De qué hablamos cuando hablamos de combustibles sintéticos

La posibilidad de un motor de combustión libre de emisiones de carbono es el sueño de muchos ingenieros y de no pocas personas que descreen de la viabilidad de la movilidad eléctrica. Varias marcas de coches, como Audi o Porsche, y especialmente el gigante tecnológico Bosch se han significado por desarrollar -solos o en colaboración con otros partners- el medio que haría realidad ese deseo: un combustible de tipo sintético, esto es, que no procede de residuos fósiles y por tanto tiene un impacto ambiental nulo al ser neutro en carbono.

Desde 2018 te venimos contando en esta web las novedades sobre la cuestión, como el momento en que Audi y su socio Global Bioenergies lograron crear sus primeros 60 litros de lo que entonces llamaban e-gasolina. Ahora, esta tecnología ha llegado incluso al mundo de la competición, pues el Astara Team ha participado en el reciente rally Dakar con un buggy alimentado por e-fuel.

El equipo español se decantó por la utilización de un carburante sintético convencido por varias razones: es capaz de almacenar mucha energía en un tamaño y peso muy reducidos; se usa, almacena y transporta de un modo similar a los combustibles tradicionales; y es totalmente compatible con los motores de combustión interna actuales, por lo que abre un camino para su popularización en modelos de calle.

Antes de continuar, aclaremos la diferencia entre los combustibles sintéticos y los llamados biocombustibles, que no son sino una mezcla de sustancias orgánicas que se emplea como combustible en los motores de combustión interna. Derivan, pues, de la biomasa, materia orgánica originada en un proceso biológico, espontáneo o provocado, y utilizable como fuente de energía.

Para su obtención se suele recurrir a especies de uso agrícola como el maíz o la mandioca, ricas en carbohidratos, o a plantas oleaginosas como la soja, el girasol y las palmeras, así como a especies forestales como el eucalipto y los pinos. Lógicamente, los biocombustibles presentan el gran inconveniente de que detraen recursos necesarios para que se alimente la población y contribuyen a la deforestación.

De ahí que numerosos autores defiendan que lo correcto para referirse a este tipo de carburantes es hablar de agrocombustibles. El prefijo bio- se aplica en la Unión Europea a los productos agrícolas en cuya producción no intervienen productos de síntesis, de manera que en su opinión el término biocombustible se presta a confusión y lo dota de unas connotaciones positivas que no merece.

Justamente en un producto de síntesis es en lo que consiste un carburante sintético. Para su producción ha de obtenerse concretamente un gas de síntesis mediante el uso, siempre, de energías renovables. A continuación, ese gas es sometido a sucesivos procesos químicos de transformación que dan como resultado un hidrocarburo líquido sintético fácil de usar, almacenar y transportar. 

Como no dependen de las limitaciones de volumen que sí aquejan a los biocombustibles -por los mencionados problemas de deforestación y desvío de alimentos básicos para millones de personas-, los combustibles sintéticos pueden producirse sin otra restricción que la disponibilidad de energía de fuentes renovables.

Indaguemos un poco más en el proceso de fabricación de los e-fuels. Lo curioso es que en él se captura CO2 en lugar de liberarlo; de hecho, el propio gas de efecto invernadero actúa como materia prima. El primer paso es obtener hidrógeno del agua, por medio del conocido método de la electrólisis y utilizando energía renovable.

Lo peor parte del asunto es que para generar un combustible líquido es necesario añadir carbón, que -para hacer bien las cosas- puede obtenerse bien a través del reciclado del mismo en los procesos industriales, bien capturándolo del aire gracias a filtros especiales. Cuando combinamos el hidrógeno y el dióxido de carbono (CO2) obtenemos el combustible sintético, que puede ser gasolina, diésel, gas e incluso queroseno. También es posible mezclarlo con combustibles y lubricantes convencionales en cualquier proporción deseada, ya que su composición química es idéntica.

Otra ventaja de los combustibles sintéticos es que se pueden diseñar para quemarse prácticamente sin hollín, lo que supone reducir significativamente el coste del tratamiento de los gases de escape.

Además, 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, léase camiones cisterna, tuberías y estaciones de servicio, entre otras. Y, por supuesto, sus aplicaciones no se limitan a los automóviles y podrían extenderse a barcos, aviones o vehículos pesados.

La experiencia del Astara Team

Al igual que los combustibles fósiles, el e-fuel es capaz de almacenar una enorme cantidad de energía en un tamaño y peso muy reducido: un litro de este carburante contiene 10.752 kWh. Su rendimiento energético 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.

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, según los cálculos del Astara Team. Por ejemplo, su Astara 01 Concept del Dakar es capaz de embarcar 3.870 kWh con sus depósitos 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).

Obviamente, no todo son luces en lo que respecta a los combustibles sintéticos. Entre las sombras, que explican las reticencias hacia ellos de Mercedes-Benz y otros fabricantes, hay que mencionar la ineficiencia del actual sistema de producción, en el que se aprovecha la mitad de la energía eléctrica que se invierte. Además, esta última debe ser 100% renovable y, naturalmente, no a todos los países y compañías les sale rentable la inversión.

¿Y qué pasa con el precio? Diversos estudios sugieren que el carburante en sí, excluyendo los impuestos especiales, podría costar a largo plazo entre 1,00 y 1,40 euros por litro. Un incremento de la producción y precios favorables de la electricidad -que no es precisamente lo que tenemos hoy- podrían ayudar a abaratar el e-fuel, pero de momento la situación dista mucho de ello. De hecho, el International Council on Clean Transportation (ICCT) pronostica que, con una demanda significativa, en 2030 el coste de fabricación estará todavía entre los 3 y los 4 euros por litro.