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DESAFÍO

SAF: Biocombustibles de menor impacto en el Cambio Climático

Atención biocombustibles: El costo de fabricación de SAF es mayor que el de Jet Fuel pero incumplir los Acuerdos de París de Cambio Climático es más caro.

Combustible sostenible de aviación (SAF en inglés; Sustainable Aviation Fuel) es el nombre dado a tipos de combustibles de aviación utilizados en aviones a reacción y certificados como sostenibles por entidades independientes. De pronto es una alternativa para los biocombustibles, y una garantía de menor impacto en el Cambio Climático.

El sector energético es el responsable de la generación de las 3/4 partes de los Gases de Efecto Invernadero (GEI). Reducir las emisiones globales de CO2 a 0 neto para 2050 es consistente con los esfuerzos de limitar el incremento global a largo plazo en la temperatura de 1,5º C.

El Panel Intergubernamental de Cambio Climático (IPCC, por sus siglas en inglés), identificó este valor como punto de inflexión, más allá de cual aumentará en forma drástica el riesgo de sequías extremas, incendios forestales, inundaciones y escasez de alimentos. Esto se refiere nada menos a la transformación completa de cómo se produce, transporta y consume energía.

La industria aérea es una de las actividades económicas globales más importante en el mundo moderno y en continuo crecimiento. Durante 2019 este sector fue el responsable del 2,4% de las emisiones globales, originadas, entre otros factores, por la presencia de compuestos aromáticos en el combustible que, por su naturaleza, queman más lentamente, causando la emisión de material particulado. Así, el vapor de agua presente en la atmósfera, condensa como hielo sobre las partículas quedando atrapadas, con lo cual se genera un efecto de calentamiento.

Una solución sería utilizar jet fuel sin componentes aromáticos pero éstos hacen a las propiedades necesarias de un buen combustible. La otra sería su reformulación.

El combustible

Desde 2016, la Organización Internacional de Aviación Civil (ICAO, por sus siglas en inglés) impulsó a las aerolíneas a monitorear la eficiencia de sus combustibles.

La industria aeronáutica está comprometida a alcanzar la neutralidad en emisiones de carbono para 2050, lo cual implica reducir en 1,8 Giga toneladas de CO2 para esa fecha.

Atento a este efecto de contaminación, el Parlamento Europeo adoptó un nuevo draft (ReFuelEU) que luego debe ser considerado por los Estados Miembros, estableciendo un mínimo de combustibles sustentables (SAF, por sus siglas en inglés) de

  • 2% para 2025, incrementándose a
  • 37% para 2040 y
  • 85% para 2050.

Paralelamente, en USA el programa Sustainable Aviation Fuel Grand Challenge impulsa a incrementar la producción de SAF a 3 billones de galones por año para 2030 y, eventualmente, alcanzar a cubrir toda la demanda del combustible en esa nación para 2050.

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El CO2 quemado por los aviones pasa a la atmósfera y el de un esquema sustentable donde el CO2 es atrapado por la planta y los cultivos para conformar para de su estructura, lográndose así a un esquema tendiente a la reducción en GEI.

El CO2 quemado por los aviones pasa a la atmósfera y el de un esquema sustentable donde el CO2 es atrapado por la planta y los cultivos para conformar para de su estructura, lográndose así a un esquema tendiente a la reducción en GEI.

En términos generales SAF (Sustainable Aviation Fuel) es el nombre que con que se define a los combustibles de aviación avanzados, cuyo rendimiento es similar a producto derivado del petróleo como es el Jet A1 o el JP8, pero que son producidos a partir de una serie de tecnologías diferentes y partiendo de materias primas renovables como son

  • aceites vegetales y grasas animales,
  • biomasa de residuos de cosecha,
  • chip de madera y otros,

con un potencial de reducción de los GEI con las materia prima utilizada, con valores que oscilan entre 65% a 85% respecto al Jet A1.

Además se lo considera apto para ser utilizado en las mismas instalaciones que donde se almacenan y despachan los combustibles habituales por lo que recibe en nombre en inglés de drop-in.

Actualmente el jet fuel representa casi el 30% del costo operativo de una aerolínea y como su precio es volátil, esto puede afectar la rentabilidad y su estado financiero a largo plazo. Teniendo en cuenta que el biojet se puede formular a partir de una variedad de materias primas, el control de la producción en forma local quita volatilidad a los precios.

Jet Fuel

El sector de aviación utiliza combustibles con altas especificaciones funcionales y propiedades fisicoquímicas muy estrictas, con el objeto de proteger la seguridad de las operaciones aéreas, por lo que certificar un combustible bajo estas normas puede llevar años de estudio y prueba.

Estas especificaciones están definidas por los proveedores de componentes originales de las turbinas y fuselaje (OEM, Original Equipment Material) y aprobados por entes normativos como es la American Society for Testing and Material (ASTM). Los combustibles de aviación derivados de petróleo deben certificar la Norma ASTM D1655 – Standard Specification for Aviation Turbine Fuels.

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El sector de aviación utiliza combustibles con altas especificaciones funcionales y propiedades fisicoquímicas muy estrictas.

El sector de aviación utiliza combustibles con altas especificaciones funcionales y propiedades fisicoquímicas muy estrictas.

Adicionalmente, está la ASTM D7566 - Standard Specification for Aviation Turbine Fuel Containing Synthesized Hydrocarbons, que se aplica a combustibles de aviación alternativos, como el SAF.

Una vez aprobado, se crea un Anexo donde se especifica el proceso de síntesis y el porcentaje máximo que puede ser utilizado en la mezcla con el producto de origen fósil. Así, un SAF, primero debe cumplir la D7566 y una vez esto, se adiciona al combustible fósil y la mezcla en su conjunto aprueba la certificación ASTM D1655.

Por otra parte, la Norma - ASTM D4054 – Standard Practice for Qualification and Approval of New Aviation Turbine Fuels and Fuels Additives, fue creada como guía de los ensayos tendientes a cubrir todas las especificaciones requeridas por los OEM para evaluar y aprobar un nuevo combustible de fuentes no convencionales.

En la actualidad, hay 7 rutas de síntesis aprobadas por ASTM para la producción de SAF bajo la denominación D7566, pero solo 2 son las de mayor uso:

  • la registrada bajo el Anexo A1 que refiere al proceso Fischer-Tropsch y puede ser utilizado en mezclas de hasta 50% (proceso termoquímico basado en la gasificación de un amplio abanico de materias primas) y
  • la Anexo A2: El proceso Synthesized Paraffinic Kerosene from Hydroprocessed Esters and Fatty Acids (HEFA-SPK), que parte de aceites y grasas vegetales y cebos animales y también puede ser utilizado en hasta un 50%.

Adicionalmente se encuentra la que responde al Anexo A5: El proceso Alcohol-to-Jet Synthetic Paraffinic Kerosene (ATJ-SPK) fue certificado en 2018 se aprobó utilizando etanol, para niveles de mezcla de hasta 50% y es utilizado en un reducido número de proyectos. La siguiente tabla da una idea de algunos de los proyectos de fabricación de SAF:

La Vía Rápida

Un proyecto que merece atención es el estudio que llevó adelante el Pacific Northwest National Laboratory de los EEUU. Se trata de una vía rápida a través de un proceso catalítico para convertir bioetanol en n-buteno y desde ahí en jet fuel. Una de las grandes ventajas de este proceso es que utiliza un catalizador altamente activo, selectivo y estable. Ajustando presión y otras variables, el sistema cambia y produce butadieno, el punto de partida para caucho o plásticos y lubricantes sintéticos.

El sistema trabaja con reactores modulares, fácilmente escalables, desarrollados con tecnología de impresión 3D que permite crear un área efectiva disponible para la reacción, permitiéndose así ejecutar el proceso en un solo paso, con lo cual se abaratan los costos de los reactores.

Faster and Cheaper Ethanol-to-Jet-Fuel on the Horizon

El diseño de estos reactores permitirá que los construidos a nivel comercial puedan ser instalados en las mismas plantas productoras de biocombustibles o centros de disponibilidad del producto. El diseño modular reduce el tiempo y riesgo para instalar un reactor. Módulos pueden ser agregados en el tiempo y cuando la demanda lo haga necesario.

Para concluir, se puede afirmar que plantas para la producción de SAF ya se están instalando en países vecinos como el caso de Brasil con una inversión de U$S 379,0 millones la empresa BrasilBioFuels espera poner en marcha las instalaciones para 2025 y producir 500 mil m3 de éste combustible a partir de aceite de palma.

También en la ciudad de Villeta, Paraguay, la empresa OmegaGreen, construye una planta basada en la tecnología HVO para fabricar SAF y nafta.

También se reconoce que el SAF es un puente importante en la cadena de descarbonización durante la transición ya que al presente no existe una “bala de plata” que permita hoy resolver la cuestión y las tecnologías que utilizan impulsores eléctricos o que funcionen a hidrógeno están en etapas de desarrollo. También se reconoce que el SAF es un puente importante en la cadena de descarbonización durante la transición ya que al presente no existe una “bala de plata” que permita hoy resolver la cuestión y las tecnologías que utilizan impulsores eléctricos o que funcionen a hidrógeno están en etapas de desarrollo.

La transición va a requerir coordinar acciones y esfuerzos de inversores, estado, empresas, compañías aéreas y todos los sectores que de una u otra manera estén involucrados en la problemática, ya que la misma no puede ser vista como un capítulo que afecta únicamente a la industria aeronáutica.

Se sabe que el costo de fabricación de SAF es mayor que el de Jet Fuel a partir de combustibles fósiles, pero incumplir los Acuerdos de París de Cambio Climático y que la temperatura media aumente más de 1,5º C tiene costos incalculables.

Por otra parte, el ingreso de los biocombustibles al mercado aéreo puede ofrecerle una salida a los excedentes de producción de una gran cantidad de materias primas renovables, entre ellas los aceites y grasas vegetales y el bioetanol, siendo que su mezcla con nafta para el transporte liviano de pasajeros y de carga tiene el límite intrínseco en su cantidad, para un parque automotor que en la Argentina no está homologado para altos volúmenes de mezcla, sumado a la declinación en el uso que deberá enfrentar por la competencia con otras fuentes de energía como son los vehículos eléctricos o impulsados por celdas de hidrógeno.

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