Los biocombustibles se obtienen a partir de materias orgánicas como cultivos, residuos agrícolas, residuos forestales y desechos animales. Tienen una amplia variedad de aplicaciones, como la generación de electricidad, la calefacción y el transporte. Los que se emplean en motores de combustión, en estado líquido, como el etanol y el biodiésel, provienen de cultivos como el maíz, la caña de azúcar y las semillas oleaginosas.
También ofrecen una serie de ventajas ambientales. Emiten menos gases de efecto invernadero (GEI) que los combustibles fósiles y contribuyen a la reducción de su dependencia. Sin embargo, tienen un impacto ambiental negativo en la deforestación y la competencia con la producción de alimentos. Si bien las baterías son claramente la mejor alternativa para la reducción de GEI, las estimaciones sobre el potencial de estos nuevos combustibles brindan la única oportunidad de subsistir a los vehículos de combustión en un futuro.
Los próximos 30 años son clave
Por EE.UU circulan más de 280 millones de automóviles ligeros, la gran mayoría de ellos propulsados por un motor de combustión interna. Según las predicciones, en 2030, la mitad de los turismos nuevos serán eléctricos, alimentados por baterías o por hidrógeno. Aunque parezca mucho, solo representarán el 20% de toda la flota de automóviles de pasajeros.
En Europa, el año 2035 se presenta como el límite para la venta de nuevos vehículos de combustión y en EE.UU el momento en el que se impondrá su eliminación gradual. Será en el año 2050 cuando todos los vehículos serán cero emisiones. Las decisiones de los políticos deben ir encaminadas a crear un marco adecuado para alcanzar estos objetivos, dirigiendo adecuando las subvenciones de ayuda a la compra y a los programas de I+D.
El análisis completo de Argonne
Los investigadores del Laboratorio Nacional de Argonne han presentado una actualización de un estudio realizado en 2016 que analiza las emisiones de gases de efecto invernadero de diferentes tecnologías de propulsión. En él comparan el ciclo de vida del pozo a la rueda de los vehículos de pasajeros de tamaño medio, berlinas y SUV para los próximos 30 años.
La metodología se basa en un modelo GREET(Greenhouse gases, Regulated Emissions, and Energy use in Transportation - Gases de efecto invernadero, emisiones reguladas y uso de energía en el transporte) actualizado. Aunque se trata de un estudio centrado en EE.UU., puede ser perfectamente extrapolado, ya que adopta un enfoque centrado en las rutas a seguir en lugar de en diversos escenarios probables.
Examina caminos técnicamente factibles y escalables en el futuro, basándose en los pronósticos de diferentes agencias federales. Evalúa el potencial de los combustibles líquidos sintéticos producidos utilizando fuentes renovables, a los que considera cruciales para la transición al transporte de cero emisiones porque los vehículos de combustión seguirán representando una gran parte de la flota hasta la mitad de este siglo.
Existen una serie de ‘casos tecnológicos’ en los que los combustibles sintéticos pueden reemplazar a los actuales combustibles fósiles. Sin embargo, hay una pequeña ‘trampa’ que no se tiene en consideración: ninguno de ellos ha demostrado ser económicamente viable por ahora, ya que dependen principalmente de subvenciones para la implementación de programas de I+D y proyectos piloto.
El estudio proporciona un análisis integral de los costes de las diferentes tecnologías relacionados con los beneficios en la reducción de emisiones de GEI. También estima los costes que impactan directamente en la aceptación pública de cada tecnología y los que conllevan las políticas necesarias para implantarlas, lo que ayudará a los legisladores a formular sus propuestas. Para que la comparación sea más clara, no se tienen en cuenta los impuestos a los combustibles ni los subsidios a las nuevas tecnologías.
Los resultados del análisis
La pregunta que este estudio trata de responder con la mayor precisión posible es qué tecnologías proporcionan la mejor relación entre grandes reducciones de emisiones y un coste razonable para los usuarios finales. Para los cálculos se establecen dos tipologías de automóviles de pasajeros: compactos de tamaño medio y SUV pequeños.
La metodología del estudio es bastante simple: basándose en la base de datos de vehículos de Argonne y utilizando su herramienta de simulación Autonomie, se crearon dos vehículos de referencia y se modelaron para cada tecnología, lo que ofrece una base de comparación clara y precisa.
Las diferencias con la vida real vendrán de las particularidades técnicas inherentes a la construcción de los automóviles y a la creación de los combustibles. Sin embargo, este estudio se convierte en una herramienta para comprender mejor los pros y los contras de cada vía.
Para el modelado de cada vehículo, los investigadores de Argonne consideraron una vida útil completa de 15 años y un uso promedio. En el la siguiente gráfica, se muestra la reducción potencial de emisiones encada una de las tecnologías consideradas.
- Combustibles para vehículos con motor de combustión interna (ICE), híbridos (HEV) e híbridos enchufables (PHEV).
- Hidrógeno para vehículos de celda de combustible (FCEV).
- Electricidad para vehículos equipados con baterías, principalmente 100% eléctricos ( BEV ), pero también híbridos enchufables (PHEV).
Las líneas negras representan el nivel promedio de emisiones de CO2 equivalente por milla (CO2e/mi) usando la tecnología actual. Las líneas rojas representan el uso de tecnología futura considerando los avances en la eficiencia del tren de potencia. La flecha gris muestra el potencial de reducción de emisiones futuras en el mejor de los casos para cada una de ellas. Por último, la línea azul representa la carga de emisiones relacionada con la producción de los vehículos durante toda su vida útil, considerando que el vehículo funciona sin emisiones.
La línea azul destaca que las diferencias entre distintos tipos de tecnologías son mínimas. Los ICE logran los mejores resultados, aproximadamente 30 g CO2e/mi, mientras que las tecnologías que dependen de baterías son ligeramente superiores, pero por debajo de la barra de 50 g CO2e /mi. Es decir, en el caso de los BEV, las emisiones relacionadas con la fabricación de baterías representan el porcentaje más alto de las emisiones totales. Esto es así porque sus valores de emisiones totales son los más bajos durante toda la vida útil del automóvil.
Las líneas negras muestran que de gasolina, diésel y GNC superan los 300 g CO2e /mi. Solo el biocombustible E85 reduce las emisiones a 229 g CO2e /mi, por debajo de los híbrida y casi a la par con los híbridos enchufables y la pila de combustible. Los BEV con autonomía de 300-400 km se quedan por debajo de la barra de 200 g CO2e/mi (166 g CO2e /mi y 182 g CO2/mi respectivamente). Los BEV de largo alcance (más de 600 km) emiten 209 g CO2e /mi, debido al mayor tamaño de sus baterías.
Las líneas rojas, que consideran la mejora de eficiencia, muestran las posibilidades de reducción promedio de las emisiones: los ICE pueden reducir más de 50 g CO2e /mi (la gasolina podría reducir las emisiones en 95 g CO2e/mi). Los BEV siguen siendo, con mucho, los más eficientes con menos de 150 g CO2e /mi. Ninguno de los combustibles convencionales es tan bueno como las baterías en términos de ahorro de emisiones hasta este momento.
Las flechas grises indican que, entre los combustibles, son los sintéticos los que mayor potencial de reducción de emisiones tienen: entre 87 y 52 g CO2e /mi, lo que supone más del 80% en el mejor de los casos, siembre que se empleen fuentes renovables para obtenerlos. Este resultado indica que llevan la reducción de emisiones casi al mismo nivel que los vehículos eléctricos con batería, donde la electricidad proviene principalmente de la energía solar y eólica. Un argumento a favor de los defensores de los motores de combustión interna.
¿Los combustibles sintéticos son realmente una opción?
La tecnología de los biocombustibles está dando sus primeros pasos, por detrás incluso que el hidrógeno. Aunque en otro estadio, lo mismo puede decirse de las baterías, pero el tiempo corre y el cambio climático empeora cada año.
También es importante tener en cuenta que su potencial eficiencia y viabiliadad económica frente a las baterías depende de los motores de combustión. En ellos, las fricciones internas y las pérdidas de calor siguen presentes, lo que no permite mejorar significativamente la eficiencia. También se mantiene la necesidad del mantenimiento y el uso adecuado y el aumento de las emisiones debido al desgaste de los componentes del motor.
Otro factor clave de estos combustibles es que se basan en que liberan a la atmósfera el CO2 utilizado para crearlos, (algo que debe probarse en un proyecto a escala). Por lo tanto, no es realmente una solución para reducir las emisiones en el sector del transporte, sino más bien para mantenerlas al mismo nivel.
En cualquier caso, son la mejor apuesta para reducir las emisiones de los automóviles de combustión que seguirán fabricándose hasta medidos de la década que viene y en uso, probablemente hasta 2050.
