Descarbonizar el transporte aéreo con combustible de aviación sostenible

¿Cómo volar sin emisiones de carbono?

La aviación representa alrededor del 3% de las emisiones mundiales de dióxido de carbono. Si el mundo se toma en serio la reducción de las emisiones de carbono este siglo, el transporte aéreo tendrá que descarbonizarse. No es fácil.

Los barcos pueden navegar. Los coches pueden electrificarse. Ninguna de las dos opciones funciona actualmente para los aviones. Las velas por razones obvias. Las baterías porque son pesadas, no son densas en energía, tienen una autonomía limitada y pueden ser propensas a los incendios. En un futuro previsible, los aviones tendrán que funcionar con combustibles líquidos para el transporte.

El combustible convencional para reactores es un combustible fósil, derivado de la destilación del petróleo crudo. A corto plazo, la única opción viable para descarbonizar el transporte aéreo es el combustible para reactores fabricado a partir de fuentes renovables con bajas emisiones de carbono. Este tipo de combustible se conoce como combustible de aviación sostenible.

Acerca de SAF

El SAF abarca una gama de combustibles ligeramente diferentes, cada uno de ellos elaborado a partir de materias primas distintas y con métodos diferentes, lo que da lugar a líquidos con propiedades ligeramente distintas.

El SAF puede fabricarse a partir de una amplia gama de materias primas renovables o residuales, como aceites vegetales, aceites usados, residuos agrícolas, residuos forestales, cultivos energéticos, azúcares convencionales o incluso CO2 capturado de la atmósfera. Ya existen siete vías de producción plenamente aprobadas para fabricar SAF; la que se utilice en cada centro de producción depende de la disponibilidad de materias primas, la normativa local, los objetivos de sostenibilidad y los costes de producción. 

 En 2024, la mayor parte del SAF se fabricará mediante el proceso HEFA (ésteres y ácidos grasos hidroprocesados), que utiliza grasas y aceites usados como materia prima. El HEFA requiere menos inversión de capital que otros métodos, las materias primas son fáciles de conseguir y tienen la misma densidad energética que los combustibles fósiles. El SAF producido por HEFA puede mezclarse hasta un 50/50 con el combustible de aviación convencional, y el SAF suele reducir las emisiones de carbono en un 70% a lo largo de todo el ciclo de vida del combustible.

Otra vía de producción muy utilizada es la ATJ (Alcohol-to-Jet), que consiste en convertir la biomasa azucarada o amilácea, como la caña de azúcar y el grano de maíz, en etanol u otros alcoholes mediante fermentación. A continuación, estos alcoholes se transforman en SAF, que también puede utilizarse en una mezcla 50/50 con el combustible convencional para reactores. Existen otras formas más avanzadas de SAF, cada una en distintas fases de desarrollo. 

 Quizá el método más interesante sea el SAF «Power-to-Liquid» (PtL). En este caso, el SAF sintético se fabrica a partir de la reacción de hidrógeno verde (producido mediante electrólisis alimentada por energías renovables) con dióxido de carbono capturado. Esta vía se beneficia de la baja disponibilidad de materias primas y podría eliminar el dióxido de carbono de la atmósfera para producir combustible.

Sin embargo, en el momento de escribir estas líneas, en 2024, es un método caro de fabricar SAF y aún no es comercialmente viable a gran escala. 

Ventajas del SAF

La combustión de SAF libera cantidades de dióxido de carbono comparables a las del combustible convencional para reactores, pero el SAF tiene la ventaja a lo largo de todo su ciclo de vida. Cuando se utiliza biomasa para fabricar SAF, las plantas absorben dióxido de carbono durante la fotosíntesis, lo que contrarresta las emisiones de dióxido de carbono durante el vuelo propulsado por SAF. Por tanto, el uso de SAF conlleva importantes reducciones de las emisiones de dióxido de carbono, dependiendo de la elección de la materia prima, el proceso de producción utilizado, la logística y los cambios de uso del suelo asociados.

Las formas más avanzadas de SAF, que no dependen de la biomasa como materia prima, podrían lograr mejores resultados aún, reduciendo quizá las emisiones de dióxido de carbono en un 80-100% a lo largo del ciclo de vida del combustible. El SAF PtL podría incluso dar lugar a un combustible renovable para reactores realmente neutro en carbono.

El SAF tiene otras ventajas. Es compatible con los motores actuales de los aviones y con las infraestructuras, tuberías y depósitos de combustible actuales. Esto significa que los fabricantes y operadores de líneas aéreas, las compañías petroleras, los proveedores de combustible para aviones y los aeropuertos no necesitan hacer grandes inversiones para ser más sostenibles. Les basta con «echar» el combustible de inmediato.

El SAF puede mezclarse con el combustible de aviación convencional en proporciones variables (normalmente entre el 30% y el 50%) dependiendo de cómo se fabrique. Algunos SAF pueden utilizarse sin mezclarse en absoluto.  

Desventajas del SAF

Las SAF tienen un enorme potencial, pero aún quedan obstáculos por superar. La disponibilidad de materias primas es un obstáculo para su uso generalizado. El transporte aéreo es enorme (y sigue creciendo): hay más de 100,000 vuelos comerciales al día que queman alrededor de 1,000 millones de litros de combustible. En el mundo no hay suficiente aceite de cocina usado ni etanol de origen vegetal para alimentarlos. En 2022, la producción mundial de SAF fue de apenas 300 millones de litros. Esto significa que el SAF representó menos del 0.1% de la demanda mundial de combustible para aviones.

Esto implica que el mundo necesita un enorme aumento de fábricas y materias primas para producir suficiente SAF. Hay mucho margen de crecimiento en todas las materias primas y vías de producción de SAF en los próximos años. Si usted es una empresa agrícola o de transformación, la industria aeronáutica le necesita a usted y a sus productos. La única pregunta es si ya se ha dado cuenta de ello. Si desea que le ayudemos a explorar cómo puede mejorar la movilidad humana al tiempo que contribuye a mitigar las emisiones de carbono, hable con el equipo de CZ Advise.

SAF también es caro

El coste exacto de fabricar SAF depende de la vía de producción utilizada y del coste de la materia prima.  En la actualidad, el combustible convencional para reactores cuesta unos 900 dólares por tonelada, mientras que el SAF HEFA cuesta unos 1,000 dólares por tonelada, el ATJ 2,500 dólares por tonelada y el Power-to-Liquid, en el mejor de los casos, 2,000 dólares por tonelada, aunque lo más habitual es que cueste entre 3,000 y 5,000 dólares por tonelada.

A medida que la tecnología SAF madure, estos costes deberían converger con los del combustible convencional para aviones. En las últimas décadas hemos visto descensos de costes análogos en tecnologías como las baterías de litio y la generación de energía solar, pero está claro que las SAF aún están en pañales.

Los críticos también señalan que la mayor parte del SAF no es totalmente neutro en carbono. Las aerolíneas que utilicen el 100% de SAF seguirán emitiendo gases de efecto invernadero, por ejemplo, al adquirir la materia prima, transformarla en combustible y transportar este combustible hasta donde se necesite. Además, cualquier forma de combustión a gran altitud y alta temperatura puede formar NOx, que puede contribuir a la formación de niebla tóxica y lluvia ácida.

Perspectivas de SAF

A corto y medio plazo, el SAF es la única opción realista para reducir las emisiones de carbono del sector de la aviación. Pero su implantación significa vuelos más caros. El ser humano ha utilizado combustibles fósiles durante décadas porque son baratos de extraer y consumen mucha energía. Hoy en día, el SAF es más caro de fabricar, y así seguirá siendo hasta que la tecnología madure, lo que podría llevar décadas. No está claro que la gente vaya a pagar más dinero para limitar las emisiones de carbono cuando vuelan.  

También será difícil aumentar la producción. Los gobiernos empiezan a ofrecer incentivos para ello. Por ejemplo, la Ley de Reducción de la Inflación de los Estados Unidos ofrece un crédito fiscal a los productores/mezcladores de SAF de 1.25 $/galón de SAF, siempre que el SAF logre una reducción del 50% de las emisiones de gases de efecto invernadero a lo largo de su ciclo de vida. Por cada 1% adicional de reducción de las emisiones, el crédito aumenta en 0.01 dólares.  

Mientras tanto, en Europa, la Comisión Europea presentó en 2021 una propuesta denominada iniciativa ReFuelEU para fomentar la adopción de SAF. Se obligará a los proveedores de combustible de aviación a mezclar una proporción mínima de SAF en el combustible de aviación en los aeropuertos de la UE, incluida una parte específica de combustible sintético. Este mandato debería entrar en vigor en 2025, empezando con un volumen mínimo de SAF del 2%. A partir de entonces, se producirán incrementos cada 5 años, hasta alcanzar una mezcla mínima de SAF en el combustible de aviación del 63% en 2050, incluido un 28% de combustibles sintéticos. 

El combustible convencional para aviones también tendrá que tomar cada vez más en cuenta el precio del carbono. Una tonelada de combustible de aviación emite unas 3,16 toneladas de dióxido de carbono. En el momento de escribir estas líneas, los derechos de emisión de carbono del RCCDE cuestan unos 63 euros/tonelada. Esto significa que el precio del carbono de cada tonelada de combustible de aviación es de 200 euros, o 215 dólares. El combustible de aviación cuesta hoy 890 dólares/tonelada sin incluir el coste del carbono. La Comisión Europea pretende que los derechos de emisión de carbono gratuitos para la aviación desaparezcan en 2026; a los precios actuales, el combustible de aviación convencional costaría casi un 25% más, a 1.105 dólares/tonelada. Esto ayudaría a SAF a ser competitivo en costes. 

Incluso en los casos en que el SAF siga siendo más caro que el combustible de aviación convencional, los bajos niveles de mezcla previstos para los próximos años significan que los aumentos de costes para las compañías aéreas podrían ser modestos. Las SAF, que cuestan el doble que el combustible de aviación convencional, aumentarán los costes de combustible en un 10% con una mezcla del 10%. El combustible representa entre el 15% y el 30% de los costes de las compañías aéreas. En el peor de los casos, en el que el combustible representa el 30% de los costes, añadir una mezcla de SAF del 10% aumentaría los costes totales de las aerolíneas en sólo un 3%. Los precios del combustible, el carbono y los tipos de cambio son dinámicos y seguirán cambiando en el futuro. La tecnología SAF sigue mejorando. No es difícil imaginar que el coste adicional de SAF para el consumidor sea tan pequeño que pase desapercibido. 

A mucho más largo plazo, décadas en el futuro, es posible que la descarbonización de la aviación vaya más allá del SAF. Tal vez haya un futuro en el que los vuelos de corta distancia puedan utilizar de forma segura y eficiente baterías para la energía eléctrica, mientras que los vuelos de larga distancia utilicen energía eléctrica verde de pilas de combustible de hidrógeno. Es probable que los vuelos con baterías sean de corta distancia al principio, dada la baja densidad energética de las baterías. Los vuelos de larga distancia llegarán mucho más tarde, por lo que también dependerán de SAF durante mucho más tiempo. 

Mientras tanto, la tecnología para empezar a descarbonizar existe y está lista para utilizarse. Sólo falta invertir en aumentar la producción.