Transporte aéreo neutro para el clima: ¿Es posible?

La Unión Europea aspira a ser climáticamente neutra en 2050, un objetivo fijado por el Parlamento Europeo en 2021. Suiza persigue el mismo objetivo. Se espera que el sector de la aviación, responsable del 3,5% del calentamiento global, contribuya en su justa medida, sobre todo teniendo en cuenta que las emisiones de gases de efecto invernadero de los aviones son de dos a tres veces superiores por pasajero o kilómetro de carga que en otros sectores del transporte. Por ello, la Organización de Aviación Civil Internacional (OACI) y muchas compañías aéreas han anunciado su intención de reducir a cero las emisiones de_CO2 de aquí a 2050 o de ser neutrales con respecto al clima.

En un nuevo estudio, investigadores del ISP y la ETH de Zúrich han calculado ahora si esto puede lograrse, y cómo. "Una cuestión importante es qué entendemos exactamente por carbono cero o neutralidad climática", afirma Romain Sacchi, del Laboratorio de Análisis de Sistemas Energéticos del PSI y uno de los dos autores principales del estudio. Si sólo nos referimos al_CO2 emitido por los aviones en el aire, añade su coautora Viola Becattini, de la ETH de Zúrich, no es suficiente. Porque suponiendo que el tráfico aéreo siga creciendo como hasta ahora, los cálculos predicen que las emisiones de_CO2 de los aviones sólo representarán en torno al 20% de su impacto climático total en 2050. Para que la aviación en su conjunto sea climáticamente neutra, es necesario garantizar que no sólo los vuelos, sino también la producción de combustible y toda la infraestructura aeronáutica no tengan más impacto sobre el clima.

Sin embargo, el estudio concluye que esto no podrá lograrse de aquí a 2050 con las medidas climáticas que se están aplicando actualmente en las operaciones de vuelo. "Los nuevos motores, los combustibles respetuosos con el clima y la filtración del_CO2 de la atmósfera para almacenarlo en el subsuelo (captura y almacenamiento de carbono, o CCS) no nos llevarán hasta ahí por sí solos", afirma Marco Mazzotti, catedrático de Ingeniería de Procesos de la ETH. "Además, tenemos que reducir el tráfico aéreo".

Los efectos _no relacionados con el CO2 desempeñan un papel importante

En su estudio, Sacchi y Becattini analizaron distintos escenarios. Por un lado, el impacto climático de la infraestructura, es decir, la fabricación de aviones y la construcción y explotación de aeropuertos, debe tenerse en cuenta, pero es comparativamente pequeño para el periodo que va hasta 2050 y más allá. El impacto del propio vuelo en el clima y de las emisiones derivadas de la producción del combustible es mucho mayor. Esto no es nada nuevo.

Lo que no estaba tan claro antes era la importancia de los llamados efectos _no CO2, que se producen además de las emisiones de_CO2. La mayor parte del efecto invernadero causado por la aviación no se debe al carbono liberado a la atmósfera al quemar combustible de aviación, sino a las partículas (hollín) y óxidos de nitrógeno que también se liberan y que reaccionan en el aire para formar metano y ozono, vapor de agua y las estelas de condensación que dan lugar a la formación de cirros en la alta atmósfera. Hasta ahora, muchos análisis y compromisos de "cero emisiones netas" han ignorado estos factores", afirma Romain Sacchi. "O no se han calculado correctamente".

Es habitual expresar las emisiones y efectos como éstos en términos de equivalentes de_CO2 a la hora de calcular el balance global. "Pero los métodos y valores utilizados hasta la fecha han resultado inadecuados", afirma Marco Mazzotti. "Por eso adoptamos un enfoque más preciso". Los métodos que utilizaron tienen en cuenta una diferencia importante entre los distintos factores: los efectos _no relacionados con el CO2 son mucho más efímeros que_éste, por lo que también se denominan "forzadores climáticos de vida corta", o SLCF para abreviar. Mientras que aproximadamente la mitad del dióxido de carbono emitido es absorbido por los bosques y los océanos, la otra mitad permanece en el aire durante miles de años, dispersándose y actuando como gas de efecto invernadero. El metano, en cambio, tiene un impacto mucho mayor en el clima, pero se descompone en pocos años; las estelas de condensación y las nubes resultantes se disipan en cuestión de horas. "El problema es que cada vez producimos más SLCF a medida que aumenta el tráfico aéreo, por lo que éstos se acumulan en lugar de desaparecer rápidamente. Como resultado, ejercen su enorme impacto invernadero durante periodos de tiempo más largos", afirma Viola Becattini. Es como una bañera con el desagüe y el grifo abiertos: mientras el grifo deje entrar más agua de la que puede salir por el desagüe, la bañera seguirá llenándose, hasta que acabe desbordándose.

El combustible respetuoso con el clima por sí solo no logra el objetivo, pero ayuda

"Pero esta analogía también demuestra que la palanca crucial está bajo nuestro control: el volumen de tráfico aéreo", señala Romain Sacchi. "Volando menos en vez de más a menudo, es decir, cerrando el grifo en vez de abrirlo, podemos enfriar la atmósfera y empujar el efecto invernadero causado por la aviación hacia cero". Esto no quiere decir que debamos dejar de volar del todo. Los cálculos realizados en el estudio muestran que, para que la aviación alcance la neutralidad climática en 2050, será necesario reducir el tráfico aéreo un 0,8% cada año -junto con el almacenamiento subterráneo de dióxido de carbono- si seguimos utilizando combustibles fósiles. De este modo, en 2050 se habrá reducido hasta un 80% del volumen actual. Si conseguimos cambiar a combustibles más respetuosos con el clima y basados en electricidad procedente de energías renovables, bastará con un 0,4 por ciento anual.

El estudio también examinó más de cerca estos nuevos combustibles. Investigadores de todo el mundo trabajan para sustituir los motores convencionales basados en el petróleo. Al igual que en el transporte por carretera, esto podría lograrse utilizando baterías eléctricas, pilas de combustible o la combustión directa de hidrógeno. Sin embargo, la densidad energética disponible sólo es suficiente para aviones pequeños en trayectos cortos o, en el caso del hidrógeno, también para aviones medianos en vuelos de media distancia. Sin embargo, los grandes aviones en vuelos de larga distancia de más de 4.000 kilómetros representan la mayor parte del tráfico aéreo mundial y de las emisiones de gases de efecto invernadero de la aviación.

El combustible sintético de aviación tiene pros y contras

Además, las tecnologías de propulsión para la industria aeronáutica basadas en la electricidad o el hidrógeno distan mucho de estar listas para una implantación generalizada. Por ello, el llamado combustible de aviación sostenible (SAF) se considera la gran esperanza del sector. Este combustible de aviación fabricado por el hombre podría sustituir al combustible de aviación derivado del petróleo más o menos uno a uno, sin necesidad de rediseñar las turbinas y los aviones.

El SAF puede producirse a partir de_CO2 y agua mediante una cascada de producción. El_CO2 se extrae del aire mediante un proceso conocido como captura del aire, y el hidrógeno puede obtenerse del agua por electrólisis. "Si los procesos necesarios se realizan íntegramente con energías renovables, el SAF es prácticamente neutro para el clima", afirma Christian Bauer, del Laboratorio de Análisis de Sistemas Energéticos del PSI, que participó en el estudio. "Esto nos hace menos dependientes de los combustibles fósiles". Otra ventaja del SAF es que produce menos SLCF, que habría que compensar capturando cantidades equivalentes de_CO2 del aire y almacenándolas bajo tierra. Esto es significativo porque la capacidad de almacenamiento de_CO2 es limitada y no está reservada exclusivamente a la industria de la aviación.

Billetes de avión tres veces más caros

Sin embargo, el SAF también presenta ciertas desventajas, ya que su producción requiere mucha más energía que la del combustible de aviación convencional. Esto se debe principalmente a que la producción de hidrógeno por electrólisis requiere mucha electricidad. Además, se pierde energía en todas las etapas del proceso de producción: captura del aire, electrólisis y síntesis. Utilizar grandes cantidades de energía eléctrica, a su vez, supone gastar más recursos, como agua y tierra. El FAE también es caro: no sólo por la energía eléctrica necesaria, sino también por el coste de las plantas de captura de carbono y electrólisis, que lo hacen entre cuatro y siete veces más caro que el combustible de aviación convencional. En otras palabras, el uso generalizado de SAF hace posible una aviación neutra en carbono, pero también cuesta más recursos y más dinero. Esto significa que volar tendrá que ser aún más caro de lo que ya es necesario para cumplir los objetivos climáticos. "Cualquiera que compre hoy un billete puede pagar unos euros más para que su vuelo sea supuestamente neutro en carbono, invirtiendo ese dinero en la protección del clima", afirma Romain Sacchi. "Pero esto es lavado verde, porque muchas de estas medidas para compensar el carbono son ineficaces. Para compensar totalmente el impacto climático real, los billetes tendrían que costar unas tres veces más que hoy".

"Una subida de precios tan fuerte debería reducir significativamente la demanda de vuelos y acercarnos al objetivo de la neutralidad climática", afirma Viola Becattini. Además, se espera que la producción de SAE se abarate y se haga más eficiente con los años a medida que aumenten las cantidades, lo que tendrá un efecto positivo en la huella de carbono. El estudio ha tenido en cuenta esta dinámica, incluido el hecho de que la mezcla de electricidad utilizada para producir SAE está cambiando. Esto distingue el análisis de la mayoría de los demás.

"La conclusión es que no existe una fórmula mágica para conseguir la neutralidad climática de la aviación en 2050", afirma Sacchi. "No podemos seguir como hasta ahora. Pero si desarrollamos la infraestructura para almacenar_CO2 bajo tierra y producir SAF de forma rápida y eficiente, al tiempo que reducimos nuestra demanda de viajes aéreos, podríamos tener éxito."