El informe "Sustainable Future Aviation 2025-2045: Trends, Technologies, Forecasts" de IDTechEx destaca que el hidrógeno jugará un papel crucial en los esfuerzos por descarbonizar la industria de la aviación. Según este análisis, se espera que el mercado de aviones comerciales impulsados por hidrógeno alcance los 20.000 millones de dólares para 2045.
No obstante, para que el hidrógeno contribuya significativamente a la reducción de emisiones de carbono, es necesario considerar cuidadosamente tanto las tecnologías aplicadas en los aviones como la fuente del hidrógeno utilizado. De no hacerlo adecuadamente, el impacto ambiental podría ser incluso peor que con los aviones actuales que operan con combustible convencional.
Decisiones críticas en el desarrollo de la aviación con hidrógeno
Existen tres factores clave que las empresas aeronáuticas deben evaluar en el desarrollo de aviones propulsados por hidrógeno:
- Tipo de motor: adaptar los motores a reacción tradicionales para funcionar con hidrógeno o desarrollar un sistema de propulsión eléctrico con pila de combustible.
- Estado del hidrógeno: decidir entre el uso de hidrógeno líquido criogénico o hidrógeno gaseoso presurizado.
- Fuente de hidrógeno: elegir el origen del hidrógeno, también conocido como su ‘color’, que puede impactar significativamente en las emisiones de carbono.
Cada una de estas decisiones influirá directamente en la huella de carbono de las operaciones, la autonomía de los aviones y su capacidad para reemplazar rutas que actualmente dependen del combustible fósil. Tomar decisiones erróneas en cualquiera de estos puntos podría limitar el impacto positivo que se busca en la descarbonización de la industria aérea y convertir estos desarrollos en una maniobra de ‘greenwashing’ (término que se utiliza para describir la práctica para parecer que los productos o servicios son más respetuosos con el medio ambiente de lo que realmente son).
Motores de combustión interna de hidrógeno frente a pilas de combustible
El uso de motores de combustión interna adaptados para hidrógeno (H2 ICE) resulta atractivo para fabricantes como Pratt & Whitney, General Electric y Rolls-Royce, ya que se basa en gran medida en la tecnología de turbinas a reacción actual, con modificaciones relativamente menores. Este planteamiento también es interesante para empresas como Boeing y Airbus, que encontrarían beneficios en la continuidad operativa y de mantenimiento.
Sin embargo, estos motores no son tan eficientes como los sistemas eléctricos basados en pilas de combustible, que pueden ofrecer hasta un 50% más de autonomía con la misma cantidad de hidrógeno. Además, los aviones con H2 ICE generarían un 33% más de emisiones de carbono si se utilizara hidrógeno no neutro en carbono.
Por otro lado, los aviones eléctricos con pilas de combustible presentan desafíos técnicos, como la durabilidad de las celdas de membrana de intercambio de protones (PEMFC), que probablemente requerirían reemplazo cada 18 meses, aumentando los costes operativos. Sin embargo, su ventaja radica en la mayor eficiencia energética y menor huella de carbono, lo que los posiciona como una opción más sostenible a largo plazo, siempre que se superen los retos tecnológicos.
Hidrógeno líquido versus hidrógeno presurizado
Uno de los mayores desafíos del hidrógeno es su baja densidad energética volumétrica en condiciones normales. Aunque su densidad gravimétrica es atractiva, su almacenamiento y transporte requieren soluciones complejas. El hidrógeno presurizado a 700 bar tiene solo una sexta parte de la densidad energética del combustible para aviones, lo que limitaría significativamente el alcance de los vuelos. El hidrógeno líquido, aunque ofrece una mejor densidad energética (alrededor del 37% del alcance de un avión a reacción tradicional), requiere mantener temperaturas de -250°C, lo que añade complicaciones logísticas y tecnológicas tanto en tierra como a bordo.
El informe de IDTechEx profundiza en las ventajas y desventajas de ambas opciones, detallando el impacto que estas decisiones tienen sobre la autonomía de los aviones y su viabilidad operativa.
El ‘color’ del hidrógeno: Un factor crucial
No todo el hidrógeno es igual en términos de sostenibilidad. La producción de hidrógeno puede variar enormemente dependiendo de su fuente, lo que se refleja en su color: verde (a partir de energías renovables), azul (con captura de carbono) o gris (producido con combustibles fósiles). Para que el hidrógeno contribuya realmente a la descarbonización, es fundamental que se utilice hidrógeno verde o, en su defecto, azul. De lo contrario, el uso de hidrógeno gris podría incrementar las emisiones de carbono, contraviniendo los objetivos de sostenibilidad.
La adopción del hidrógeno en la aviación comercial promete transformar la industria hacia un futuro más limpio. Sin embargo, las decisiones tecnológicas, logísticas y de suministro de hidrógeno que tomen las empresas serán determinantes para el éxito o fracaso de estos avances.
