El camino de los e-combustibles: del Dakar a la carretera

Un ejemplo es el Rally Dakar, donde el equipo español Astara Team participa con un vehículo un vehículo ligero alimentado por e-fuel, como una de las soluciones para pasar por esta prueba deportiva dejando la menor huella de carbono.

El e-fuel es un combustible sintético, ecológico y sostenible gracias a sus bajas emisiones, tanto en su fase de producción como de utilización, y resuelve los grandes retos de la transición energética en cuanto a almacenamiento y transporte de energías renovables, según explican desde Astara Team. Básicamente, se trata de combinar hidrógeno y carbono para crear un hidrocarburo con unas propiedades similares a las de la gasolina.

Los combustibles líquidos neutros en CO2 son ya alternativas reales al coche eléctrico

Marcos Moure, propietario y fundador de Grupo Moure, explica que «se puede hablar de dos grandes categorías de ecocombustibles líquidos bajos en carbono: los e-fuels y los biocombustibles avanzados«. Los primeros -los combustibles sintéticos o e-fuels- se fabrican a partir de CO2 retirado de la atmósfera e hidrogeno renovable. «Estos combustibles, siempre que se hayan obtenido mediante energías renovables, liberan en su combustión el dióxido de carbono que se captó en su fabricación. No emiten más CO2, sino que devuelven el que capturaron», afirma Moure.

Adriana Orejas, directora de proyectos de tecnología industrial y Deep Tech de Repsol Technology Lab, nos explica que España tiene una capacidad de renovables envidiable, además combina la energía fotovoltaica y la eólica de una forma optima. Según explicó, más del 50% de las emisiones en España son consecuencia del turismo, con un importante peso en ese porcentaje del transporte marítimo y aviación. Según Orejas, para lograr las 'cero emisiones netas' hay dos rutas, la de los combustibles circulares de residuos, y la de la elaboración de combustibles sintéticos.

En el primero de los casos se utiliza un residuo procedente de un combustible de carbono obtenido por las plantas a través de la fotosíntesis, y utilizando hidrógeno verde se produce un combustible. Al final se obtiene un balance cero de CO2, es decir, se emite a la atmósfera la misma cantidad que se ha capturado.

En cuanto a la elaboración de combustibles sintéticos, «estos también se obtienen mediante la captura de CO2 e hidrógeno verde mediante electrólisis, y el resultado igualmente es que el CO2 que se emite sea el mismo CO2 que se captura». «Es una ruta infinita», afirma, mediante la cual una planta industrial de este estilo «podría utilizar un millón de toneladas de CO2 al año». La desventaja, según la investigadora de Repsol, es el posible coste elevado por la utilización de energías renovables, «pero en este Caso en España partimos de una situación ventajosa por la utilización de aerogeneradores y plantas solares», asegura.

La composición química de los combustibles sintéticos permite su uso en los vehículos actuales con motores de combustión, que suponen la gran mayoría del parque automovilístico, y al mismo tiempo facilita el aprovechamiento de las infraestructuras ya existentes de repostaje y distribución, que sería el mismo que se utiliza actualmente a través de las estaciones de servicio. Tampoco sería necesario realizar modificaciones en los vehículos.

Por su parte, los biocombustibles avanzados son aquellos producidos a partir de residuos de origen biológico procedentes de la industria agroalimentaria, la agricultura, los aprovechamientos forestales o la fracción orgánica de los residuos sólidos urbanos que se utilizan para la fabricación de los combustibles finales. En este caso, el experto considera que «este tipo de ecocombustibles puede reducir las emisiones de CO2 en un 65% respecto a los combustibles tradicionales».

Según Raquel Iglesias, responsable de la Unidad de Biocarburantes Avanzados y Bioproductos CIEMAT, es una cuestión clave «empezar a trabajar con biomasa residual, ya que a través de cualquier biomasa se puede llegar a producir etanol». El principal objetivo de los proyectos es el de optimizar los costes de obtención de biocarburantes y bioenergía. En la actualidad ya se obtiene bioetanol a partir de biomasa forestal, agrícola, o procedente de residuos sólidos urbanos. El objetivo más inmediato es el de «conseguir una refinería multiproducto, para obtener bioetanol y biocarburantes del mayor número de fuentes posibles«. Lo que se pretende, según explicó, es que «todo lo que antes se hacía con petróleo se pueda hacer ahora con biomasa».

La producción de e-fuel se basa en obtención de gas de síntesis mediante el uso de energías renovables. A continuación, ese gas de síntesis es sometido a sucesivos procesos químicos de transformación que dan como resultado un hidrocarburo líquido sintético fácil de usar, almacenar y transportar.

El e-fuel es un hidrocarburo líquido, que se usa, almacena y transporta de un modo similar a la gasolina o el gasóleo. Se trata de un combustible ecológico y sostenible gracias a sus bajas emisiones, tanto en su fase de producción como de utilización. El e-fuel es neutro en carbono: su impacto medioambiental es nulo. El CO2 que se emite a la atmósfera durante su combustión es el mismo que se ha extraído del aire durante el proceso de producción. Además, al quemarse no emite residuos sólidos ni micropartículas por el tubo de escape del vehículo que lo consume.

Al igual que los combustibles fósiles, el e-fuel es capaz de almacenar una enorme cantidad de energía en un tamaño y peso muy reducidos: un litro de e-fuel contiene 10,752 kWh. El rendimiento energético del e-fuel es un 12% superior al de la gasolina y por ese motivo es ideal para servir de fuente de alimentación de un vehículo, que necesita desplazar el mayor peso con el menor consumo energético posible: es la forma de almacenar energía que menos tamaño y peso ocupa.

Solo 9,3 litros de este combustible almacenan la misma cantidad de energía que una batería de 100 kWh de un coche eléctrico, que es 55 veces más pesada. Por ejemplo, el Astara 01 Concept del Dakar es capaz de embarcar 3.870 kWh con sus depósitos de e-fuel llenos, que solo pesan alrededor de 400 kilos. Unas baterías capaces de almacenar la misma cantidad de energía pesarían más de 22 toneladas (con una densidad energética de 0,17 kWh por kilo).

El e-fuel se puede almacenar y transportar a presión y temperatura ambiente, al igual que los combustibles y lubricantes fósiles convencionales. Gracias a ello puede aprovechar las infraestructuras actuales de transporte y distribución de combustible (camiones cisterna, tuberías, o estaciones de servicio).

El combustible sintético es totalmente compatible con los motores de combustión interna actuales; es decir, puede servir para impulsar vehículos, aviones y barcos, que pueden seguir operando de una manera sostenible y respetuosa con el clima. Una vez que se completa el procesamiento de la refinería, el e-fuel puede reemplazar completamente los combustibles convencionales y se puede utilizar como «e-gasolina», «e-gasóleo», «e-keroseno» o «e-lubricante». Es más, también es posible mezclarlo con combustibles y lubricantes convencionales en cualquier proporción deseada, ya que su composición química es idéntica.

Aparte de los combustibles sintéticos y biocombustibles, el Autogas o GLP es un carburante, que surge de la mezcla de gas de butano y propano, lo que hace que sea menos contaminante que los carburantes tradicionales. Es un gas en su estado natural, pero que pasa a estado líquido cuando se somete a bajas temperaturas y presiones, por lo cual es fácilmente manipulable en las refinerías, en su almacenamiento, transporte y en el consumo final.

Marcos Moure explica que el autogas es otra muy buena opción frente a los combustibles tradicionales, ya que «reduce un 14% las emisiones de dióxido de carbono frente a la gasolina, un 96% las emisiones de NOx frente al diésel y un 99% la emisión de partículas».

A pesar de que Moure no ve al hidrógeno como una opción real hasta dentro de quince años, ya que todavía deben hacerse grandes inversiones para instalarlo en las estaciones de servicio, destaca sus ventajas, al considerarlo «ideal para almacenar energía a largo plazo y permitir una movilidad sin emisión de dióxido de carbono».

Las fortalezas del hidrógeno se basan en que es un elemento muy abundante en el planeta cuyo combustible no genera emisiones. Además, «puede transportarse y almacenarse a gran escala con relativa facilidad, cosa que no sucede con otras alternativas a la movilidad como es la electromovilidad», concluye.