Los combustibles sintéticos: ¿la clave para un futuro sin emisiones?

Desde hace años, la descarbonización del transporte ha estado en el centro del debate sobre el cambio climático. Con el auge de los vehículos eléctricos, la idea de un mundo sin motores de combustión parece cada vez más tangible.

Sin embargo, existe un problema que no puede pasarse por alto: no todo puede electrificarse. En este contexto, los combustibles sintéticos (e-fuels) han surgido como una alternativa prometedora, capaz de mantener la movilidad sin emisiones netas de carbono.

Paddy Lowe, ingeniero con una destacada trayectoria en la Fórmula 1 y fundador de Zero Petroleum, sostiene que la electricidad es una solución viable para muchas aplicaciones, pero no para todas.

“Si puedes electrificar algo, genial”, explica Lowe en una entrevista con Top Gear. “Pero hay muchas cosas en el mundo que literalmente no puedes electrificar. O que, económicamente, no tiene sentido hacerlo”.

Uno de los ejemplos más claros es la aviación. Un avión de pasajeros completamente eléctrico sería inviable, ya que las baterías necesarias para su operación lo harían demasiado pesado como para despegar.

Algo similar ocurre con el transporte de carga, la maquinaria agrícola y la minería. Estos sectores requieren fuentes de energía con una alta densidad energética que las baterías actuales no pueden proporcionar.

El hidrógeno, otra de las alternativas al petróleo, tampoco parece ser la respuesta definitiva. Lowe ilustra el problema con un caso hipotético: “Si construyes un Airbus A320 de hidrógeno, al atravesar el pasillo de la clase ejecutiva y abrir la cortina de la clase económica, solo encontrarías un enorme tanque de hidrógeno”.

En otras palabras, la densidad energética del hidrógeno no es suficiente para sustituir de manera eficiente los combustibles fósiles en ciertos sectores.

A diferencia de los combustibles fósiles, los e-fuels no se extraen del subsuelo, sino que se fabrican mediante procesos industriales. El principio es sencillo: capturar dióxido de carbono del aire y combinarlo con hidrógeno obtenido a partir de agua, utilizando electricidad de fuentes renovables.

El proceso consta de tres etapas principales:

1. Electrólisis del agua: Se separa el hidrógeno del oxígeno mediante electricidad renovable (solar, eólica o hidroeléctrica).
2. Captura de carbono: Se extrae dióxido de carbono del aire mediante un proceso llamado captura directa.
3. Síntesis de hidrocarburos: El hidrógeno y el carbono se combinan mediante el proceso Fischer-Tropsch, desarrollado en Alemania hace un siglo. Zero Petroleum ha optimizado esta técnica con su propio sistema, denominado direct FT, que promete una mayor eficiencia en la producción de combustibles líquidos.

El resultado final es un combustible químicamente idéntico a la gasolina o el diésel convencional, pero sin la huella de carbono asociada a los combustibles fósiles.

Uno de los principales obstáculos que enfrentan los e-fuels es su eficiencia en comparación con la electricidad. Un automóvil eléctrico puede recorrer hasta tres millas (4.8 kilómetros) con la misma cantidad de energía que permitiría avanzar solo 650 metros a un vehículo de combustión utilizando e-fuels. Esto se debe a que la conversión de electricidad en combustible sintético conlleva pérdidas energéticas significativas en cada etapa del proceso.

Actualmente, alrededor del 45% de la energía empleada en la producción de e-fuels se conserva en el producto final, mientras que el 55% se pierde en el proceso. Lowe confía en que, con avances tecnológicos, se pueda alcanzar una eficiencia del 65% en los próximos años.

Pese a ello, los e-fuels pueden jugar un papel crucial en el almacenamiento y transporte de energía renovable. “Mover combustible líquido es mucho más barato que trasladar electricidad o hidrógeno en largas distancias”, señala Lowe. “Es el mismo principio por el que extraemos petróleo en lugares remotos y lo llevamos a refinerías en todo el mundo”.

Hoy en día, los e-fuels siguen siendo prohibitivamente caros. Zero Petroleum vende un lote especial de 20 litros por 50.000 libras esterlinas (64.480 dólares), una cifra astronómica en comparación con los combustibles tradicionales. Sin embargo, Lowe cree que la reducción de costos es solo cuestión de tiempo.

“Modelamos que podemos reducir el costo de los e-fuels al nivel de los combustibles fósiles en un plazo de diez años”, asegura.

Su argumento se basa en la historia de la industrialización: cualquier tecnología, desde los teléfonos móviles hasta las turbinas eólicas, logró reducir sus costos con el tiempo gracias a la optimización de procesos y la producción en masa.

La ventaja de los e-fuels es que sus materias primas —aire, agua y sol— son gratuitas. El reto está en hacer que las máquinas necesarias para fabricarlos sean más eficientes y asequibles.

Si se pretendiera reemplazar toda la demanda mundial de petróleo con e-fuels, se necesitaría una infraestructura de producción gigantesca. Lowe estima que con paneles solares cubriendo el 25% de la superficie de Arabia Saudita se podría generar suficiente energía para producir la cantidad necesaria de combustible sintético.

Aunque este escenario puede parecer poco realista, la clave no está en sustituir completamente los combustibles fósiles, sino en combinarlos con otras fuentes de energía renovable. Lowe propone un sistema en tres niveles:

1. Electrones renovables: Energía eléctrica directa para sectores fácilmente electrificables.
2. Hidrógeno verde: Para aplicaciones industriales como la producción de acero.
3. E-fuels: Para la aviación, el transporte pesado y sectores donde la electricidad no es viable.

Si bien el objetivo principal de Lowe no es salvar los motores de combustión, reconoce que los e-fuels podrían permitir su supervivencia en un mundo descarbonizado. Para los amantes de los automóviles deportivos y el automovilismo, esto podría significar una segunda oportunidad para los motores de alto rendimiento.

“El sonido de un motor V10 a 21.000 rpm es algo que nunca debimos perder”, lamenta Lowe, recordando los motores de Fórmula 1 previos a la era híbrida. “Los e-fuels nos ofrecen una vía para recuperarlos sin culpa ambiental”.

Más allá de la nostalgia, la realidad es que los e-fuels podrían desempeñar un papel clave en la transición energética.

Aún queda un largo camino por recorrer, pero si las predicciones de Lowe son correctas, la movilidad del futuro podría ser una combinación de electricidad, hidrógeno y combustibles sintéticos.

Mientras el mundo busca soluciones para reducir las emisiones de carbono, una pregunta sigue en el aire: ¿serán los e-fuels la pieza faltante del rompecabezas energético?