¿Qué hacer cuando el sol o el viento no bastan?

Mucho antes de que el conflicto en Ucrania resaltara los peligros de la dependencia de las fuentes de energía fósiles, el mundo ya se estaba preparando para la descarbonización, y las energías renovables son la gran esperanza para alcanzar un mundo Net Zero. En el ámbito del Future Trends Forum (FTF), celebrado entre el 14 y el 16 de junio de 2022, en Madrid, organizado por la Fundación Innovación Bankinter, los mayores expertos del sector analizaron los avances tecnológicos y las nuevas perspectivas.

Sobre la necesidad de descarbonizar nuestras sociedades, resonaron fuerte las palabras de Katharine Hayhoe, directora del Climate Science Center en la Texas Tech University: “Todo en nuestro mundo, incluido el ordenamiento geopolítico, fue creado y diseñado con otras temperaturas, para otras temperaturas”. Hay que cambiar. No obstante, el 83% del abastecimiento energético sigue procediendo del carbón, el petróleo y el gas natural. De hecho, si es cierto que la cuota cubierta por las fuentes renovables está en constante crecimiento, sigue sin ser suficiente para completar un cambio definitivo.

Además, la energía solar térmica, la hidráulica o la eólica no son suficientes para cubrir todas las necesidades de ciudadanos e industrias del planeta. Según los expertos presentes en el FTF, hay dos prometedoras opciones que podrían acercar el objetivo de la neutralidad climática marcado por la Unión Europea para 2050: el hidrógeno verde y los biocombustibles.

El hidrógeno verde

La demanda de hidrógeno en 2020 fue de 90 millones de toneladas, producidas casi exclusivamente a partir de combustibles fósiles, pero hay signos alentadores de progreso. La capacidad mundial de electrolizadores, necesarios para producir hidrógeno verde, es decir, a partir de la electricidad, se ha duplicado en los últimos cinco años, superando los 300 MW a mediados de 2021. Los 350 proyectos actualmente en desarrollo podrían elevar la capacidad mundial a 54 GW en 2030. Otros 40 proyectos, que suman más de 35 GW de capacidad, se encuentran en las primeras fases de desarrollo.

Es una cifra importante, pero sigue estando muy por debajo de los 80 millones de toneladas que se necesitan para el camino hacia las emisiones netas de CO2 en 2050, según la hoja de ruta de la Agencia Internacional de la Energía (AIE). El caso es que existen varias barreras pàra este avance tecnológico, la primera de las cuales es el precio. “El hidrógeno verde aún está carísimo (cuatro veces más que el gas natural), por lo que vamos a usar hidrógeno donde no haya otras tecnologías viables”, apuntaba Marcelino Oreja, Consejero Delegado de Enagás.

“A pesar de esto, hay tecnologías que pueden combinarse, como las de vehículos eléctricos que también consuman hidrógeno. Además, si los costes de los combustibles siguen subiendo, el hidrógeno será más competitivo, por lo que se podría usar el hidrógeno azul (obtenido a partir de combustibles fósiles, pero con captura de CO2) hasta que se pueda producir a escala el hidrógeno verde”, auguraba el experto.

Los ámbitos más beneficiados por la revolución de los combustibles son la aviación y el transporte pesado por carretera. De hecho, a nivel mundial, el transporte es el sector más dependiente de los combustibles fósiles y representa el 37% de las emisiones de CO2 según la AIE. La aviación actualmente contribuye a la producción del 2,5% de los gases de efecto invernadero. Si para el transporte privado de baja capacidad y corta distancia, las baterías eléctricas podrían representar una solución, para los aviones más grandes, se trabaja en los que los expertos llaman Sustainable Aviation Fuel (SAF).

Los biocombustibles

Estos combustibles sostenibles son perfectamente compatibles con los actuales motores, pero, en lugar de destilarse del petróleo crudo, se producen, directa o indirectamente, a partir del dióxido de carbono, capturado de diferentes maneras. Una doble ventaja. De hecho, en 2021, las emisiones de dióxido de carbono relacionadas con la energía tocaron un nuevo récord mundial, con 36.300 millones de toneladas, según la AIE, La Agencia, por tanto, recomienda la captura, utilización y almacenamiento de carbono (CCUS) como una de las mejores soluciones para extraer toneladas de CO2 de la atmósfera.

Desafortunadamente, producir SAF es complicado y unas tres veces más caro que el combustible normal. De momento, se obtiene mayoritariamente a partir de residuos de aceite de cocina y grasas animales, cuyas moléculas de triglicéridos deben su existencia a la acción de la luz solar sobre la clorofila. Se utiliza por tanto la fotosíntesis para obtener la fijación del dióxido de carbono en grandes moléculas ricas en energía. Luego los triglicéridos son hidrotratados, igual que se hace normalmente para producir biodiesel para el transporte terrestre.

Hay varios proyectos en marcha y el mayor productor de SAF hidrotratado es la empresa finlandesa Neste, cuyo objetivo es transformar 1.900 millones de litros de SAF por año para finales de 2023. Aproximadamente quince veces la producción mundial de 2021. Sin embargo, sigue siendo menos del 2% del consumo mundial de combustible para la aviación.

Mientras, se está intentando ampliar la gama de materiales que se pueden transformar en SAF, para no causar especulaciones en el mercado alimentario ni favorecer los monocultivos de las plantas de las que sacar los aceites y grasas necesarios. La empresa estadounidense Alder fuels, por ejemplo, aprovecha desechos de la silvicultura y la agricultura. Utiliza la pirólisis para atomizar la materia mediante la aplicación de calor y obtener un líquido rico en hidrocarburos. Boeing, el mayor fabricante de aviones de Estados Unidos, anunció en julio de 2022 que probaría este combustible. Alder espera comenzar la producción comercial en 2024.

Aprovechar la Co2 emitida por las plantas industriales

Otros proyectos buscan aprovechar las emisiones de las plantas industriales para fijar el dióxido de carbono necesario para producir los e-fuel. Se trata de los llamados procesos power-to-liquid con los que crear una mezcla de hidrógeno y monóxido de carbono. Se calcula que esta tecnología podría evitar la emisión de ocho mil millones de toneladas de CO2 antes de 2050, permitiendo descarbonizar sectores altamente contaminantes, según Ana Karen, COO en Climate Trade.

Obtenido por electrólisis del agua (separación de las moléculas de agua), usando electricidad proveniente de fuentes renovables, el hidrógeno verde es un vector de energía limpia que puede utilizarse para generar electricidad directamente mediante pilas de hidrógeno y en la elaboración de biocombustibles. En Noruega, el consorcio Norsk e-Fuels aspira a producir 12,5 millones de litros por año de biocombustibles a partir de 2024, aprovechando la energía hidroeléctrica y eólica. En cambio, la empresa suiza Synhelion utiliza la energía solar.

Todavía quedan varios desafíos técnicos, que tienen que ver con las dificultades genéricas de los gases, y cuestiones económicas. De hecho, el hidrógeno tiene la desventaja de ser más voluminoso y, si se quiere transportar mucha cantidad de energía, se necesitan volúmenes muy grandes. Esto implica la necesidad de comprimirlo, o licuarlo, lo que requiere temperaturas muy bajas (-253ºC) y depósitos muy pesados.

En la actualidad, existen 16 proyectos en fase avanzada de planificación, incluidos varios que se enfrentan a una decisión final de inversión (FID) en los próximos 12 meses, y que representan una inversión total estimada de más de 27.000 millones de dólares. Esto supone casi el doble de la inversión en proyectos encargados desde 2010. No obstante, las dificultades, la carrera mundial hacia los biocombustibles y el hidrógeno verde está lanzada.