Combustibles sintéticos: todo lo que tienes que saber acerca del e-fuel

Desde los orígenes de la automoción a finales del siglo XIX, el hombre ha estado tratando de encontrar alternativas más eficientes, pero, sobre todo, más económicas, a los combustibles fósiles tradicionales. La electrificación del automóvil parece una de las soluciones más viables para poner fin a la dependencia del petróleo, pero no es la única vía que se está explorando en la actualidad.

Al coche eléctrico y el de pila de combustible de hidrógeno se unen ahora los combustibles sintéticos como solución para evitar que el motor de combustión interna desaparezca por completo, especialmente en Europa que acabará aprobando la normativa que prohibirá la venta de coches de combustión nuevos a partir del año 2035.

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Con los e-fuel dentro de las opciones de energía que sí estarán permitidos más allá del horizonte de 2035, a muchos son los que les surgen dudas acerca de estos combustibles sintéticos. Por ese motivo, en este artículo vamos a descubrir todo lo que tienes que saber acerca del e-fuel, desde su origen a su producción e incluso el precio por litro que se espera que alcance en el futuro.

¿Qué es un combustible sintético y cuál es su origen?

Empecemos por lo más básico. El combustible sintético es un carburante neutro en emisiones de dióxido de carbono (CO2) que se obtiene a partir de hidrógeno. La gasolina y el diésel sintético pueden alimentar motores de combustión interna que apenas requieren (o no requieren directamente) de modificaciones para usar este carburante en lugar de los tradicionales.

El e-fuel se considera un combustible sostenible porque para su elaboración se emplea dióxido de carbono captado directamente desde la atmósfera, agua y energía obtenida de fuentes renovables, como la eólica y la solar. 

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Una vez consumido este carburante en un motor de combustión, se generan las mismas emisiones captadas para la elaboración del combustible, de ahí ese balance neutro en CO2, porque no se expulsa más gases de efecto invernadero del que ha sido necesario captar de la atmósfera para producir la gasolina sintética.

Además, a diferencia de los biocombustibles, la gasolina sintética no se obtiene usando materias primas que podrían emplearse como fuente de alimento humano, lo que no lo convierte en competencia directa y no favorece la especulación ni el encarecimiento de estos alimentos.

Su origen lo encontramos en elementos esenciales en la tierra, como el oxígeno, el hidrógeno y el dióxido de carbono. También se necesita energía eléctrica, que se obtiene de fuentes limpias, y un proceso químico y físico es suficiente para la elaboración del combustible sintético.

¿Cómo se producen los combustibles sintéticos?

Los combustibles sintéticos se producen mediante un proceso químico y físico dividido en varios pasos. Todo el proceso de elaboración se sustenta con energía eléctrica que se obtiene de fuentes renovables, como la eólica y la fotovoltaica, mientras que el agua y el dióxido de carbono son los únicos “ingredientes” necesarios para producir combustible sintético.

Estos son los pasos que se siguen para obtener e-fuel:

1. Se separa el oxígeno (O2) y el hidrógeno (H2) que componen el agua mediante electrólisis a temperaturas superiores a 800 ºC. El oxígeno se expulsa a la atmósfera y el hidrógeno verde, el obtenido empleando energía renovable, será el elemento que conservaremos para producir combustibles sintéticos. 
2. Para capturar el dióxido de carbono (CO2) del aire se emplean torres de absorción presentes en algunas refinerías. Estas torres funcionan como una especie de esponja que atrapa el dióxido de carbono, mediante calor que se reutiliza del proceso posterior de convertir el metanol (CH3OH) en gasolina sintética.
3. Usando presiones y temperaturas elevadas, así como catalizadores, es posible combinar el hidrógeno y el dióxido de carbono capturado para hacerlos reaccionar entre sí y generar metanol en una planta de producción específica.
4. A continuación, se vuelve a usar presión, temperatura y catalizadores para transformar ese metanol en gasolina sintética, aunque en este punto el carburante obtenido aún no es apto para los motores de combustión.
5. Por último, se purifica la mezcla obtenida mediante procesos químicos como la destilación, lo cual deriva en combustible sintético funcional.

¿Cómo funcionan los combustibles sintéticos?

Una vez producido el combustible sintético, se puede utilizar en motores combustión interna sin ningún tipo de modificación requerida, por lo que su funcionamiento es idéntico al de la gasolina y el diésel derivado del petróleo. Además, el e-fuel se encuentra en estado líquido, por lo que el repostaje y el transporte se lleva a cabo del mismo modo que los carburantes fósiles.

Cabe mencionar que una vez se produce la combustión del e-fuel en un motor térmico, se generan gases que se expulsan a la atmósfera por el sistema de escape. 

Por lo tanto, no se consideran coches sin emisiones, como sí lo son el vehículo eléctrico y el de pila de hidrógeno, aunque las emisiones netas son neutrales porque no superan la cantidad de dióxido de carbono captura de la atmósfera para la producción del combustible sintético.

¿Son los combustibles sintéticos el futuro?

Responder a esta pregunta es más complicado de lo que parece. Hay dos escenarios posibles: que sea una alternativa a los coches eléctricos y de hidrógeno, y que su coste impida que se conviertan en una solución viable de cara al futuro.

Para países como Alemania e Italia, y fabricantes de automóviles como Porsche (el máximo defensor de los e-fuel), Mazda, Lamborghini y Audi, los combustibles sintéticos con una opción de futuro con posibilidades de perdurar en el tiempo, lo que permitiría a la industria del automóvil seguir desarrollando y comercializando motores de combustión interna más allá de 2035.

Sin embargo, en la actualidad son pocas las empresas de automoción que siguen destinando fondos y trabajo a la investigación y el desarrollo del motor térmico. La mayoría de marcas apuestan por el coche eléctrico, mientras un número algo más reducido empieza a visualizar el hidrógeno como una opción interesante para los próximos años.

Por el momento, Europa ha aprobado que los e-fuel sean legales más allá de 2035, año en el que se prohibirá definitivamente la venta de coches nuevos con motores de combustión, lo que incluye también a los híbridos y de gas.

Sin embargo, también es cierto que los combustibles sintéticos aún se encuentran en una fase temprana de su desarrollo. Porsche es el fabricante que más avanza en su estandarización, con una planta en Chile que, desde 2020, produce 130.000 litros de gasolina sintética al año. En 2024 esperan ampliar esta cifra hasta 55 millones de litros, y en 2026 alcanzar los 550 millones de litros.

Otro escenario en el que es posible que los combustibles sintéticos tengan salida es en la competición y en áreas donde la electrificación no es viable, como el transporte aéreo y marítimo.

e-fuel, ¿cuál es su precio?

Hablar del precio del combustible sintético es adelantarse demasiado al tiempo. Es difícil que lleguemos a ver este carburante en las estaciones de servicio antes de 2030 y, si lo llega a hacer, será sustancialmente más caro que el litro de gasolina y diésel convencional.

Algunos expertos estiman que su precio actual es 10 veces superior al de la gasolina tradicional, mientras que un estudio reciente de Transport & Environment asegura que el litro de gasolina sintética tendrá un coste de 2,80 euros por litro repostado en 2030. Otras fuentes argumentan que a finales de esta década podría costar entre 3 y 4 euros por litro.

Las principales razones que llevan a que el combustible sintético tenga un precio tan elevado es la enorme cantidad de energía que se usa para producirlo y la necesidad de importarlos del exterior. Con estos precios, el e-fuel se considera un artículo de lujo.

¿Cuándo se crearon los combustibles sintéticos?

La creación del combustible sintético se le atribuye a Fiedrich Bergius, científico alemán y ganador del premio Nobel de Química. Bergius, que llegaría a vivir en Madrid tras la derrota alemana en la Segunda Guerra Mundial antes de establecerse en Buenos Aires, lograría producir combustibles sintéticos por hidrogenación del carbón en 1927.

Desde entonces, se han investigado otros métodos para obtención de gasolina sintética a partir de carbón, gas natural o biomasa. 

En España también se ha tratado de desarrollar combustibles sintéticos, ya sea mediante la destilación de pizarras bituminosas en Puertollano durante la década de 1930, o un proyecto de la España franquista que buscaba producir petróleo sintético en los años ’40 y que dio como resultado la creación de la empresa ENCASO que acabaría comercializando lubricantes.

¿Qué es el diésel sintético?

El diésel sintético entra dentro de la categoría de e-fuel, pero su obtención varía ligeramente de la de la gasolina sintética en el proceso final de refinado. Este gasóleo sintético se produce a partir de hidrógeno, agua y dióxido de carbono, como la gasolina sintética. 

Una vez combinado el hidrógeno y el dióxido de carbono, la reacción generada a alta presión y temperatura deriva en un líquido azul conocido como “crudo azul”. Con esta base, se lleva a cabo un proceso de refinado similar al del diésel convencional, lo que lo hace apto para su uso en motores de combustión interna.