La aviación comercial mundial representa un 2 por ciento de las emisiones de dióxido de carbono (CO2) en la UE, según el informe “La aviación y la atmósfera global” del Panel Intergubernamental de Cambio Climático (IPCC), asumiendo que actualmente se transportan anualmente cerca de 3.600 millones de pasajeros y 100.000 vuelos diarios. Además del CO2, los aviones emiten otros gases de efecto invernadero, que no se incluyen en ese 2 por ciento. Dos de estos gases son el óxido nítrico y el dióxido de nitrógeno, que aumentan las concentraciones de ozono en la troposfera (las capas más bajas de la atmósfera), lo que ayuda al calentamiento global. Los aviones también emiten vapor de agua, que ayuda a la formación de las estelas de condensación y que también favorecen el calentamiento del planeta.
El fabricante de motores Rolls-Royce lleva años haciendo ensayos con SAF.
Otros contaminantes emitidos son pequeñas partículas de sulfato y hollín, que inciden asimismo en la formación de nubes. Aunque hay algunas incertidumbres respecto a los efectos de estos gases, se ha constatado que todos repercuten de una forma u otra sobre el clima. Por ello, se calcula que el impacto de la aviación es de 2 a 4 veces mayor que el efecto de sus emisiones de CO2 por sí solas. Según datos de la UE, sólo los aviones que sobrevuelan el Continente emiten más gases de efecto invernadero que algunos sectores industriales en Europa, el del acero o las refinerías.
Sin embargo, entre 1990 y 2004, los gases efecto invernadero procedentes de la aviación comercial aumentaron un 87 por ciento y hasta un 146 si consideramos el año 2020. A este ritmo, el IPCC estima que la aviación comercial podría ser la causante del 15 por ciento de las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero para 2050, cuando el número de pasajeros transportados en avión alcance los 16.000 millones anuales. Sólo hay que pensar que el viaje de un pasajero de ida y vuelta entre Londres y Nueva York genera el mismo nivel de emisiones que se necesita para calentar una casa durante un año entero. Y con un número creciente de población mundial con recursos suficientes para abordar vuelos cada vez más largos, tampoco es necesario hacer muchos cálculos para comprender que el problema se va a agravar con el tiempo.
Un poco de historia
Desde 2008, por ejemplo, tanto Boeing como Airbus llevan trabajando con los principales fabricantes de motores para desarrollar combustibles sostenibles que puedan emplearse en un futuro cercano en la aviación comercial. Así, en enero de 2009, un Boeing 737 con motores CFM56 de American Airlines realizó el primer vuelo del mundo con biocombustible basado en algas, mientras que en noviembre de ese mismo año KLM también realizó uno sobre Holanda con una mezcla al 50 por ciento de queroseno y biocombustible. Desde entonces, la aerolínea holandesa se ha volcado en el uso de biocombustibles.
En mayo de 2014, por ejemplo, volvió a batir otro record realizando el vuelo más largo de la historia, hasta ese momento, al completar un A330-200 el trayecto Amsterdam-Aruba con un 20 por ciento de biocombustible y en 10 horas de vuelo. Por aquel entonces, Repsol e Iberia en España llevaron a cabo los primeros esfuerzos, al realizar el primer vuelo con biocarburantes, un A320 que cubrió la línea Madrid-Barcelona utilizando el 25 por ciento de biocombustible obtenido de camelina y el 75 de A1 normal. A pesar de esos primeros esfuerzos con vuelos individuales, la realidad es que apenas se ha avanzado en el uso de los biocombustibles por la flota que opera todos los días en Europa. De hecho, se estima que su penetración en los vuelos comerciales diarios apenas llega al 2 por ciento.
El uso de biocombustible para aviación a base de camelina reduce hasta un 66 por ciento la emisión de gases de efecto invernadero respecto a los combustibles fósiles, según Senasa.
Una legislación más exigente
En febrero de 2024, la FAA (Federal Aviation Administration) de Estados Unidos emitió una regulación definitiva con el fin de disminuir la emisión de carbono por parte de la mayoría de los aviones grandes que operan en su espacio aéreo. Esta norma requiere la integración de tecnologías mejoradas de eficiencia de combustible en aviones fabricados a partir del 1 de enero de 2028, así como en los reactores subsónicos y grandes turbohélices que aún no cuentan con certificación.
Esta normativa establece requisitos de certificación de eficiencia de combustible para ciertos aviones a reacción subsónicos con una masa máxima de despegue superior a 5.700 kg. y para ciertos propulsados por hélice de más de 8.618 kg. Según esta regla final, una aeronave está sujeta a estos requisitos:
- En la certificación de tipo nueva (original).
- Al fabricar cualquier avión cubierto después del 1 de enero de 2028.
- Cuando una modificación a un avión cubierto cumple con los criterios de cambio especificados en los reglamentos.
Esta normativa excluye de su aplicabilidad a los aviones utilizados para la lucha contra incendios, anfibios, con masas inferiores a especificaciones específicas, con motores de pistón, no presurizados y ciertos de ellos de operaciones especializadas. Entre los aviones comerciales que deben cumplir con estos estándares se encuentran el Boeing 777X y las versiones más recientes del 787, el Airbus A330neo, así como aviones de negocios como el Cessna “Citation” y civiles turbohélices como el ATR 72 y el Viking Q400. Es importante destacar que esta regulación no se aplica a las aeronaves actualmente en funcionamiento.
En 2014, La Unión Europea estableció un objetivo para 2020, según el cual el 10 por ciento de los combustibles utilizados en el transporte deben proceder de fuentes renovables. De hecho, se planteó como reto a corto plazo el conseguir que la industria de la aviación consumiera 2 millones de ton. de biocombustible para el año 2020. La realidad, según el Tribunal de Cuentas Europeo, es que, en 2019, un año antes de la pandemia del COVID-19, el consumo era de aproximadamente 0,24 Mtep (millón de ton. equivalente de petróleo), es decir, sólo la décima parte de lo previsto.
En 2021, la UE lanzó la iniciativa ReFuelEU Aviation, que exige a todos los proveedores de combustible en aeropuertos europeos que suministren un porcentaje mínimo de CAS que sean sucedáneos del queroseno y tengan una baja emisión de carbono, producidos a partir de biocarburantes (salvo los elaborados a partir de cultivos alimentarios y forrajeros), combustibles de aviación de carbono reciclado o sintéticos. El porcentaje mínimo de CAS debería aumentar del 2 por ciento en 2025, al 6 en 2030 y hasta un 70 en 2050.
Hay que resaltar, además, que la definición de CAS de la UE es más estricta que la de la Organización de la Aviación Civil Internacional (OACI), ya que excluye los biocarburantes a partir de cultivos alimentarios y forrajeros, con el fin de evitar su interferencia con la producción para la población. Se espera que la demanda de combustible de aviación en los aeropuertos de la UE se situará en torno a 46 Mtep en 2030, debido al crecimiento que experimenta el sector de forma constante. Sin embargo, la realidad es muy distinta.
En 2021, por ejemplo, la demanda de combustible en Europa fue de 26 Mtep y la producción de biocombustibles apenas superó los 0.24 Mtep, es decir, casi alcanzó el 9 por ciento de la demanda, según el Tribunal de Cuentas Europeo. Es decir, estamos muy lejos de que el uso de los biocombustibles sea una realidad y más lejos aún que esa realidad siga la senda de crecimiento que se ha establecido en Europa para 2030 o 2050. Sólo hay que recordar que, en 2014, la UE esperaba que en 2019 se superaran los 2 Mtep de consumo de biocombustible y apenas hemos sobrepasado el 10 por ciento de esa cantidad. El papel lo aguanta todo, pero la realidad es muy tozuda, sobretodo, cuando los precios de los CAS son entre 1,5 y 6 veces mayores que los de los carburorreactores de origen fósil.
Los esfuerzos de los investigadores
En 2021, la Comisión admitió que los biocarburantes avanzados podían tener problemas para cumplir los objetivos de 2030 en lo referente a la disponibilidad de volumen y tecnología. En ese año, las refinerías de biocarburantes avanzados se encontraban principalmente en Finlandia, los Países Bajos, Suecia e Italia y se lanzaron nuevos proyectos para aumentar esa capacidad. En 2022, según la Comisión Europea, había 2 plantas comerciales con nivel máximo de preparación tecnológica (TRL 9) y 9 (TRL 8) que producían biocarburantes avanzados en la UE.
La capacidad de producción combinada es de unos 1.000 millones de l. al año. Sólo para poner esta cifra en contexto, en 2021 las ventas totales de gasolina y gasóleo para el transporte por carretera en la UE ascendieron a 319.000 millones de l., es decir, casi 320 veces más que la producción de biocombustible. De nuevo, la demanda real está muy alejada de la capacidad de su producción actual. Los principales factores que impiden que los operadores de la UE inviertan en biocarburantes celulósicos son los elevados costes de investigación y producción y la incertidumbre normativa.
En Francia, por ejemplo, se lanzó en 2009 un proyecto para investigar desarrollar procesos para transformar la biomasa lignocelulósica en biodiesel y en biocarburante para reactores, así como patentar la tecnología. La fase de investigación, el desarrollo de la tecnología y la finalización de la unidad de demostración llevaron un total de doce años, cerrándose el proyecto de demostración de tecnología en abril de 2021. En mayo de 2023, el proceso de comercialización de la tecnología se inició con un plan para construir una unidad de producción de combustible de aviación sostenible en Francia, que se pondrá en marcha en 2027. El coste total del proyecto ascendió a 190 millones de euros, financiados principalmente por el sector privado. También contó con el apoyo de la Agencia Francesa de Medio Ambiente y Gestión de la Energía (30,1 millones de euros) y las autoridades regionales (1,6 millones), así como de la UE (contribución del FEDER de 1,6 millones de euros).
Tendremos que esperar todavía unos años para ver cómo evoluciona este proyecto. Toda la investigación de los biocombustibles de 2ª generación, es decir, aquellos que se extraen de plantas que no compiten con los cultivos alimentarios, ni por los terrenos, ni por recursos como el agua, se está centrando en las biomasas alternativas, como la jatrofa, la camelina y las algas. El aceite extraído de estas plantas se procesa según un procedimiento de refino conocido como hidrotratamiento, que consiste en someter esos aceites vegetales a una reacción química con hidrógeno, catalizador y alta temperatura, y que da lugar a unos hidrocarburos que tienen una composición química idéntica al queroseno de origen fósil.
Gracias a ello pueden alimentar los motores sin necesidad de introducir modificaciones y su origen vegetal permite reducir el balance global de emisiones de CO2. La camelina, por ejemplo, es un cultivo herbáceo oleaginoso que produce una cantidad importante de aceite y que, además, tiene la particularidad de que se puede cultivar en climas templados y fríos, como el de España. Su adaptación a suelos de bajo rendimiento y resistencia a heladas y sequías va a permitir ampliar las materias primas que podemos utilizar para producir bioenergía. La jatrofa, una biomasa vegetal brasileña que consigue reducir hasta en un 80 por ciento las emisiones de carbono, también se emplea desde finales de 2010 por parte de la aerolínea brasileña TAM en colaboración de Airbus y CFM International.
En Brasil, el etanol es considerado hoy en día como un combustible convencional de aviación.
Sin embargo, las algas parecían ser las biomasas más prometedoras. Al modificar su metabolismo se obtienen cantidades significativas de aceite, que puede ser empleado como combustible, especialmente en zonas cálidas, y necesitan de aguas ricas en nutrientes. El uso de la superficie del mar permitirá cultivar algas sin devastar extensas superficies de selva. Por ejemplo, si se cultivara una superficie equivalente a Austria con algas, absorberían todas las emisiones de CO2 producidas por la aviación a nivel mundial. Por otro lado, las algas son plantas que consumen un alto porcentaje de CO2, a la vez que liberan O2, lo que permitirá recuperar en parte el efecto invernadero. Sin embargo, los últimos resultados parecen indicar que todavía estamos lejos de conseguir su viabilidad económica con las tecnologías que tenemos hoy en día.
El aspecto económico de la producción de biocombustibles es también una asignatura pendiente. Un estudio realizado por el Imperial College del Reino Unido indica que el precio de producir 1 gigajulio de energía sería de entre 33 y 53 dólares, incluyendo el coste de plantar las cosechas, que supone ya un 75 por ciento de dicha cantidad, su conversión y distribución. Las cifras son significativamente superiores a los actuales 4,6 dólares por gigajulio que supone el queroseno.
El coste de producción es, por tanto, otro factor muy significativo a tener en cuenta, especialmente porque en el sector de automoción los usuarios han dicho claramente que, a igualdad de precio, sí utilizarían biocombustibles, pero no pagarían el doble simplemente por ser más verdes. Algunos ecologistas han advertido también que, aunque las emisiones de CO2 se pueden reducir al emplear estos biocombustibles, las emisiones de óxidos de nitrógeno aumentan significativamente. El problema es que los óxidos nitrosos son mucho más dañinos para el ser humano que el CO2.
Los esfuerzos de los fabricantes de aeronaves y de combustible
En cuanto a los fabricantes de aeronaves, Airbus, por ejemplo, ya está trabajando en el reemplazo de modelos como el A320neo, con el objetivo de conseguir ahorros de alrededor del 20-25 por ciento menos de combustible. Sus planes actuales pasan por una posible entrada en servicio en la segunda mitad de la próxima década, apuntando a 2035, tal vez entre 2035 y 2040. Aunque parece mucho tiempo, significa el lanzamiento del programa en 2027 o 2028, quizás en 2030 como máximo. Esta nueva generación podría estar propulsada por motores de rotor abierto.
Aunque Airbus lleva tiempo trabajando con CFM para analizar todas las dimensiones de vuelo o integración, rendimiento, certificación, así como de vibraciones, ruido, acústica y estabilidad, todavía tiene que convencerse de que es una opción viable. En paralelo, y a más largo plazo, el fabricante también quiere continuar con el diseño y construcción de un primer avión con hidrógeno en 2035. El hidrógeno es el único combustible que Airbus considera más apropiado para la aviación de cara a alcanzar ese objetivo de cero emisiones. Pero es una opción que no entrará en servicio antes de 2050.
En España, Repsol ha estado fabricando y comercializando biocombustibles durante más de veinte años y, desde 2019, ha integrado residuos orgánicos en su proceso de producción. A principios de 2024 inauguró en Cartagena (Murcia) la primera planta de la Península Ibérica dedicada exclusivamente a la producción de combustibles 100 por ciento renovables a partir de residuos. Esta planta, con una inversión de 250 millones de euros, tendrá una capacidad anual de producción de 250.000 ton. anuales de combustibles renovables, incluyendo biodiesel, “biojet”, bionafta y biopropano, que se fabrican utilizando residuos orgánicos.
Fotografía del proceso de construcción de la planta de biocombustibles avanzados en Cartagena de Repsol.
Estas materias primas incluyen desechos agrícolas, residuos industriales y domésticos (como los aceites de fritura), aceites vegetales no comestibles y grasas animales. Esto permitirá evitar la emisión de alrededor de 900.000 ton. de CO2 al año. El proyecto se está desarrollando en 4 áreas diferentes, que abarcan una superficie de 41.500 m2. De ellas, 3 se ubican en el interior de la refinería y corresponden con las unidades de hidrotratamiento y de producción de hidrógeno y el área de depósitos para el almacenamiento de los biocombustibles.
La cuarta zona está en las instalaciones de la Autoridad Portuaria de Cartagena, donde opera Repsol. Allí se habilitarán las infraestructuras necesarias para el almacenamiento de 300.000 ton. anuales de residuos que llegarán por vía marítima y su posterior suministro al mercado nacional o de exportación. El objetivo de Repsol es alcanzar una capacidad total de producción de combustibles renovables, que incluye hidrógeno renovable y biometano, de entre 1,5 y 1,7 millones de ton. para el año 2027 y hasta 2,7 millones para 2030 en la Península Ibérica y Estados Unidos, liderando así el mercado de este tipo de combustibles.
Repsol también prepara la primera planta de combustibles sintéticos de España, donde se usará CO2 e hidrógeno (H2) renovable para producirlos. La planta, fruto de la colaboración entre Repsol, Petronor y la saudí Aramco, tendrá una capacidad de producción de 8.000 l. al día de combustibles de baja huella de carbono y estará situada en el puerto de Bilbao. Este prototipo, en una primera fase de desarrollo, entrará en funcionamiento a finales de 2024. El hidrógeno se obtendría a partir de moléculas de agua y electrolisis con energía renovable y el CO2 se captura en la refinería de Petronor en esa ciudad vasca.
La principal innovación del proyecto es conseguir crear gas de síntesis (CO+H2) a partir de H2 y CO2, generando como subproducto agua. A continuación, utilizamos los últimos avances de tecnologías existentes para crear gasolinas o querosenos a partir de gas de síntesis. Además, en Puertollano, Repsol planea transformar una unidad existente en su Complejo Industrial en su segunda planta, dotándola de tecnología avanzada para la producción de estos combustibles sostenibles.
Igualmente, en febrero de 2024, Cepsa y Bio-Oils, en asociación con Apical, iniciaron la construcción de la mayor planta de biocombustibles de segunda generación en el Sur de Europa, situada en Palos de la Frontera (Huelva), en el Parque Energético La Rábida. Con una inversión de 1.200 millones de euros y la creación de 2.000 empleos, producirá 500.000 ton. anuales de SAF y diésel renovable (HVO), duplicando la capacidad de producción actual. La construcción de esta instalación supondrá la instalación de 590 km. de tuberías (una distancia superior a la que separa las ciudades de Huelva y Madrid) y 1.400 de cable (casi la que hay entre Huelva y París).
Cepsa está construyendo la mayor planta de biocombustibles de segunda generación en el Sur de Europa, situada en Palos de la Frontera (Huelva).
Su producción evitará la emisión de 3 millones de ton. de CO2 anuales, lo que equivale al 4 por ciento de las que realiza el transporte por carretera en España. La compañía avanza así en su objetivo de contar en esta década con una capacidad de producción anual de 2,5 millones de ton. de biocombustibles, de las que 800.000 serán de SAF, una cantidad sostenible de aviación suficiente como para sobrevolar 2.000 veces el planeta. Cepsa busca así liderar la producción de biocombustibles 2G, contribuyendo a reducir hasta un 90 por ciento las emisiones de CO2 respecto a los combustibles tradicionales. La planta, que operará con la última tecnología y minimizará su impacto ambiental, promoverá la economía circular, al utilizar residuos orgánicos como materia prima.
Cepsa se ha convertido en la primera compañía que ofrece SAF de manera permanente en 5 de los principales aeropuertos españoles: Madrid, Barcelona, Palma de Mallorca, Sevilla y Málaga. Además, ha firmado alianzas para la investigación y producción de SAF con aerolíneas de referencia, como Iberia, Iberia Express y Vueling (IAG), Air Nostrum, Etihad, Tui, Wizz Air, Binter o Volotea, con el objetivo de descarbonizar tanto sus vuelos como sus operaciones en tierra, mediante la utilización de distintas alternativas: biocombustibles, hidrógeno verde y electricidad renovable.
Los esfuerzos de los operadores
En diciembre de 2023, Repsol inició el suministro de SAF a Atlas Air en el aeropuerto de Zaragoza, utilizándose un 5 por ciento en los vuelos de carga para Inditex. Se convierte así en la primera aerolínea de carga en España en emplearlo regularmente. Incluso el Ejército de Tierra, en febrero de 2024, desplegó la 37ª Campaña Antártica en la Base Española Gabriel de Castilla, utilizando 2.000 l. de diesel 100 por ciento renovable de Repsol para satisfacer las necesidades energéticas durante cuatro meses.
Iberia lleva realizando vuelos de Madrid a Washington DC, Dallas Fort Worth y San Francisco utilizando SAF producido de residuos en la refinería Petronor de Repsol. Realizados con A330-200, redujeron las emisiones de CO2 en 125 ton. Como parte del International Air Group (IAG), se ha comprometido a alcanzar 0 emisiones netas para 2050, incorporando a su flota aviones más eficientes y ofreciendo a sus clientes corporativos la opción de comprar SAF, con el objetivo de reducir las emisiones de sus viajes de negocios.
Air Europa va a realizar de manera regular y voluntaria hasta finales de 2024 los vuelos Madrid-Buenos Aires con SAF. Además, llevó a cabo un vuelo piloto a Amsterdam utilizando SAF producido por Repsol a partir de residuos orgánicos. Cepsa también suministra biocombustible a esta aerolínea para cubrir el primer vuelo mensual Madrid-La Habana durante un año. Repsol también proporcionará a Ryanair hasta 155.000 ton. de SAF, equivalente a más de 28.000 vuelos de Dublín a Madrid, entre 2025 y 2030. Este suministro se espera que permita una reducción aproximada de 490.000 ton, de emisiones de CO2, lo que representa un paso significativo en el camino hacia la descarbonización de la aviación y en el objetivo de la aerolínea irlandesa de alcanzar un 12,5 por ciento de uso de SAF en 2030 y 0 emisiones netas en 2050.
Air Europa cubre el primer vuelo mensual Madrid-La Habana con biocombustible sostenible.
En marzo de 2024, la española Volotea, con una plantilla que alcanzará alrededor de 2.000 empleados este año, voló con un 50 por ciento de SAF, el máximo permitido por las certificaciones actuales, producido y suministrado por Repsol. No es la primera vez. Por ejemplo, en septiembre de 2022 ya realizó vuelos en la ruta Hamburgo-Toulouse con un 34 por ciento. En total, desde 2022, consumió aproximadamente 1 millón de l. de este combustible, lo que implica un ahorro de unos 2 millones de ton. de emisiones de CO2. Este éxito se debe a que fue la única aerolínea en ofrecer a sus clientes suministrar SAF el día de su vuelo gracias a la aportación voluntaria que pueden hacer y que la compañía iguala.
Se ha fijado ahora un nuevo y ambicioso objetivo de reducción del 58 por ciento de CO2 por pasajero y km. para 2030, utilizando para entonces hasta un 10 de SAF, casi el doble de lo requerido por la UE. Volotea colabora con compañías innovadoras, como Dante Aero Nautical-Dovetail Electric Aviation, una empresa líder en el desarrollo de tecnología aeronáutica eléctrica. En marzo de 2024 se hizo pública la entrada en el accionariado de Dovetail Electric por parte de la Aciturri, así que los vínculos con España con cada vez mayores.
Conclusión
La situación no puede ser más confusa. Aunque la legislación europea ReFuelEU Aviation establece objetivos a largo plazo que son cada vez más ambiciosos para el sector de la aviación, no existe una hoja de ruta sobre cómo alcanzarlos y la capacidad actual de fabricación de biocombustibles, como hemos visto, está muy alejada de los objetivos europeos. Ni siquiera hace falta irse a los de 2030 para comprobar que va a ser muy difícil alcanzarlos, sobre todo, cuando las emisiones de CO2 de la aviación están creciendo de forma exponencial como consecuencia del incremento anual en el número de pasajeros transportados.
Será difícil que la mayor eficiencia de los futuros aviones y motores compense este efecto. Además, el transporte aéreo está creciendo por encima de las reducciones de CO2 que se consiguen con el uso de los biocombustibles a día de hoy. También hemos visto que existen varios proyectos de producción masiva de biocombustibles, tanto en Europa como en España, que ayudarán a reducir la enorme diferencia entre el consumo de combustible y la capacidad de producción.
Varios proyectos internacionales se centran en aumentar la capacidad de generación de biocombustibles de forma económica.
Sin duda, ayudará a reducir los precios de los biocombustibles, que actualmente son entre 1,5 y 6 veces mayores que los del queroseno, valores nada despreciables ya que, según la IATA (International Air Transport Association), en el sector de la aviación el combustible representa una media aproximada del 30 por ciento de los costes de explotación de las aerolíneas. Por delante queda un largo camino por recorrer, donde la realidad a día de hoy no confirma los objetivos que se establecen en el papel, ni siquiera a corto plazo. Está claro que la dirección es la apropiada, pero la escala de tiempos establecida parece muy ambiciosa para lo que la realidad puede ofrecer. Esperemos que estemos equivocados.
