Diapositiva 1. Introducción.

            La clase desarrolla porque los combustibles electrónicos y los combustibles sintéticos no son una alternativa para descarbonizar la flota de vehículos, y conseguir las cero emisiones netas.

Diapositiva 2. Índice.

• Combustibles electrónicos.
• Inconvenientes de los combustibles electrónicos.

Diapositiva 3. Combustibles electrónicos.

• La aprobación de los combustibles electrónicos en la Unión Europea.

            No se sabe cómo ni con qué excepciones, pero, tras aprobar la Unión Europea ya la prohibición de venta a partir del año 2035 de los coches diésel, gasolina e híbridos, es decir, los de combustión, los denominados nuevos combustibles sintéticos o combustibles electrónicos o e-combustibles, producidos utilizando electricidad generada a partir de fuentes renovables, parecen ya la única solución para evitar definitivamente la muerte de estos vehículos en Europa.

            Alemania pidió que la Unión Europea los autorizase y todo hace indicar que así será, siempre y cuando los fabricantes puedan demostrar que sus vehículos, a partir de la próxima década, solo podrán funcionar con este tipo de carburante electrónico.

            El transporte pesado acaba de recibir el visto bueno del Parlamento Europeo para utilizar este tipo de combustibles electrónicos como apoyo a su proceso de descarbonización, y abre la puerta para que el uso de combustibles electrónicos también se permita en los vehículos tipo turismo y furgonetas.

• Fabricación de los combustibles electrónicos o combustibles sintéticos.

            La forma más usual de obtener un combustible neutro en CO2 es sintetizarlo a partir de los dos elementos principales de un hidrocarburo: hidrógeno y carbono. El primero se puede sacar del agua y el segundo, del aire o capturarlo de procesos industriales. Si, además, todo el proceso se realiza con electricidad de fuentes renovables, es cuando reciben ese nombre de combustibles electrónicos, electrocarburantes o e-fuels.

            El hidrógeno está presente en el agua-H2O y se puede separar del oxígeno mediante electrólisis. Al aplicar electricidad, se libera el oxígeno en la atmósfera y se almacena el hidrógeno. Para esa separación se utiliza la llamada membrana de intercambio de protones-PEM, como en las pilas de combustible, pero al revés. En una pila se suministra hidrógeno y oxígeno por separado para producir electricidad y la substancia residual es agua. Aquí, entra agua y electricidad, sale hidrógeno y oxígeno separados.

            Con el hidrógeno y el carbono se crea metanol, un tipo de hidrocarburo. A partir de él, se pueden sintetizar otros. La gasolina y el gasóleo son realmente cócteles de muchos hidrocarburos distintos. El proceso para llegar a los electrocarburantes equivalentes consiste en crear algunos de esos hidrocarburos y combinarlos para producir los que tengan propiedades semejantes, utilizables directamente en motores de gasolina o diésel.

            El proceso Fischer-Tropsch – FT- fue patentado por los alemanes Franz Fischer y Hans Tropsch en 1925. La primera planta piloto a escala industrial fue construida por Ruhrchemie AG en 1934, y se industrializó a gran escala en 1936.

            El proceso Fischer-Tropsch permite convertir el gas de síntesis, una mezcla de monóxido de carbono e hidrógeno, en hidrocarburos líquidos, como la gasolina, el diésel y los lubricantes. El gas de síntesis se puede obtener a partir de diversas materias primas, como el carbón, el gas natural, la biomasa y los residuos orgánicos.

            Un proceso similar es la electrometanización. Esta es una técnica industrial que utiliza la electricidad para convertir el dióxido de carbono CO2 en metano CH4, etanol -C2H6O, metanol CH3OH, butanol C4H10O, u otros tipos de combustibles sintéticos.

            Todos ellos productos que se podrían utilizar en los motores térmicos. Este proceso se considera una forma de captura de CO2, ya que permite convertir las emisiones de CO2 de la industria en combustible.

            En 2010, se inauguró la primera planta piloto de electrometanización a gran escala en Alemania. Desde entonces, se han construido varias factorías piloto del mismo tipo en todo el mundo. La electrometanización es más eficiente que el proceso Fischer-Tropsch, aunque su coste ahora es más alto.

            Para conseguir el objetivo de cero emisiones de gases invernadero utilizando combustibles electrónicos es necesario que la energía eléctrica utilizada se produzca mediante energías renovables.  

• Tipos de combustibles electrónicos.

• 1. Gasolina sintética.

            Se produce mediante la síntesis Fischer-Tropsch o el proceso de metanol a gasolina, convirtiendo hidrógeno y CO2 en hidrocarburos líquidos. El resultado es un carburante que se podría utilizar en cualquier motor que actualmente utiliza gasolina.

• 2. Diésel sintético.

            Utilizando el mismo proceso químico, se puede producir lo que se conoce como diésel parafínico renovable. Este combustible tiene como ingredientes el hidrógeno y el dióxido de carbono. El resultado de la reacción sería un combustible que es muy similar al diésel a nivel químico, pero mucho menos contaminante y con mayor margen de maniobra para aditivar y reducir su toxicidad.

• 3. Alcohol sintético.

            El etanol y el metanol sintéticos se pueden usar como combustible, aunque también se pueden usar como aditivos para la gasolina para aumentar el octanaje.

• 4. Queroseno sintético.

            En un mundo en el que cada vez se critican más los viajes en avión, este combustible podría neutralizar las emisiones de la aviación, lo que significaría una reducción muy drástica de las nuevas emisiones de gases de efecto invernadero.

• 5. Combustibles a base de hidrógeno.

            Aunque podríamos no incluirlo en esta lista, el hidrógeno se puede considerar como el combustible sintético más sencillo de todos. Se produce también mediante la electrólisis del agua y es renovable. No obstante, su viabilidad está limitada por la dificultad que existe para transportarlo y almacenarlo de forma segura.

• 6. Amoniaco sintético.

            En este caso, tenemos un caso opuesto al del hidrógeno. El amoniaco sintético es fácil de transportar y almacenar. Aunque no es especialmente útil como fuente de energía, sirve como base para producir otros combustibles sintéticos. Para su elaboración se emplea hidrógeno y nitrógeno.

• Estudio sobre los combustibles electrónicos.

            Un macro estudio encargado por la Alianza Climática de Alemania, que engloba a más de 150 organizaciones, y realizado por el organismo independiente del Foro de Economía Ecológica-Social de Mercado, el FÖS, revela que, aunque lógicamente son más necesarios que los tradicionales, estos nuevos combustibles no evitarán la muerte de los vehículos térmicos en el transporte de pasajeros por no representar en la práctica una alternativa viable a los coches eléctricos.

            En el estudio, en el que han participado expertos del ADAC, del Ministerio Federal de Medio Ambiente de Alemania y de la Agencia Internacional de la Energía- AIE, se pone de manifiesto principalmente como conclusión que “el combustible sintético producido utilizando electricidad es demasiado caro, demasiado difícil de obtener y demasiado ineficiente para mantener viva la tecnología de los motores de combustión”. Como consecuencia de ello, estos organismos piden potencien mejor los coches eléctricos, y el transporte público local.

            El estudio, en concreto, da muchas razones para justificar finalmente que los e-combustibles no son realmente la solución adecuada para los automóviles. Una de ellas es que, incluso con importantes subsidios gubernamentales, no van a estar en los próximos años disponibles en las cantidades necesarias para alcanzar los objetivos climáticos establecidos para 2035. Además, los expertos parten de la base de que, de todos modos, en 2045 el parque automovilístico en Europa estará prácticamente completamente electrificado.

            El macro estudio también ha examinado lógicamente la eficiencia de estos combustibles sintéticos, confirmando que, por ejemplo, 150 turbinas eólicas terrestres podrían producir combustibles electrónicos para 37.500 vehículos con motor de combustión. Pero si esta electricidad fuese en cambio directamente a las baterías de los coches eléctricos, se podrían conducir seis veces más vehículos, según el estudio.

            Los autores del estudio subrayan eso sí que va a seguir siendo necesario producir combustible electrónico, sobre todo para los sectores del transporte que son hoy más difíciles de electrificar, como la aviación y el transporte marítimo.

            La Unión Europea ha decidido establecer cuotas mínimas de combustible electrónico para estos sectores y, a partir de 2026, las aerolíneas en Alemania por ejemplo deberán operar sus aviones con una mezcla de 0,5% de queroseno electrónico.

Diapositiva 4. Inconvenientes de los combustibles electrónicos.

• Precios muy caros.

            Su producción es cara y requiere de grandes cantidades de energía que elevan su precio. De hecho, la propia Federación Europea de Transporte y Medio Ambiente ya ha avisado de que la previsión actual es que estos combustibles alcancen una cotización de entre 2 y 3 euros por litro, es decir, que costarán hasta un 50% más que los combustibles tradicionales, en los próximos años.

            Las estimaciones alertan que la gasolina sintética, por ejemplo, cotizará a 2,80 euros por litro al menos. Por lo que llenar un depósito de 75 litros supondrá en España un coste de cerca de 210 euros dentro de 7 años.

            Su utilización le costaría por cada vehículo turismo/furgoneta de la flota, unos 10.000 euros más durante cinco años que si se desplazara en un coche cien por cien  eléctrico cuya fuente de energía fueran las baterías estándar que se están ya utilizando en la actualidad.

• Escasez de los combustibles electrónicos.

            Los estudios señalan que el volumen de este tipo de combustibles electrónicos que se prevé disponible para 2035 apenas servirá para alimentar a 5 millones de coches de un parque previsto por la Unión Europea en 287 millones: “ni el 2% de los coches en circulación podrán usar combustibles electrónicos.

• Son poco eficientes y no neutros.

            Un estudio publicado por las entidades Climate Strategy, ECODES, Ecologistas en Acción, Fundación Renovables, SEO/Birdlife y Transport&Environment asegura que su uso en el transporte por carretera es “una aberración desde el punto de vista de la eficiencia energética”.

            Este informe asegura que, mientras al usar electricidad renovable directamente en la batería de un coche se obtiene una eficiencia energético total del 77%, en el caso de los e-combustibles la eficiencia es del 20% para el electro-diésel y del 16% para la electro-gasolina.

            Estas organizaciones, además, apuntan a que para usar este combustible sintético en el transporte por carretera hay que “generar una gran cantidad de energía renovable adicional, lo que conlleva la instalación de un número importante de plantas de energía renovable extra con su consiguiente impacto en la biodiversidad”.

            Este informe por tanto aboga ahora por el uso de alternativas técnicas, como la electricidad directa en vehículos de batería, al considerar que los combustibles electrónicos “conllevan una enorme penalización energética y se corre el riesgo de hacer descarrilar todo el esfuerzo de la descarbonización”.

• Emiten más NOx y otras partículas.

            Estas organizaciones además alertan también la posibilidad de fraude que puede producirse si no se puede garantizar que los conductores de vehículos de combustión interna reposten realmente con este tipo de combustible, y no con el fósil convencional, y aseguran que además con estos nuevos carburantes sintéticos se emite tanto NOx como con los convencionales actuales, provocando además un aumento de las emisiones de monóxido de carbono.

            Y por si fuera poco, el estudio más alarmante que no auguran una trayectoria fácil para el combustible de laboratorio asegura que para 2030 un vehículo eléctrico que funcione exclusivamente con baterías emitirá un 53% menos de CO2 en todo su ciclo de vida.

• Gramos de CO2 por kilómetro.

            La industria petrolera está presionando de cara a que se permitan los combustibles electrónicos que sean un 70% más limpios que la gasolina y el diésel actuales. Si esta ley finalmente se aprueba, los vehículos que funcionen con e-combustibles podrían llegar a emitir 61 gramos de CO2 equivalente para el lejano año 2035.

            Si los comparamos con un vehículo eléctrico alimentado con electricidad por red europea promedio en 2035, emitiría solo 13 gramos de CO2 por kilómetro, aunque centrarse solo en el CO2 no es justo.

            Además del dióxido de carbono, los vehículos que queman combustibles sintéticos, son capaces también de emitir, emisiones contaminantes atmosféricas en forma de NO2, un material cancerígeno. A su vez, emiten la misma cantidad NOx, que son las partículas peligrosas que desencadenaron en el escándalo del Dieselgate, que los motores de combustión fósiles. También emiten más monóxido de carbono y amoníaco.

• Los combustibles sintéticos dejan más rastro contaminante.

            Lo que parece claro es que mientras se queme combustible dentro de un motor, el aire seguirá siendo tóxico. La ventaja de los combustibles sintéticos es que se puede tener un mejor control de las partículas sólidas emitidas a la atmósfera a cambio son mucho más letales en la emisión de muchos otros gases nocivos, así que la carrera para limpiar el automóvil por esta vía parece perdida desde ya.

1. Considerando la formulación de los nuevos combustibles sintéticos, éstos no son más ventajosos en emisiones de NOx respecto a de origen fósil.
2. Se ha observado una reducción sustancial en las emisiones de partículas sólidas. Las mayores de 10 nm disminuyeron en un 97% en las pruebas de laboratorio y entre un 81 y 86% en las pruebas de carretera. Pero aun siendo una ventaja de peso, los fabricantes de motores ya ofrecen tecnologías para limitar esto tipo de partículas por debajo de los valores impuestos por ley usando combustibles fósiles.
3. Las emisiones de monóxido de carbono CO fueron hasta 3 veces más altas en las pruebas de laboratorio, y entre 1,2 y 1,5 veces mayores en los ensayos de carretera.
4. Aunque la emisión de hidrocarburos presentaron una ventaja teórica de entre el 23 al 40% en ensayos, en pruebas reales en carretera no se validó ninguna ventaja añadida real.
5. La emisión de amoniaco en diferentes mezclas de gasolina sintética se duplicaron durante las pruebas RDE-Real Driving Emissions en carretera.

• Demanda de electricidad.

            En cuanto a demanda energética, la ineficiencia del combustible sintético se salda con otra comparación: conseguir que el 10% de los automóviles pudieran emplearlos  aumentaría la demanda de electricidad en un 26%, lo cual también implicaría una megainversión adicional en producción de plantas de energía renovable, puerta de paso para poder producir este tipo de combustible en el transporte por carretera.

• Implicaciones en la gestión de la flota.

            Para conseguir las cero emisiones netas en una flota de vehículos hay que utilizar vehículos eléctricos 100%, y su energía tiene que ser generada por energías renovables como la energía eólica o la solar.

            Por todos los inconvenientes desarrollados los combustibles electrónicos no son una alternativa para conseguir las cero emisiones netas en una flota de vehículos, y se recomienda no utilizarlos.

            Además la utilización de combustibles electrónicos en la flota puede retrasar la utilización de vehículos 100% eléctricos en la flota.

Diapositiva 5. Gracias por su tiempo.

            La clase ha desarrollado porque los combustibles electrónicos y los combustibles sintéticos no son una alternativa para descarbonizar la flota de vehículos, y conseguir las cero emisiones netas, hasta pronto.