¿Cómo lograremos un vuelo con carbono neutro en el futuro?

La aviación neutra en cuanto al carbono y el uso de combustibles fósiles no son mutuamente excluyentes

15.01.2021 - Suiza

Es posible que la aviación sea neutra en cuanto al carbono, pero es probable que en el futuro las aeronaves sigan funcionando con combustibles fósiles. El_CO2 que emiten debe ser sistemáticamente almacenado bajo tierra. Este es el más económico de varios enfoques que los investigadores de la ETH han comparado en detalle.

Está políticamente acordado y es necesario por razones de protección climática que toda nuestra economía se vuelva climáticamente neutra en las próximas décadas - y eso se aplica también a los viajes aéreos. Este es un objetivo técnicamente factible, y hay numerosas formas de lograrlo. El profesor Marco Mazzotti de la ETH y su equipo han comparado las opciones que parecen ser las más fáciles de implementar a corto y mediano plazo y las han evaluado de acuerdo con factores como la eficacia en función de los costos.

Los investigadores del ETH concluyen que la opción más favorable es seguir alimentando las aeronaves con combustibles fósiles en el futuro, pero luego eliminar las emisiones de_CO2 asociadas a la atmósfera utilizando plantas de captura de_CO2 y almacenar ese_CO2 permanentemente en el subsuelo (captura y almacenamiento de carbono, CCS). "La tecnología necesaria ya existe, y las instalaciones de almacenamiento subterráneo han estado operando durante años en el Mar del Norte y en otros lugares", dice Viola Becattini, postdoctora del grupo de Mazzotti y primera autora del estudio.

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El proceso de separación es tanto eficiente en términos de energía como de costos.

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"El enfoque puede convertirse en una solución de mitigación de costos competitivos para los viajes aéreos en caso de que, por ejemplo, se imponga un impuesto al carbono o un sistema de tope e intercambio de emisiones de combustibles fósiles para reactores, o si los gobiernos ofrecieran incentivos financieros para el despliegue de tecnologías de CAC y el logro de objetivos climáticos", dice la profesora Mazzotti de la ETH.

Directa o indirectamente desde el aire

Básicamente, hay dos maneras de capturar_CO2: directamente del aire o indirectamente en un lugar donde se quema material orgánico, por ejemplo en una planta de incineración de residuos. "En términos generales, la mitad del carbono de los residuos quemados en las incineradoras municipales proviene de fuentes fósiles, como el plástico que se ha producido a partir del petróleo. La otra mitad es material orgánico, como la madera o productos de madera como el papel y el cartón", dice Mazzotti.

Desde la perspectiva de la acción climática, la captura y el almacenamiento de la parte de carbono de origen fósil es un juego de suma cero: simplemente envía el carbono que se originó bajo tierra de vuelta al lugar de donde vino. En cuanto a la parte de carbono de fuentes orgánicas, este fue originalmente absorbido del aire como_CO2 por las plantas, por lo que capturar y almacenar este carbono es una forma indirecta de eliminar el_CO2 del aire. Esto significa que el CCS es un método adecuado para volver a poner el carbono de los combustibles fósiles de aviación bajo tierra, y hacer que el viaje aéreo sea efectivamente neutro en carbono.

En su estudio, los científicos de la ETH pudieron demostrar que la captura indirecta de carbono de los gases de incineración de residuos cuesta significativamente menos que la captura directa de carbono del aire, que también es ya técnicamente factible.

Los combustibles sintéticos son más caros

Como opción adicional, los científicos investigaron la producción de combustible sintético de aviación a partir de_CO2 capturado directa o indirectamente del aire (captura y utilización de carbono, CCU). Debido a que la síntesis química del combustible a partir del_CO2 es intensiva en energía y por lo tanto costosa, este enfoque es en cualquier caso menos económico que el uso de combustible fósil y CCS. Independientemente de si el_CO2 es capturado directa o indirectamente, la CCU es aproximadamente tres veces más cara que la CAC.

El profesor Mazzotti de la ETH también señala uno de los escollos de la UCC: dependiendo de la fuente de energía, este enfoque puede ser incluso contraproducente desde la perspectiva de la acción climática, a saber, si la electricidad utilizada para producir el combustible proviene de centrales eléctricas alimentadas con combustibles fósiles. "Con la actual combinación de electricidad de Suiza o con la de Francia, que tiene una alta proporción de energía nuclear, la UCC de alto consumo energético ya es más perjudicial para el clima que el statu quo con los combustibles fósiles para la aviación, y más aún con la combinación media de electricidad en la UE, que tiene una mayor proporción de centrales eléctricas alimentadas con combustibles fósiles", dice Mazzotti. La única situación en la que la UCC tendría sentido desde el punto de vista de la acción climática es si prácticamente toda la electricidad utilizada procede de fuentes neutras en cuanto al carbono.

Más rentable a lo largo del tiempo

"A pesar de esta limitación y del coste fundamentalmente elevado de la UCC, puede haber regiones del mundo en las que tenga sentido. Por ejemplo, donde se genera mucha electricidad renovable y no hay sitios adecuados para el almacenamiento de_CO2 ", dice Becattini.

Los investigadores de la ETH calcularon los costos de las diversas opciones para la aviación de carbono neutral no sólo en la actualidad, sino también para el período hasta el 2050. Esperan que las tecnologías de CCS y CCU sean menos costosas tanto a medida que la tecnología avance como por medio de las economías de escala. Es probable que aumente el precio de las emisiones de_CO2 impuestas por los impuestos sobre el carbono. Debido a estos dos desarrollos, los investigadores esperan que el CCS y el CCU se vuelvan más rentables con el tiempo.

Infraestructura necesaria

Los investigadores enfatizan que hay otras formas de hacer que los viajes en avión sean neutros en cuanto al carbono. Por ejemplo, hay muchas investigaciones en curso sobre aviones que funcionan con electricidad o hidrógeno. Mazzotti dice que aunque estos esfuerzos deben ser tomados en serio, hay inconvenientes con ambos enfoques. Por un lado, es probable que los aviones que funcionan con electricidad no sean adecuados para vuelos de larga distancia debido al peso de sus baterías. Y antes de que el hidrógeno pueda ser usado como combustible, tanto la aeronave como su infraestructura de suministro tendrán que ser completamente desarrolladas y construidas desde cero. Debido a que estos enfoques se encuentran actualmente en la etapa de desarrollo, con muchas preguntas aún abiertas, los científicos de la ETH no los incluyeron en su análisis y en su lugar se centraron en los combustibles líquidos de entrega inmediata.

Sin embargo, los investigadores enfatizan que la CCS también requiere infraestructura. Los lugares donde el_CO2 puede ser capturado eficientemente y donde puede ser almacenado pueden estar muy alejados, haciendo necesaria la infraestructura de transporte para_el CO2. La ciencia, la industria y la política tendrán que trabajar duro en los próximos años para planificar y construir esta infraestructura, no sólo para el_CO2 de la aviación, sino también para las emisiones de otros sectores intensivos en carbono, como los químicos o el cemento.

Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.

Publicación original

Becattini V, Gabrielli P, Mazzotti M; "Role of Carbon Capture, Storage, and Utilization to Enable a Net-Zero-CO2‑Emissions Aviation Sector"; Industrial & Engineering Chemistry Research; 5. Januar 2021

https://www.quimica.es/noticias/1169430/como-lograremos-un-vuelo-con-carbono-neutro-en-el-futuro.html