviones convencional. Sin embargo, este combustible aún no puede llenar por completo el tanque de los aviones actuales. Esa limitación se debe a una pequeña pero importante diferencia química.
El combustible para aviones derivado del petróleo contiene compuestos aromáticos, una clase de moléculas que influyeron en el diseño de los sistemas de combustible de las aeronaves más antiguas. En particular, las juntas de goma de los sistemas de combustible dependían históricamente de la hinchazón causada por estos compuestos. El queroseno sintético de alta pureza carece de dichas moléculas.
“Un queroseno perfecto, como el que estamos fabricando, no incluye algunas de esas impurezas como los aromáticos”, declaró Flanders a Fast Company.
En consecuencia, la normativa actual limita el uso de muchos combustibles de aviación sintéticos a mezclas con combustible convencional para aviones. La Administración Federal de Aviación (FAA), por ejemplo, permite una mezcla de hasta el 50%. Las aeronaves más modernas, con sellos actualizados, podrían llegar a utilizar porcentajes mayores, y la industria ya ha realizado vuelos de prueba con combustible de aviación 100% sostenible en condiciones controladas.
El problema de la escala
Si bien la materia prima para el combustible de aviación derivado del CO₂ está presente en todas partes, el proceso requiere enormes cantidades de energía limpia para ser viable. Por ello, la industria busca una combinación de alternativas más sostenibles para reducir su huella de carbono.
Alaska Airlines, inversora y socia del proyecto de Twelve, ya compra combustible de aviación sostenible elaborado a partir de aceites y grasas residuales, incluido aceite de cocina usado. Sin embargo, estos suministros tienen limitaciones importantes.
“En cierto punto, te quedas sin esas grasas, aceites y lubricantes”, declaró Ryan Spies, director de sostenibilidad de Alaska, a Fast Company.
Además del combustible de aviación sostenible y los aceites usados, también existe la opción de utilizar algunos residuos agrícolas y forestales. Sin embargo, la demanda de combustible de la aviación es enorme, y muchas alternativas de biocombustibles compiten con la tierra, los sistemas alimentarios u otras industrias.
Por ahora, los combustibles basados en CO₂ parecen la opción más prometedora. En teoría, podrían implementarse a gran escala allí donde las empresas puedan obtener dióxido de carbono, agua y electricidad barata y baja en carbono. A medida que la energía solar se vuelva más abundante, los combustibles solares se volverán cada vez más atractivos. Precisamente esta semana, supimos que Estados Unidos ha superado un hito importante, generando más electricidad a partir de energía solar que de carbón por primera vez en la historia.
“Cada año se emite mucho más CO2 del que necesitaríamos para producir todo el combustible para aviones que consume el mundo”, dijo Flanders.
Actualmente, el combustible de aviación sostenible (SAF) representa una porción ínfima del combustible para aviones. La IATA ha proyectado una producción mundial de SAF de aproximadamente 2,4 millones de toneladas en 2026, lo que equivale a tan solo el 0,8% del consumo total anual de combustible para aviones.
Una historia sobre el clima se convierte en una historia sobre el suministro.
Para las aerolíneas, el atractivo pronto podría ir más allá de las emisiones. Los precios del combustible para aviones fluctúan al ritmo de los mercados petroleros mundiales. Las aerolíneas no pueden controlar las guerras, las interrupciones en el transporte marítimo ni las paradas de las refinerías. El combustible sigue siendo uno de sus mayores y más volátiles costes.
El combustible basado en CO2 ofrece un modelo diferente, al menos en principio. Su coste depende menos del petróleo crudo y más de los contratos a largo plazo de electricidad y dióxido de carbono.
“Podemos producir un combustible con recursos nacionales que sea completamente independiente de los mercados petroleros internacionales y que, de hecho, tenga una estructura contractual subyacente que nos permita fijar nuestros precios durante más de 10 años, ya que podemos obtener un contrato a largo plazo para la electricidad y el CO₂”, declaró Flanders a Fast Company. “Esto crea un nuevo nivel de previsibilidad para los clientes, diferente al que pueden obtener con los combustibles convencionales”.
Este argumento puede resultar atractivo. Los beneficios climáticos contribuyeron al lanzamiento del mercado de combustibles de aviación sostenibles. Sin embargo, la seguridad del suministro, la estabilidad de precios y la producción nacional podrían impulsar su crecimiento.
“Creo que sin duda amplía el debate más allá de los beneficios medioambientales”, añadió Spies. “Empezamos hablando de beneficios medioambientales. No sé si ese será el mensaje principal en el futuro. Veremos argumentos en torno a la resiliencia, al suministro local y a la garantía de suministro. Creo que todos esos aspectos refuerzan con creces un producto que ya contaba con argumentos bastante sólidos”.
Fuente: ZME Science.