Los resultados muestran que cuanto mayor es la implantación de combustibles sintéticos, mayor es también la presión sobre el sistema eléctrico y más difícil resulta producirlos con bajas emisiones
Segun la Universidad de Valladolid el proceso implica varias transformaciones energéticas: primero hay que generar grandes cantidades de electricidad, transformarla en hidrógeno y posteriormente capturar y añadir CO2 a este hidrógeno para sintetizar el combustible. Estos procesos de transformación son muy ineficientes y consumen mucha energía
Una mayor instalación de parques eólicos o fotovoltaicos añadiría otras tensiones relacionadas con la gestión de un sistema eléctrico con una elevada penetración de fuentes variables, las necesidades de almacenamiento y flexibilidad y el denominado curtailment, es decir, la energía renovable que no puede aprovecharse cuando la producción supera la capacidad de absorción del sistema
Los combustibles sintéticos basados en hidrógeno se han posicionado en los últimos años como posibles facilitadores de la transición energética de la Unión Europea, ya que representan una alternativa potencialmente sostenible a los tradicionales combustibles fósiles. Estos combustibles son producidos a partir de hidrógeno y carbono capturado de las emisiones industriales o del aire, por lo que se presentan como en energías neutras en carbono. Sin embargo, estos beneficios (captura de carbono, bajas emisiones, uso de tecnologías ya existentes…) parecen reducirse notablemente cuando se extrapolan los resultados de instalaciones concretas al sistema europeo en su conjunto.
El trabajo, publicado en la revista científica Energy Policy bajo el título «Potencial de descarbonización y límites de las políticas sobre combustibles sintéticos en la UE», tiene como objetivo analizar las consecuencias que tendría la implantación de los combustibles sintéticos a gran escala en la Unión Europea en el año 2050, teniendo en cuenta no solo las emisiones directas, sino también las indirectas, así como las necesidades de electricidad, generación energética, infraestructuras, captura de carbono y otros recursos.
«Estos combustibles se han posicionado como una alternativa prometedora, pero la realidad es que hay que hacer muy bien las cuentas y ver hasta qué punto es realmente viable o contribuyen tanto a la descarbonización, ya que a grandes escalas la producción parece no ser tan neutra en carbono como se pensaba inicialmente», explica Juan Manuel Campos-Rodríguez, investigador del Departamento de Ingeniería Eléctrica de la UVa y autor principal del trabajo.
El estudio analiza dos tipos de combustibles sintéticos: el metano sintético, en estado gaseoso y el metanol sintético, en estado líquido. Ambos pueden sustituir a combustibles fósiles y, en determinados usos, aprovechar infraestructuras y tecnologías ya existentes. Sin embargo, pese a estos beneficios, los requerimientos energéticos del proceso productivo parecen superarlos. Tal y como explica Campos-Rodríguez «producir estos combustibles requiere algo más que disponer de hidrógeno.
El proceso implica varias transformaciones energéticas: primero hay que generar grandes cantidades de electricidad, transformarla en hidrógeno y posteriormente capturar y añadir CO2 a este hidrógeno para sintetizar el combustible. Estos procesos de transformación son muy ineficientes y consumen mucha energía».
El estudio concluye, por tanto, que a gran escala el consumo energético de su producción podría no compensar los beneficios de los combustibles basados en hidrógeno. Para llegar a esta conclusión, los investigadores plantean diferentes escenarios: diferentes cuotas de combustibles de la demanda final de energía europea en 2050. «Los resultados muestran que cuanto mayor es la implantación de efuels, mayor es también la presión sobre el sistema eléctrico y más difícil resulta producirlos con bajas emisiones. En el escenario más ambicioso, con un 15% de combustibles sintéticos, la generación eléctrica necesaria aumenta aproximadamente un 49% respecto al escenario de crecimiento verde sin este tipo de combustibles», explica el investigador de la UVa. Por tanto, sustituir un combustible fósil por un efuel no elimina la necesidad de energía, sino que la traslada al sistema eléctrico.
Diferentes políticas y documentos europeos apuntan a las energías renovables como fuentes para cubrir esta demanda adicional. Sin embargo, WILIAM, el modelo utilizado en este estudio y desarrollado por el grupo de investigación GEEDS en el marco de proyectos europeos como HYDRA o LOCOMOTION, muestra que el problema no se resuelve únicamente instalando más capacidad.
Una mayor instalación de parques eólicos o fotovoltaicos añadiría otras tensiones relacionadas con la gestión de un sistema eléctrico con una elevada penetración de fuentes variables, las necesidades de almacenamiento y flexibilidad y el denominado curtailment, es decir, la energía renovable que no puede aprovecharse cuando la producción supera la capacidad de absorción del sistema. Esto no significa que las energías renovables sean incompatibles con los efuels, sino que su utilización masiva obliga a considerar conjuntamente generación, redes, almacenamiento y gestión de la demanda.
Por otro lado, otro proceso que condiciona el futuro de los combustibles sintéticos es la captura del dióxido de carbono. El estudio considera diferentes fuentes de CO2 como las emisiones industriales, las procedentes de procesos del sector energético o la captura directa del aire. Aun con todo, estas fuentes parecen no ser suficientes en el escenario más optimista de penetración de efuels. «En los escenarios de menor penetración las fuentes industriales pueden proporcionar una parte importante del CO₂ necesario. Sin embargo, a medida que va aumentando el porcentaje estos recursos pueden resultar insuficientes y es necesario recurrir a fuentes alternativas, como la captura directa del carbono presente en la atmósfera y la tecnología y el procedimiento, hoy por hoy, es caro e ineficiente», reconoce el IP del estudio.
En resumen, los combustibles sintéticos pueden contribuir a la descarbonización, pero es necesario analizar su potencial teniendo en cuenta la escala de despliegue y el conjunto del sistema energético. «Este tipo de combustibles puede ser muy útil en algunos sectores difíciles de electrificar, como la aviación o el transporte marítimo y podría darse una reducción importante de la dependencia del petróleo.
Sin embargo, hay que evaluar su despliegue considerando las múltiples dimensiones del sistema energético y sus interacciones: el consumo de energía y agua, la capacidad de producción de cada región, el esfuerzo adicional… Puede que haya regiones que sí produzcan con cero emisiones, pero no todos los sitios van a tener esa capacidad si queremos desplegarlo a gran escala», concluye Juan Manuel Campos-Rodríguez.
Por tanto, los combustibles sintéticos, en palabras de Campos-Rodríguez, «ayudarán a descarbonizar, pero no van a ser una solución mágica». El reto para los próximos años consiste en determinar dónde aportan valor realmente y dónde existen alternativas más sostenibles teniendo en cuenta el conjunto del sistema energético.
