Nelson Hernández: Los E – Fuels (combustibles sintéticos o electro combustibles)

Hoy en día, los e – fuel son casi 4 veces más costosos que los combustibles convencionales. El vehículo eléctrico a batería, desde el punto de vista energético es más eficiente que los vehículos a gasolina, a diesel, a fuel cell y a e – fuel

Para afrontar el cambio climático se han propuesto distintas ideas, que al final se reducen a eliminar de la atmósfera terrestre los gases de efecto invernadero (GEI), especialmente el CO2. A nivel práctico, la ruta establecida es la descarbonización del sistema energético actual, mediante la minimización (… o eliminación?) del uso de los combustibles fósiles y sustituirlos por fuentes no emisoras de GEI.

En tal sentido, los esfuerzos se han centrado en cambiar en los sistemas de movilidad (terrestre, aéreo y marítimo) la energía que la permite, y que hoy está proporcionada por los derivados del petróleo (gasolina, diesel, jet fuel). Ese cambio ha llevado a explorar tecnologías como: el motor eléctrico, carros híbridos (eléctricos – combustión), motores e – fuel (electro – combustibles), entre otros.





Motivado a darle una mayor vida a los motores de combustión interna, desde el punto de vista ambiental, se ha venido desarrollando la tecnología de los e – fuel o combustibles sintéticos. Estos se fabrican a partir del hidrogeno verde y del CO2 retirado de la atmósfera. Estos dos elementos mediante procesos físicos – químicos, se unen para formar en 1er lugar alcoholes y luego combustibles similares a los derivados del petróleo, y cuya combustión es neutra en carbono, ya que este es devuelto al lugar donde se extrajo (ciclo cerrado). Sin embargo, el uso de los e – fuel emite tanto óxidos de nitrógenos como los motores de combustión fósil.

Ahora bien, desde el punto de vista tecnológico luce que no hay problema en producir los e – fuel. Pero su barrera a superar está en el ámbito económico. Por ahora se conoce poco sobre la economía (costo) de producir e – fuel. Pero a simple vista, luce que un litro de e – fuel sería más caro que un litro de un derivado de petróleo, ya que se requiere de un proceso adicional como es la obtención del hidrógeno verde, vía electrolisis, para luego unir H2 y CO2, y obtener un hidrocarburo primario, y mediante procesos posteriores un combustible fósil. Este proceso, se puede asemejar (aunque en sentido contrario, ya que rompe moléculas) al proceso de refinación del petróleo, pero en esta refinación no se requiere la obtención del vector energético del hidrógeno verde, lo cual haría más económico el combustible fósil que el e – fuel.

La gráfica a continuación muestra un esquema de la producción de los e – fuel, requiriéndose una producción previa de H2V para unirlo con el CO2 capturado de la atmósfera para obtener diferentes combustibles sintéticos (gasolina, diesel, GLP, GNV).

Es de interés, señalar que los e – fuel, están dentro de la clasificación, “Electricidad hacia X” (del inglés Power to X, o las siglas PtX). La “X” que se usa en este concepto puede referirse a varias opciones posibles para convertir la electricidad en otros portadores de energía (“energy carriers”), incluyendo las siguientes opciones: electricidad a combustibles líquidos y gaseosos, electricidad a hidrógeno, electricidad a amoníaco, electricidad a productos químicos, electricidad a líquidos, electricidad a metano (gas natural), electricidad a comida, electricidad a gas de síntesis, entre otras opciones

 

En lo atinente al costo de producir los e – fuel (gasolina), hoy en día ronda los 3 $/lit. 3.75 veces mayor que la gasolina proveniente del petróleo (no sintética). Esta condición de precio limita económicamente el crecimiento de los e – fuel.

Ahora bien, en lo concerniente a la eficiencia energética en la movilidad eléctrica, el más eficiente es el vehículo con batería eléctrica.

 

El vehículo eléctrico consume 3.67 veces menos energía que un vehículo a gasolina, y 3.07 veces menor que un vehículo a diesel.

La comparación de eficiencia entre un vehículo eléctrico con batería, uno con hidrógeno (fuel cell) y otro con e – fuel, es mostrada en la gráfica a continuación.

 

El vehículo eléctrico es 3.32 veces más eficiente que el de hidrógeno (fuel cell) y 5.6 veces más que el vehículo con e – fuel.

Finalmente, hay un debate en curso sobre el potencial de los combustibles sintéticos como solución para mitigar el cambio climático. Si bien pueden ofrecer algunos beneficios, es probable que se necesite más investigación e inversión para determinar su verdadero potencial y si pueden escalar para satisfacer las necesidades de una población mundial en crecimiento mientras aún se reducen las emisiones de gases de efecto invernadero.

 


 

Nelson Hernández es ingeniero energista @energia21 y académico de la Academia Nacional de la Ingeniería y el Hábitat de Venezuela