El pasado mes de marzo, la Unión Europea acordaba el fin de la venta de coches nuevos que expulsen emisiones de CO2 por el tubo de escape desde 2035. Esto supone, por tanto, el fin de la venta de vehículos nuevos con motor de combustión de gasolina, diésel, híbridos e híbridos enchufables, tal y como los conocemos hoy en día.
Sin embargo, la UE también se ha comprometido a aclarar qué papel tendrán los combustibles sintéticos para esta fecha. Por tanto, ha dejado la puerta abierta a que estos combustibles que buscan ser neutros en el balance de CO2 final pudieran ser una opción más a tener en cuenta. Para conocer más en detalle todo lo relacionado con los combustibles sintéticos hemos entrevistado a Dolores Cárdenas, investigadora del Repsol Technology Lab. Así ha sido nuestra conversación.
¿Qué son los combustibles sintéticos?
Los combustibles sintéticos (e-fuel) son combustibles que proceden de fuentes renovables y nos permiten reducir las emisiones netas de CO2.
¿Cómo se producen los combustibles sintéticos?
Primero se retira CO2, bien sea de la atmósfera o de fuentes concentradas. Y también se produce hidrógeno renovable. El CO2 capturado y el hidrógeno renovable son las materias primas de un proceso de producción con diferentes etapas…
¿Cómo se captura el CO2 y de dónde se captura?
Hay diferentes tecnologías para realizar la captura de CO2: en fuentes concentradas de CO2, se pueden emplear tecnologías como la absorción química (mediante scrubber MEA), la separación criogénica o membranas. Por otro lado, en la captura directa de CO2 del aire se está trabajando en soluciones basadas en solventes o absorbentes que retienen el CO2 del flujo de aire en contacto con estos materiales o tecnologías electroquímicas. Algunas de estas tecnologías aún están en fase de desarrollo.
El combustible sintético es compatible con los coches del parque circulante. Todos los modelos actuales pueden usar combustibles sintéticos.
Una vez que tenemos el CO2 capturado hay que combinarlo con hidrógeno… ¿Y para que sea un efuel tiene que ser hidrógeno de fuentes renovables?
Sí, efectivamente, para que sea un efuel, el hidrógeno tiene que ser renovable y, concretamente tiene que ser producido con energía eléctrica renovable, haciendo así la electrólisis del agua…
Una vez capturado el CO2 y producido el hidrógeno renovable…¿Cómo se produce el combustible sintético?
Una vez que tenemos el hidrógeno y el CO2 (dos gases), mediante una reacción conocida como Reverse Water Gas Shift (RWGS) generamos un gas de síntesis. Pero sigue siendo un gas (monóxido de carbono más hidrógeno). Mediante el proceso de Fischer-Tropsch, inventado en los años 20 del siglo pasado, este gas de síntesis se transforma en un crudo sintético (moléculas líquidas de crudo sintético). Después lo que llevamos a cabo es un proceso de upgrading, es decir, una serie de procesos que mejora las propiedades de las diferentes fracciones para llegar a la calidad de la gasolina, el queroseno o diésel.
Dolores Cárdenas (Repsol) junto con Marc Márquez y José Luis Martínez -Almeida.
Y con todo ello… ¿qué se consigue?
Llegar a unas moléculas que químicamente son muy similares a las que utilizamos hoy en los combustibles y que, por tanto, son compatibles con la infraestructura actual, con los puntos de repostaje y, sobre todo, con los motores de los diferentes vehículos, ya sea por carretera, aviación, marino o incluso aeroespacial.
¿Entonces cualquier vehículo a motor puede utilizar estos combustibles sintéticos?
Sí, el combustible sintético es compatible con los motores que tenemos hoy de los vehículos que forman el parque circulante. Todos los coches actuales pueden usar combustibles sintéticos.
Repsol producirá combustibles sintéticos desde 2025: 50 barriles, unos 8.000 litros al día.
¿Entonces cualquier coche puede utilizar el combustible sintético? ¿No es necesario que sea un vehículo moderno?
Es la ventaja de los combustibles sintéticos, no es necesario hacer inversiones para renovar la flota por utilizar este tipo de combustible ni tampoco en infraestructuras.
¿Y físicamente es parecido?
Sí. De hecho, son moléculas que ya existen en el combustible tradicional, aunque ahora las produciremos de origen renovable y permitiéndonos reducir las emisiones netas de CO2.
Dolores Cárdenas junto a un prototipo de un motor para saber cómo funcionan los diferentes combustibles.
¿También habría que echarle aditivos?
Los aditivos son componentes que añadimos de manera habitual a los combustibles para mejorar o reforzar algunas propiedades. En el caso de los combustibles sintéticos también los emplearemos, por ejemplo, en el caso del e-diésel hará falta añadir aditivos de lubricidad, algo que ya sabemos hacer en los combustibles convencionales para proteger el sistema de inyección del combustible del motor.
Para el cambio climático los vehículos de cero emisiones eléctricos o con pila de combustible son válidos. Pero también lo son los que permitan un balance neto nulo de emisiones de CO2, como los sintéticos.
¿Cuándo ha empezado Repsol a trabajar en los efuels?
Llevamos varios años trabajando en esta tecnología y ahora se va a materializar en nuestra planta ‘demo’ de e-fues en Bilbao, en colaboración con la Aramco. Estará lista para el año 2025. Por tanto, se puede afirmar que Repsol producirá combustibles sintéticos desde 2025.
¿Qué significa que sea una planta ‘demo’?
Significa que es una planta de menor escala que una planta industrial, que nos servirá para demostrar de la tecnología: captura de CO2, producción de hidrógeno renovable por electrolisis, producción de gas de síntesis y, finalmente, los e-fuels. En esta planta se producirán 50 barriles día, unos 8.000 litros al día de combustibles sintéticos desde 2025.
El laboratorio tecnológico de Repsol está en Móstoles (Madrid).
¿Y se puede pasar de una planta ‘demo’ a una ya industrial?
Sí, ese es justo su papel, demostrar y validar la tecnología, optimizar la operación de las diferentes unidades para aplicar todo el conocimiento generado en el escalado a nivel industrial.
El CO2 que emite un coche con combustible sintético por el tubo de escape es exactamente el mismo que se retiró previamente para producir el combustible.
¿Y esos 8.000 litros al día… a dónde irán? ¿Quién los consumirá?
Se usarán en aplicación real. Estamos colaborando con diferentes socios del sector (fabricantes de motores, componentes y vehículos, operadores logísticos de carretera, aviación y marino, …) para integrar toda la cadena de valor en el uso de esos combustibles sintéticos, como el e-diésel y e-queroseno.
¿Qué diferencias habría entre la utilización de un vehículo eléctrico u otro con combustible sintético?
Son soluciones complementarias. Lo que buscamos con la transición energética es la descarbonización del transporte, es decir, la reducción de las emisiones netas de CO2. El problema del cambio climático se produce porque se incrementa la concentración de gases de efecto invernadero (entre ellos, el CO2) en la atmósfera. Por tanto, soluciones cero emisiones como el vehículo eléctrico empleando electricidad renovable (dejamos por un momento al margen las emisiones de CO2 en la fabricación de la batería del vehículo) o de pila de combustible con hidrógeno renovable son perfectamente válidas. Pero también lo son, soluciones que nos lleven a un balance neto nulo de emisiones de CO2, como es el caso de los combustibles sintéticos.
Dolores Cárdenas señala que los combustibles sintéticos se pueden utilizar en los coches actuales.
Pero un coche que utiliza un combustible sintético sí emite CO2 por el escape…
Efectivamente, pero ese CO2 que se emite por el tubo de escape es exactamente el mismo que se retiró previamente para producir el combustible. Por lo tanto, tenemos un balance nulo de emisiones netas de CO2, es decir, no incrementamos la concentración de CO2 en la atmósfera.
Con los sintéticos tenemos un balance nulo de emisiones netas de CO2, es decir, no incrementamos la concentración de CO2 en la atmósfera.
No obstante, se puede ser neutro en el CO2 que se emite por el escape, pero… también por el escape se emiten NOx y partículas…
Sí, por el tubo de escape se emiten contaminantes como NOx y . Pero hay que tener en cuenta que las emisiones contaminantes de NOx y partículas de los vehículos de última generación, Euro 6d (los vehículos nuevos que se venden hoy en día), son realmente bajas, muy por debajo de los límites actuales, incluso en condiciones reales de conducción. La tecnología de control de emisiones contaminantes ha evolucionado significativamente en los últimos años y la contribución del transporte al problema de la calidad del aire en las ciudades viene derivado, principalmente, por los vehículos más antiguos.
Entonces, cuando se habla de ser neutro es neutro en CO2 pero no en otros contaminantes…
Sí, así es. Pero son dos retos medioambientales diferentes, con efectos y soluciones tecnológicas diferentes.
Por un lado, la emisión de CO2 que tiene efecto a nivel planetario en el cambio climático y soluciones que nos ayudan a mitigarlo son los combustibles renovables cero emisiones netas, la electricidad renovable y el hidrógeno renovable.
Por otro lado, tenemos la emisión de contaminantes procedentes de la combustión (NOx y partículas, principalmente) pero también del desgaste (partículas) de algunos elementos del vehículo como los frenos o los neumáticos. En este último caso, todas las tecnologías, motor de combustión, eléctrico o hidrógeno tendrán que controlar estas emisiones. Los contaminantes tienen un impacto local en las cercanías del lugar en el que se emiten sobre la calidad del aire que respiramos.
En este sentido, los sistemas de control de emisiones contaminantes que se llevan incorporando desde los años 90 con la entrada en vigor de las normas Euro, han evolucionado significativamente en los últimos años para controlar las emisiones no solo en el ciclo de homologación de laboratorio sino en conducción real. Los vehículos nuevos que se matriculan hoy cumplen la norma Euro 6d, pero además ya se está revisando la futura Euro 7.
La competición es una escuela perfecta para el desarrollo de combustibles sintéticos.
¿Y cómo se consigue que por el escape se expulsen exactamente las mismas emisiones que se capturan?
Esto se explica con un simple balance de masas. Para producir estos combustibles se captura CO2 y el carbono de esa molécula es que acaba formando parte del combustible sintético. Después en su uso en motor, se convierte nuevamente en CO2, en la misma cantidad que fue necesario capturar para producir el combustible.
¿Y con las últimas modificaciones de Europa… cómo quedan en Europa los combustibles sintéticos?
El Reglamento de CO2 de vehículos ligeros (turismos y furgonetas) que se acaba de aprobar establece que Comisión tendrá que presentar una propuesta relativa a la matriculación, después de 2035, de vehículos que funcionen exclusivamente con combustibles neutros en CO2. Por lo tanto, es, una oportunidad para el motor de combustión y estos combustibles neutros en CO2 para formar parte del mix de soluciones que permitan descarbonizar la movilidad ligera.
Sí es cierto que los sintéticos emiten contaminantes como los NOx y partículas, pero son realmente bajo.
¿Por lo tanto… todavía no hay un dictamen definitivo?
Tendremos que esperar a la propuesta que presente la Comisión y, adicionalmente, hay una ventana de revisión en el año 2026, en la que la Comisión evaluará los progresos en la consecución de los objetivos de la regulación basado en los avances de la tecnología y teniendo en cuenta la importancia de una transición económicamente viable y socialmente justa. En este sentido, la Comisión podría revisar los objetivos que se han marcado hasta 2035.
¿Y si luego las ciudades dicen que se captura el CO2 fuera y se expulsa en las ciudades… no se pueden negar a los sintéticos?
En primer lugar, hay que tener claro cómo se produce el efecto del CO2 en el cambio climático: no es a nivel local, tiene un impacto global a nivel planetario. Por lo tanto, aunque desde todos los ámbitos tenemos que contribuir a mitigar este problema, no debemos perder la perspectiva para buscar las soluciones que verdaderamente nos ayuden a reducir las emisiones netas de CO2 a nivel global.
Adicionalmente, es necesario que la regulación a diferentes niveles sea complementaria y esté alineada en la consecución de los objetivos. De esta forma, nos permitirá a la sociedad en su conjunto tomar las decisiones más adecuadas en cada momento para abordar la transición energética: a los ciudadanos y también a la industria que tenemos que acometer fuertes inversiones para alcanzar el objetivo de neutralidad climática.
Por ejemplo, la planta demo de combustibles sintéticos de Bilbao ha supuesto una inversión de más de 100 millones de euros y la de biocombustible avanzados de Cartagena han sido 200 millones de euros. En Repsol, estamos totalmente comprometidos con la descarbonización y buscamos soluciones para todos los ámbitos de la movilidad, ya sea por carretera (también de obras públicas, sector agro, etc.) aviación, marino, aeroespacial.
La Comisión Europea tendrá que presentar una propuesta relativa a la matriculación, después de 2035, de vehículos que funcionen exclusivamente con combustibles neutros en CO2.
Repsol ha probado los biocombustibles en la moto de Marc Márquez.
¿Y sois optimistas?
Tenemos que serlo. No estamos en disposición de descartar ninguna opción que nos permita descarbonizar el transporte. Si los combustibles renovables, ya sean biocombustibles o sintéticos, son válidos para descarbonizar la aviación, tal y como lo considera la Unión Europea, deberían ser válidos para el transporte por carretera. Además, hay estudios que confirman que habría cantidad suficiente de materia prima sostenible para producir combustibles renovables para descarbonizar el transporte por carretera, aviación y marítimo, por supuesto, considerando también la electrificación y el hidrógeno renovables.
¿Y no sería óptimo que los trayectos pequeños fueran con vehículos electrificados y los de mayor peso o distancia fueran con combustibles sintéticos?
Desde el punto de vista técnico, considerando la reducción de emisiones netas de CO2 es igual de válido el combustible sintético, que el eléctrico o que el hidrógeno renovable. Adicionalmente, habría que tener en cuenta otras consideraciones, como los requerimientos del usuario (autonomía necesaria, tiempo de repostaje/recarga, …), necesidades de almacenamiento e infraestructura y un análisis total de costes (TCO) de cada opción que contemple cuánto cuesta el vehículo, el coste de la energía, coste de la infraestructura, … para que el usuario final disponga de toda la información para elegir la opción que más se adapta a sus necesidades.
¿Y cómo harán para saber que solo pueden rodar coches que admitan combustibles sintéticos?
Falta todavía por ver cómo se legisla este aspecto, puede haber diferentes opciones como un boquerel nuevo solo para estos combustibles neutros en carbono, algún trazador…
El coste de los e-fuels en el rango de 1,7 a 3 €/L, según algunos estudios.
¿Y el precio del litro del combustible sintético? Porque hasta ahora la única cifra que conocemos es la que ha estimado Transport & Environment, quien habla de 2,8 euros el litro…
En estos momentos, estamos en una fase de demostración de esta tecnología, es decir, a una escala pre-industrial. A medida que se escalen los procesos, los costes de producción se reducirán haciéndolos competitivos.
Por otra parte, hay que tener en cuenta que el precio de la energía es sólo una parte de los costes totales que el usuario debe considerar. Otros elementos como el coste del vehículo, infraestructura, mantenimiento, … deberían tenerse en cuenta para tener un análisis completo.
Esto es una oportunidad para el motor de combustión y estos combustibles neutros en CO2 para formar parte del mix de soluciones que permitan descarbonizar la movilidad ligera.
¿Qué se entiende por precios competitivos?
En este sentido, hay estudios de diferentes fuentes, como CONCAWE (Enviromental Science for European Refining) o Instituto Fraunhofer, que sitúan el coste de los e-fuels en el rango de 1,7 a 3 €/L.
Hasta ahora hemos hablado mucho de los sintéticos… pero parece que se ha dejado de lado los biocombustibles… ¿Cómo se producen y qué futuro tienen?
Los biocombustibles son otro tipo de combustibles cero emisiones netas que proceden de materia prima renovable. Aquí la biomasa en su crecimiento, de manera natural y gracias a la fotosíntesis, captura CO2 de la atmósfera. Y el carbono de ese CO2 se incorpora en la estructura de la biomasa; los residuos de esta biomasa, que pueden ser restos de la industria agroalimentaria, restos de poda, la fracción orgánica de nuestra basura de casa…
Todo ello es biomasa residual que capturó CO2. Y es nuestra materia prima para transformarlo en biocombustibles de residuos que químicamente son muy parecidos a los que tenemos hoy en día también, como los e-fuels. Para diferenciarlos habría que hacerles la prueba del carbono 14.
A su vez, estos biocombustibles avanzados al usarlos en el motor producen CO2, un CO2 biogénico que se reemite a la atmósfera, pero que no deja de ser el mismo CO2 que la biomasa capturó y con cuyos residuos fabricamos dicho biocombustible. Vuelve a cerrarse el ciclo de CO2.
Tendremos que esperar a la propuesta que presente la Comisión y, adicionalmente, hay una ventana de revisión en el año 2026.
¿Entonces los combustibles sintéticos y los biocombustibles podrían ser una solución más?
Son una solución más, nos permiten reducir las emisiones netas de CO2 y, además son compatibles con los motores y con la infraestructura existente.
Quizá algo que no se conoce demasiado, es que ya estamos usando biocombustibles actualmente y ya nos están ayudando a reducir las emisiones netas de CO2 del transporte. De los combustibles que un usuario puede repostar en su coche actualmente, en el mix total más del 10% son biocombustibles. Por tanto, los biocombustibles son ya una realidad, los producimos en procesos maduros a escala industrial.
¿Y los biocombustibles? ¿Son compatibles con los sintéticos?
Sí, son combustibles químicamente muy similares y son compatibles con los sintéticos…
¿En qué proyectos estáis trabajando con los biocombustibles?
A finales de este año pondremos en marcha en Cartagena la primera planta de biocombustibles avanzados de España que producirá 250.000 toneladas de combustibles renovables a partir de residuos, dentro del objetivo de la compañía de alcanzar la capacidad de producción de 1,3 millones de toneladas de combustibles renovables en 2025 y más de 2 millones en 2030, liderando así este mercado en la Península Ibérica.
Por otro lado, en competición llevamos trabajando desde hace tiempo. Por ejemplo, tenemos gasolinas 100% renovables con biocombustibles procedentes de residuos en la Fórmula 4 francesa. También hemos hecho una gasolina con hasta el 75% de biocombustibles para los rallys y el Dakar. Y por supuesto en MotoGP, en colaboración con Honda, para cumplir con el mandato de usar un 40% combustible renovable a partir del 2024 y 100% en 2027
¿Y fuera de la competición?
Desde el año pasado estamos en una fase precomercial de combustible 100% renovable con diferentes proyectos piloto. Por ejemplo, hemos llegado a acuerdos con diferentes compañías como son el grupo Sesé, en colaboración Scania, que ofrece servicio a Seat y Coca-Cola, Carreras, Havi Logistics, el grupo Avanza con tres autobuses por la sierra de Madrid, el Grupo Freixenet y la transportista Serveto, etc.
En este sentido, ya estamos suministrando este combustible renovable en tres de nuestras estaciones de servicio situadas en Madrid, Barcelona y Lisboa (Portugal). Además, acabamos de anunciar que para finales de este año tendremos 50 estaciones de servicio, en las principales ciudades del país y corredores de transporte de la Península Ibérica, que ofrecerán este tipo de biocombustible.
El CO2 en el cambio climático no es local, es planetario. Por lo tanto, hay que buscar las soluciones que verdaderamente nos ayuden a reducir las emisiones netas de CO2 a nivel global.
Y por último, también estamos trabajando en otro proyecto en la Comunidad de Madrid por el que las personas que entreguen un litro de aceite de cocina usado en las cerca de 134 estaciones de servicio pueden recibir 30 céntimos de saldo en Waylet. Con esta iniciativa, promovemos la economía circular al utilizar este aceite como materia prima para producir nuestros combustibles renovables.
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