El problema del combustible de aviación sostenible (SAF) de la industria de la aviación

La industria de la aviación continúa enfrentando una presión implacable para reducir sus emisiones, y con razón. Mientras todo el mundo, incluida la contraparte del transporte por carretera de la industria, se está moviendo hacia métodos sostenibles para mover personas y bienes, las partes interesadas en la aviación aún están buscando opciones potenciales. Se están haciendo preguntas sobre si los aviones a batería o de hidrógeno permitirán que los aviones se vuelvan ecológicos, ya que Airbus, Boeing, ATR, De Havilland Canada, Embraer y los fabricantes de cero emisiones como Universal Hydrogen o ZeroAvia están explorando alternativas al combustible para aviones. .

El combustible de aviación sostenible (SAF) parecía la panacea que aseguraría que las emisiones de la aviación se redujeran en el corto plazo, actuando como un puente entre el presente y el futuro, cuando las plantas de energía eléctrica o de hidrógeno no emitieran ningún contaminante.

Pero SAF tiene su propio conjunto de problemas, incluido el costo, la materia prima y las aprobaciones regulatorias para operar vuelos con una mezcla del 100 % del combustible alternativo. Sin embargo, el mayor problema será resolver cómo escalar la producción para tener suficiente SAF para que las aerolíneas coloquen en los tanques de combustible en las alas.

Las aerolíneas parecen haber adoptado un enfoque proactivo para asegurarse de tener suficientes SAF para cubrir sus necesidades en los próximos años. Al asociarse con varias refinerías, fabricantes de combustible y nuevas empresas, los transportistas están ampliando la cantidad potencial de combustible que tendrían.

United Airlines, por ejemplo, lanzó recientemente un fondo especial para invertir en SAF, llamado ‘United Airlines Ventures Sustainable Flight Fund’. El objetivo del fondo, que comenzó con más de $100 millones de capital, es avanzar en la producción y distribución del combustible alternativo. Además, el fondo, también respaldado por Air Canada, Boeing, JP Morgan, Chase, Honeywell y General Electric (GE) Aerospace, ya ha invertido ‘invertido en la futura creación de más de 3 mil millones de galones de SAF’.

Sin embargo, en general, los costos involucrados en la descarbonización de la aviación serán inmensos.

“Se espera que la compra de aeronaves con nuevas tecnologías genere costos adicionales (en comparación con las aeronaves con tecnología actual) de EUR 378 mil millones [$ 398,7 mil millones – ed. nota] entre 2020 y 2050”, señaló un estudio llamado ‘Escenario de inversión y hoja de ruta para lograr los objetivos del Green Deal de la aviación para 2050’, solicitado por el Comité de Transporte y Turismo (TRAN) del Parlamento Europeo (PE). De los 378 000 millones de euros, 50 000 millones de euros (52 700 millones de dólares) se dedicarían a Investigación y Desarrollo (I+D), pero “se espera que la mayor eficiencia de los nuevos aviones proporcione ahorros en costes de combustible de 395 000 millones de euros [416 700 millones de dólares – ed. nota] (2020-2050)”, continuó el estudio.

Incluso si el costo es inmenso, las aerolíneas y otras partes interesadas en la industria no tendrán otra opción, al menos en la Unión Europea (UE). En junio de 2022, los ministros de transporte europeos adoptaron su posición con respecto a las tres propuestas relacionadas con el transporte en el paquete Fit For 55. La posición sobre el paquete, que tiene como objetivo reducir las emisiones de la UE en al menos un 55% para 2030, incluye disposiciones SAF. Obligará a los proveedores de combustible en los aeropuertos del bloque a aumentar gradualmente el uso de SAF entre 2025 y 2050.

Comenzará con el uso del 2% de SAF para combustible de aeronaves en 2025, aumentando al 6% en 2030, 20% en 2035, 32% en 2040, 28% en 2045 y 63% en 2050.

En los EE. UU., el Gran Desafío de Combustible de Aviación Sostenible es una estrategia para escalar nuevas tecnologías para producir SAF en cantidades comerciales. Para 2030, la estrategia tiene una meta de 3 mil millones de galones (11,3 mil millones de litros) de SAF producidos por año y 35 mil millones de galones (132,4 mil millones de litros) para 2050. La estrategia y la producción cada vez mayor de SAF “desempeñarán un papel fundamental en un conjunto más amplio de acciones por parte del gobierno de los Estados Unidos y el sector privado para reducir las emisiones del sector de la aviación de manera consistente con el objetivo de cero emisiones netas para la economía de los Estados Unidos”, según la descripción del desafío. El objetivo final de la estrategia es descarbonizar completamente la industria de la aviación para 2050.

Según las estimaciones de la Asociación Internacional de Transporte Aéreo (IATA) , para que la industria alcance el cero neto para 2050, las aerolíneas requerirán más de 449 mil millones de litros de SAF. En 2025, el total será de 8 mil millones de litros. IATA ha señalado que se produjeron 300 millones de litros de SAF en 2022 y que las aerolíneas propusieron alrededor de $ 17 mil millones en acuerdos de compra a plazo para el combustible alternativo durante el año. Para 2025, esa suma ascenderá a unos 30.000 millones de dólares.

Pero incluso si las aerolíneas continuaran invirtiendo en el área, SAF sigue siendo una gota en el océano de combustible para aviones. El informe de la Agencia Internacional de Energía (AIE) señaló que el uso de SAF fue inferior al 0,1 % de todos los combustibles de aviación en 2021. La agencia espera que esa cifra aumente al 10 % para 2030. Mientras tanto, la Agencia de Seguridad Aérea de la Unión Europea (AESA), indicó que el uso de SAF sigue siendo “bajo en menos del 0,05% del uso total de combustible de aviación de la UE”.

Sin embargo, a diferencia del combustible para aviones tradicional, el SAF no proviene de la tierra. El proceso de producción del combustible alternativo requiere materia prima, que puede variar desde aceite de cocina usado hasta cultivos energéticos dedicados, y varios residuos, que proporcionan diferentes niveles de ahorro de CO2.

Por ejemplo, según los datos de EASA, las reducciones de emisiones de la evaluación del ciclo de vida (LCA) mientras se usa una materia prima como el grano de maíz son de hasta alrededor del 30%, si se usa la vía de etanol-alcohol a chorro (ATJ). La misma materia prima, cuando se utiliza la ruta ATJ de isobutanol, reduce las emisiones de LCA hasta en un 40 %, mientras que la ruta de ésteres y ácidos grasos hidroprocesados ​​(HEFA), que utiliza aceite de maíz, reduce las emisiones de LCA en un poco más del 80 %. . En general, la vía más respetuosa con el clima es Fischer-Tropsch (FT), que utiliza residuos sólidos municipales (MSW) con un 0 % de carbono no biogénico como materia prima.

La agencia de la UE espera que cuatro vías desempeñen un papel importante en la reducción de las emisiones de la aviación, incluidos HEFA, ATJ, Biomass Gasification + FT (Gas+FT) y Power-to-Liquid (PtL). “Se está trabajando para aprobar reducciones de emisiones de GEI para combustibles de energía a líquido, pero con una cadena de suministro completamente descarbonizada, se pueden lograr reducciones de emisiones de hasta el 100% en comparación con una referencia de combustible fósil”, señaló EASA.

Sin embargo, no todas las materias primas se consideran sostenibles, según la Directiva de energía renovable (RED II, publicada en 2018 en la UE) y el Esquema de reducción y compensación de carbono para la aviación internacional (CORSIA) de la Organización de Aviación Civil Internacional (OACI). RED II entró en vigor en diciembre de 2018, aumentando el objetivo general de la UE de consumo de fuentes de energía renovable para 2030 al 32 %. CORSIA es “la primera medida global basada en el mercado para cualquier sector y representa un enfoque cooperativo que se aleja de un ‘mosaico’ de iniciativas regulatorias nacionales o regionales”, armonizando la forma de reducir las emisiones para el sector al minimizar también la distorsión del mercado, según a la descripción de la OACI.

RED II ha esbozado dos criterios de sostenibilidad. El primero son las reducciones de GEI, que deben ser “al menos un 50 % más bajas para las instalaciones anteriores al 5 de octubre de 2015, un 60 % más bajas después de esa fecha y un 65 % más bajas para los biocombustibles producidos en instalaciones que comiencen a operar después de 2021”. Para SAF de origen no biológico, el ahorro mínimo debe ser de al menos un 70% con respecto al combustible fósil a reemplazar. El segundo criterio es el cambio de uso de la tierra, es decir, que “las materias primas para la producción de biocombustibles no pueden obtenerse de tierras con una gran biodiversidad o una gran reserva de carbono”.

El ReFuelEU Aviation, que forma parte del paquete Fit for 55 antes mencionado, es una iniciativa de la CE para “promover la adopción de la producción y el uso de dichos combustibles [SAF – ed. nota] en aviación”, según un informe, que también limita la materia prima para SAF. La materia prima de combustible alternativo permitida incluye, pero no se limita a, la biomasa de diversos desechos, incluidos los desechos industriales, estiércol animal, efluentes de molinos de aceite de palma y ramas vacías de frutos de palma, mazorcas limpias de granos de maíz, material celulósico no alimentario, aceite de cocina y grasas animales de cierta categoría.

Luego, la medida de la OACI aplicará criterios adicionales que garantizarían que el SAF utilizado para volar a través de regiones y fronteras sea sostenible. Estos incluyen, entre otros, agua, suelo, aire, conservación de la biodiversidad, derechos humanos y laborales, desechos y productos químicos, derechos de uso de la tierra y el agua, desarrollo social y local, y seguridad alimentaria, como se describe en la página de EASA sobre SAF.

Ya se han planteado preocupaciones sobre la capacidad de entregar suficiente materia prima para SAF. Un informe , preparado por la Royal Society, un grupo erudito con sede en el Reino Unido (RU), indicó que si el Reino Unido quiere reemplazar las 12,3 toneladas de combustible para aviones que se consumen anualmente en el país con una alternativa basada en biocombustibles, “la cantidad de la tierra necesaria para producir los 12,3 millones de toneladas requeridas es el 68% de la tierra agrícola total en el Reino Unido”.

El uso de la tierra y la seguridad alimentaria no son las únicas preocupaciones sobre la producción de SAF. Por ejemplo, Chevron, una empresa de energía con sede en EE. UU., recibió la aprobación de la Agencia de Protección Ambiental (EPA) para comenzar a usar plástico desechado para crear un biocombustible, cuya producción es tan tóxica que “una de cada cuatro personas se expone a él durante un toda la vida podría contraer cáncer”, según un informe de The Guardian y ProPublica. Bajo la Ley de Control de Sustancias Tóxicas (TSCA, por sus siglas en inglés), el esfuerzo de la EPA es simplificar la revisión de nuevos productos químicos para reemplazar los combustibles altamente contaminantes, como “combustible de transporte a base de petróleo, aceite térmico o combustible para aviones”, según el anuncio de la agencia en enero de 2022.

Ambiente caro

Con una oferta limitada y una demanda en constante aumento, SAF sigue siendo caro.

EASA ha estimado que “los precios actuales del SAF pueden oscilar entre 1,5 y 6 veces más” en comparación con el combustible para aviones tradicional. La amplia gama se debe a “diferentes niveles de madurez industrial y tecnológica de SAF y un bajo nivel de certeza sobre los costos de producción de ciertas vías de SAF”. La agencia se mantiene optimista, ya que incluso si es difícil “predecir con precisión cómo evolucionarán los precios de SAF”, en el futuro a largo plazo, es probable que haya una “reducción en los costos de producción de SAF gracias a las economías de escala y tecnología”. avances”. Los incentivos económicos, como el Sistema de Comercio de Emisiones (ETS) de la UE, CORSIA y los créditos fiscales deberían ayudar a cerrar la brecha de precios entre el SAF y el combustible para aviones convencional.

El movimiento hacia la descarbonización llega en un momento en que la industria de la aviación se encuentra en terreno inestable. IATA estimó que las aerolíneas perdieron un total de $ 140 mil millones en 2020, $ 40 mil millones en 2021 y $ 7 mil millones el año siguiente. “En 2023, esperamos que la industria registre una ganancia neta, aunque solo de $ 4.7 mil millones”, concluyó la asociación, que une a unas 300 aerolíneas o el 83% del tráfico aéreo total. Algunas aerolíneas comenzaron a permitir que los pasajeros pagaran por SAF y esfuerzos de descarbonización. Por ejemplo, Lufthansa Group introdujo ‘Green Fares’, un tipo de boleto que incluye la “compensación de las emisiones de CO2 relacionadas con los vuelos” mediante el uso del 20 % de SAF y el 80 % de las contribuciones “a proyectos de protección climática de alta calidad”.

En el Reino Unido, la Autoridad de Normas de Publicidad (ASA) dictaminó que el cartel del grupo, que tenía la siguiente copia de “LUFTHANSA GROUP. CONECTANDO EL MUNDO. PROTEGIENDO SU FUTURO. #MakeChangeFly”, infringió el código de la autoridad que exige que “las afirmaciones ambientales absolutas deben estar respaldadas por un alto nivel de justificación”. Otras aerolíneas, como JetBlue, KLM, SAS e incluso aeropuertos como London Heathrow (LHR), también han permitido a los pasajeros comprar SAF para compensar las emisiones de sus vuelos. United Airlines ofrece la opción de “contribuir a complementar la inversión de United en el UAV Sustainable Flight Fund”, una medida anunciada el 2 de marzo de 2023, cuando la aerolínea estadounidense presentó a su nuevo ejecutivo, a saber, el director de basura, Oscar the Grouch.

Pero la aviación no es el único sector que está siendo presionado para reducir sus emisiones.

La industria del transporte de mercancías por carretera, por ejemplo, al igual que la aviación, forma parte del paquete Fit for 55 en la UE. Y al igual que SAF, esa industria tiene su propia solución llamada aceite vegetal hidrotratado (HVO). Según Neste, que produce combustible sostenible, HVO100, la forma más pura de HVO, reduce las emisiones hasta en un 90%. El HVO se puede usar en una variedad de mezclas diferentes y se puede fabricar a partir de diferentes materias primas, incluidos aceites y grasas vegetales. “HVO también se puede actualizar a combustible de aviación sostenible (SAF)”, señaló la Plataforma Europea de Tecnología e Innovación Bioenergía (ETIP Bioenergy) en su hoja informativa sobre HVO.

En un comunicado a AeroTime, un portavoz de Neste explicó que la tecnología que utiliza para producir HVO y SAF es similar, pero el combustible de aviación tiene “pasos de procesamiento adicionales para llevarlo a las especificaciones necesarias para ser certificado como combustible de aviación”.

Las refinerías de “energías renovables” de la compañía que producen nuestros combustibles renovables tienen la flexibilidad de cambiar entre productos, continuó el portavoz.

Un representante de Girteka, la empresa de transporte de mercancías por carretera basada en activos más grande de Europa, con más de 10.000 camiones en su flota, emitió un comunicado a AeroTime, diciendo: “Definitivamente vemos el potencial creciente del combustible HVO y nuestro uso de la alternativa combustible es un resultado de lo que nuestros clientes están buscando. Si continúan enfocándose en soluciones sostenibles y formas de reducir su huella de carbono en la logística y las cadenas de suministro, que es lo que anticipamos, continuaremos brindándoles la opción HVO”.

El representante de la empresa indicó que consumió más de 300.000 litros de HVO en los últimos años y que “la demanda del combustible alternativo está en constante crecimiento”. El transportista de carga por carretera dijo que los combustibles reductores de emisiones, como HVO, son parte integral de su estrategia de sostenibilidad que “tiene como objetivo reducir las emisiones de CO2 por cada kilómetro recorrido por nuestros camiones”.

“Aunque los biocombustibles sostenibles, como HVO o HEFA, son un gran trampolín, ya que brindan ahorros inmediatos en emisiones, tienen un alcance limitado para hacer una contribución sustancial en términos de la rápida eliminación del combustible diesel, ya que su rápida rampa- simplemente no es factible”, agregó el portavoz de Girteka. Como tal, las empresas de logística en general buscan una amplia variedad de soluciones, incluida la integración de camiones eléctricos y, potencialmente en el futuro, de hidrógeno. Girteka planea agregar 600 camiones eléctricos en los próximos cuatro años.

La materia prima limitada, la competencia de ambos sectores, así como el transporte marítimo, seguirán limitando el suministro de SAF, HVO y otros biocombustibles. Un informe de la AIE advirtió que si las tendencias actuales continúan, “los productores de biodiésel, diésel renovable y biocombustible para aviones se encaminan a una escasez de suministro de materia prima durante 2022-2027». La agencia agregó que las tendencias continuas podrían socavar los esfuerzos globales de descarbonización, ya que los biocombustibles pueden usarse en industrias de aviación, marítimas y de camiones, donde “existen pocas opciones de descarbonización”.

Aún así, el representante de Neste señaló que el cambio climático es un desafío global y que “las emisiones de gases de efecto invernadero no se detienen en las fronteras o sectores, por lo que debemos adoptar un enfoque holístico y analizar todas las soluciones disponibles mientras trabajamos en las soluciones del mañana. incluyendo EV, hidrógeno y PtL”. El portavoz de la compañía petrolera finlandesa dijo que si bien HVO y SAF están hechos de materias primas renovables similares, las “materias primas específicas utilizadas pueden diferir según el tipo de producto”.

“Los informes independientes confirman que hay suficientes materias primas para respaldar un aumento significativo en la producción de SAF junto con el diésel renovable”, continuaron, y señalaron que más de 40 millones de toneladas de materia prima están disponibles anualmente, “con potencial para aumentar hasta alrededor de 200 millones de toneladas por año”.

En el futuro, “habrá la necesidad de desbloquear materias primas adicionales para aumentar la producción de combustibles renovables”, agregó el portavoz de Neste, razón por la cual la compañía petrolera continúa innovando “para dar vida a nuevas vías de producción de SAF que aumentarán la disponibilidad y nos estamos centrando en las siguientes materias primas nuevas y prometedoras: materias primas lignocelulósicas, residuos sólidos urbanos, algas y combustibles PtL”.

Sin embargo, la AIE señaló que “lograr una trayectoria neta cero requeriría un aumento de producción de más de tres veces en nuestro caso principal”.

Fuente: https://www.aerotime.aero/articles/aviation-industrys-sustainable-aviation-fuel-saf-problem