L’aviació verda agafa la ruta conservadora
Des d’aquest any, els avions han d’omplir almenys un 2% del dipòsit amb combustible sostenible, fet amb olis domèstics, greixos residuals i biomassa
Els fabricants d’aeronaus exploren tecnologies que no emetin CO2 basades en l’hidrogen verd, però encara estan en fase de desenvolupament
L’any 2020 Airbus va llançar el projecte ZEROe per explorar la viabilitat tecnològica de fer avions sense emissions propulsats per hidrogen, amb dues rutes bàsiques: la combustió i la pila de combustible. Finalment, enguany la companyia ha anunciat que es decanta per la segona via: hèlices elèctriques alimentades per piles de combustible d’hidrogen, que transformen el gas en electricitat mitjançant una reacció química; això sí, sense descartar definitivament la combustió directa.
Ara bé, l’arribada al mercat d’aquesta nova generació d’avions encara necessitarà més de deu anys de desenvolupaments, proves i certificacions per fer viable comercialment l’ús en avions d’un gas tan volàtil com l’hidrogen. També caldrà veure l’autonomia d’aquestes naus per substituir les propulsades per querosè en el llarg recorregut, allà on més necessari és: actualment més del 70% de les emissions de CO2 venen de vols de mitjà i llarg radi.
Malgrat tots els interrogants que encara hi ha, l’escenari de futur de l’aviació és una substitució de la tecnologia actual per una altra. Però en el curt i mitjà termini, davant els objectius climàtics definits per la Unió Europea per descarbonitzar el transport s’ha optat per una estratègia més pragmàtica, que implica la reducció progressiva dels combustibles fòssils dels dipòsits dels avions i la incorporació dels combustibles sostenibles o SAF (la sigla anglesa de sustainable aviation fuel). El SAF presenta molts avantatges: ja està disponible, es pot barrejar amb el fuel convencional, no cal modificar els avions actuals i, per a Europa, significa avançar en la reducció la dependència de l’exterior.
Aquest any, els SAF haurien d’arribar a representar el 2% del total del combustible cremat als avions; el 2030, el 6%; el 2040, el 34%, i el 2050, el 70%. Algunes companyies han adoptat plans d’incorporació més ambiciosos que els que fixa la UE, segurament per llançar un missatge de compromís mediambiental, en una indústria que arrossega l’estigma de ser molt contaminant.
L’aviació és responsable del 2,1% de totes les emissions de CO2 al món i del 12% de les del transport. Ara bé, emet 96 grams de CO2 per passatger i quilòmetre, pels 28 del ferrocarril o els 68 de l’autobús no elèctric.
Qüestió lèxica
Tot i que l’adopció gradual del SAF es promociona des del sector com la palanca per a la descarbonització, el fet és que els avions continuaran emetent CO2 (entre altres gasos), i no menys sinó més, perquè les previsions del sector apunten que l’oferta i la demanda de vols augmentarà a tot el món. En el fons és una transformació poc revolucionària: no implicarà canvis substancials en la indústria aeronàutica, més enllà d’un augment dels costos, perquè la factura del SAF és més elevada que la del combustible fòssil, almenys inicialment. “El combustible sostenible de l’aviació està basat en carboni i per tant emetrà CO2; des d’aquest punt de vista no seria correcte parlar de descarbonitzar, sinó de desfossilitzar”, indica Lluís Soler, professor del departament d’enginyeria química de la UPC.
Per la seva banda, Jordi Pons, responsable del grup de treball d’aeronàutica i espai del Col·legi d’Enginyers Industrials, prefereix utilitzar l’expressió balanç de carboni zero: “Si s’analitza tot el cicle de vida del combustible, el SAF s’ha fet amb matèria primera de plantes que han captat el CO2 de l’atmosfera; aleshores quan el cremes s’allibera CO2 que havia estat absorbit abans, es compensa una cosa amb l’altra i el resultat és zero”, afirma. Descarbonitzar per després carbonitzar.
En realitat no és un saldo zero: el Grup IAG (Vueling, Iberia, British Airways) calcula que la reduccions de les emissions tenint en compte tot el cicle de vida del SAF és d’un 80% respecte a un combustible convencional que s’extreu de la terra. “El SAF és la nostra bala de plata per descarbonitzar-nos”, va reconèixer Anton Mora, cap d’estratègia i operacions de Vueling, en unes jornades del Col·legi d’Enginyers Industrials el mes d’octubre passat.
Hi ha altres palanques com ara substituir les aeronaus per altres que gastin menys combustible, fer canvis en l’operativa de les aeronaus que ajudin a reduir el combustible cremat o electrificar la flota de vehicles terrestres. Però després d’anys treballant l’eficiència ja no hi ha molt marge de millora en el futur; per això és tan important el SAF perquè el sector es pugui penjar l’etiqueta d’ecològic a falta d’una alternativa que deixi menys petjada de carboni.
Produir SAF
En aquest punt, el gran repte que hi ha en aquests moments és la fabricació de SAF per respondre a les necessitats creixents dels pròxims anys. Per això en els darrers temps operadores d’aeroports, aerolínies, petrolieres i altres agents han començat a treballar plegats per crear un clima favorable perquè les administracions s’impliquin en la creació d’un nou sector vinculat a la transició energètica de l’aviació.
En aquest sentit, un informe recent de PwC encarregat per l’Associació Espanyola de Biocircularitat (Biocirc), Iberia, Moeve (antiga Cepsa) i Vueling exhorta el govern espanyol a liderar aquesta transformació que exigirà la construcció de fins a 32 plantes de producció de SAF a l’Estat, amb un cost estimat de 22.362 milions d’euros fins al 2050, segons es calcula. En concret, els autors de l’informe demanaven incentius i un marc legal que proporcioni seguretat als inversors, entre altres propostes. “El SAF té un cost elevat que cal mitigar perquè empreses i consumidors puguin assumir l’esforç de manera sostenible, sense posar en risc inversions i connectivitat”, diu l’estudi. El cost acumulat derivat de barrejar querosè amb SAF, segons les proporcions que fixa la UE, serà de 68 milions d’euros aquest 2025, de 678 milions el 2030 i de 5.045 milions el 2040. D’altra banda, els autors de l’estudi calculen que els projectes de plantes de SAF anunciats a l’Estat no podran satisfer la demanda més enllà del 2030.
Capturar diòxid de carboni
Hi ha diferents tipus de combustible sostenible a partir de la manera com s’obté el principal component: el diòxid de carboni. Un primer gran grup és el d’origen biològic. Descartada la via de cultivar plantes que puguin competir amb l’alimentació humana per fer biocombustibles, com a matèria primera del SAF es poden utilitzar residus urbans, forestals o agrícoles, olis domèstics usats o els greixos animals de rebuig.
La segona categoria és el SAF sintètic. En aquest cas, el CO2 procedeix de la captació directa, ja sigui d’una font industrial que el genera o de l’atmosfera. El SAF sintètic, a hores d’ara, és una modalitat més cara i difícil d’aconseguir, però s’investiga perquè ho deixi de ser en el futur.
Una tercera ruta per fer SAF és el coprocessat: bàsicament consisteix a barrejar els greixos residuals directament amb el cru i refinar el resultat: només permet incorporar un 5% d’olis del total i lògicament el SAF que s’obté és sostenible molt parcialment, però posats a restar emissions, totes les opcions sumen i això és important per a la indústria de l’aviació per assolir els objectius.
Olis domèstics
La primera via exigeix disposar d’un accés a la matèria primera que sol ser poc estructurada i menys consolidada, en volums importants. Per exemple, si l’opció triada és la dels olis domèstics, cal crear unes estructures que ara no existeixen per captar i assegurar el proveïment de les plantes de SAF a partir d’aquests olis: “Les matèries primeres per fer combustible sostenible són les que són i no podem fregir més croquetes per fer més SAF; per tant, totes les tecnologies són necessàries”, va destacar Alfonso Gotor, gerent d’aviació comercial de Repsol, en les jornades del Col·legi d’Enginyers. En aquest sentit, l’energètica va inaugurar el 2024 una planta a Cartagena (Múrcia) amb capacitat per subministrar cada any unes 250.000 tones de combustible renovable a partir d’olis de cuina usats i residus de la indústria alimentària que no es poden consumir. La pregunta de rigor és si hi ha prou matèria primera: “Els estudis diuen que sí, que hi ha matèria primera i que donant-hi el pes correcte en cadascuna de les rutes podem aconseguir els objectius”, conclou Gotor.
A més, Repsol té el projecte d’una planta de SAF sintètic a Bilbao, que captura el CO2 de l’atmosfera, però requereix desenvolupar la tecnologia i destinar-hi una gran inversió: més de cent milions d’euros. El procediment per fer SAF sintètic és a ulls d’un profà el més sorprenent per evident: el CO2 s’agafa de l’aire. Cal pensar que un 0,04% de l’atmosfera és diòxid de carboni, que es pot recollir i seleccionar per utilitzar-lo posteriorment. Ara bé, resulta més profitós fer la captació allà on està més concentrat: la xemeneia de processos industrials bruts, com ara plantes de cicle combinat, cimenteres o altres indústries contaminants. Les altes densitats de diòxid de carboni d’aquest aire faciliten el filtrat del gas. “És una tecnologia molt prometedora però ara com ara encara està poc madura”, adverteix Jordi Pons.
Davant la disjuntiva de quina ruta agafar, Lluís Soler ho té clar: “Es tracta d’estudiar quin és el producte de partida més interessant, és a dir, que sigui al més barat possible; per tant s’ha de mirar localment què hi ha disponible, si hi ha molts processos que emeten CO2, si hi ha plantes de tractament de residus que poden generar biomassa... tot dependrà”, explica.
En aquest mateix sentit, Josep Sabaté, màxim executiu d’Insvatech, una empresa de Martorelles que fa plantes de processos químics i farmacèutics i que últimament s’ha especialitzat a fer instal·lacions de SAF, explica que “té molt de sentit posar una planta de metanol al costat d’una indústria que genera CO2 i al costat, una altra de SAF”.
Hidrogen verd
I és que amb CO2 verd no n’hi ha prou per fer SAF. Cal també hidrogen verd per fer metanol –la base del SAF– i això afegeix altres variables a l’equació.
Com s’ha vist amb els plans d’Airbus, l’hidrogen té un paper molt important en la transició energètica de l’aviació, però també és clau a nivell general: des de generar energia fins a emmagatzemar-la. “L’ hidrogen és com una navalla suïssa, serveix per a moltes coses”, diu Soler, que és subdirector del Centre Específic de Recerca de l’Hidrogen de la UPC (CER-H2), i es dedica a trobar maneres de produir hidrogen. Actualment, gairebé tot l’hidrogen que es consumeix a Catalunya –principalment a la petroquímica de Tarragona– prové del gas natural i té emissions de CO2 associades: és l’anomenat hidrogen gris. “Hem de migrar cap a l’hidrogen renovable i a això ens dediquem”, detalla.
La recerca ha d’obrir noves vies més eficients per fer hidrogen verd, però, per ara, la que s’utilitza és la clàssica de la hidròlisi a partir de l’aigua (H2O), que requereix un alt consum d’electricitat, per la qual cosa les plantes de SAF solen estar vinculades a parcs d’energia renovable d’autoconsum. La idea és que en un futur es pugui produir hidrogen amb l’excedent de les renovables, per abaratir costos. “Al final tot arribarà; s’augmentarà el parc de renovables, tots aquests preus hauran d’anar baixant i a mesura que anem tenint més electricitat renovable, anirem també augmentant les plantes de producció d’hidrogen i hi començarà a haver hidroductes i això acabarà sent una realitat”, vaticina Soler.
L’escenari actual és ben diferent: el preu del quilo d’hidrogen produït de manera sostenible pot oscil·lar de cinc a vuit euros, en funció d’on es fabriqui; en canvi, l’hidrogen gris costa un euro el quilo. Lògicament és un element més que encareix el producte final.
Amb el CO2 i l’hidrogen sostenibles es pot fer metanol verd gràcies a un procés químic conegut amb el nom Fischer-Tropsch, que no suposa cap novetat per als químics. A partir d’aquí un altre procés s’encarrega de anar generant molècules cada cop més complexes fins a arribar al querosè.
I aquí hi ha molt marge per innovar, segons explica Josep Sabaté: “La clau de volta és aconseguir querosè de metanol verd amb rendiments alts, és a dir, que el metanol es transformi molt més en querosè que no en un popurri de coses que no interessen.” Insvatech està fent una planta pilot per a l’startup suïssa Matafuels, que ha inventat una manera eficient de fer SAF a partir de metanol verd [vegeu peça a la plana 3]. Sabaté explica que el procediment de la companyia suïssa dona un percentatge de querosè més alt que el de la competència, però ara es tracta de testar-lo a nivell industrial i la companyia vallesana ha estat el soci seleccionat per dissenyar i construir la planta.
Les aerolínies ja han començat a barrejar SAF amb querosè i intenten corresponsabilitzar de la potenciació els seus clients. Així per exemple l’empresa de logística internacional DHL, que té més de 300 avions i és el principal consumidor de SAF al món, ha aconseguit augmentar significativament el nombre de clients que estan disposats a pagar una mica més per reduir la petjada ecològica. Actualment només el 2,5% del combustible que utilitzen és SAF i la intenció és arribar al 30% el 2030.
Transició
Totes les tecnologies implicades a fer més sostenible l’aviació es coneixen des de fa molts anys. De moment, no hi ha grans disrupcions ni en el procediment per fer SAF ni en el motor d’hidrogen per als futurs avions. Simplement es tracta d’ajustar i fer més eficients els processos per a les necessitats del mercat i que la tecnologia sigui segura: “La seguretat és clau en aquest sector i això està molt bé, però dificulta enormement la introducció de noves tecnologies, perquè qualsevol novetat té un procés de desenvolupament i de certificació molt lent”, indica Pons.
Mentrestant la indústria de l’aviació manté els plans per continuar creixent i augmentant l’oferta de seients. Cada temporada, les aerolínies anuncien noves rutes, noves freqüències o nous avions que augmenten la capacitat. El xoc que va suposar la pandèmia i el confinament per al sector ja s’ha superat, i els tràfics ja han tornat als nivells previs a la covid 19. “El sistema està pensat per a un creixement continu: cada cop més demanda, cada cop més avions volant, amb més gent a dins i consumint més combustible i emetent més CO2, per no parlar de moltes altres emissions que són tant o més perjudicials que el CO2”, subratlla Jordi Pons, del Col·legi d’Enginyers Industrials de Catalunya.
Aquest creixement sense aturador que ni la transició energètica alenteix acaba tensant d’una banda els aeroports, que periòdicament arriben al màxim de la seva capacitat i s’han d’ampliar, i d’una altra l’espai aeri, les carreteres per on passen els avions: “El cel és molt gran però tothom vol passar pel mateix lloc i hi ha zones a Europa molt congestionades que estan al límit”, diu Pons.
Algunes administracions europees han optat per prohibir els vols de curt radi quan hi hagi una alternativa en tren. En altres casos, estan ajudant a bastir una oferta ferroviària atractiva i competitiva perquè els viatgers facin el salt. Però les aerolínies es queixen que necessiten incentius i inversions per fer la transició, i no dificultats.
