En un edificio al borde de un parque de negocios en las afueras de Sheffield, el investigador Ihab Ahmed se está preparando para encender un pequeño motor a reacción.
Originalmente utilizado como unidad de energía auxiliar para un avión comercial, se ha convertido en un banco de pruebas para nuevos combustibles desarrollados en un laboratorio de al lado.
El acuerdo es una pieza central del Centro de Innovación de Combustibles Sostenibles de la Universidad de Sheffield (SAF-IC), una instalación de investigación creada para permitir que los combustibles sintéticos se preparen y evalúen a pequeña escala, antes de ser puestos en producción a gran escala.
En un banco de pantallas de ordenador en una sala de control cercana, Ihab puede monitorear el motor a medida que comienza con una explosión de llama y energía.
Los sensores le dicen lo que el motor está haciendo en tiempo real – y permiten que los gases de escape sean analizados continuamente.
Los combustibles sostenibles para la aviación (o SAF) son alternativas sintéticas a los combustibles fósiles, fabricados a partir de fuentes renovables.
Estos pueden incluir aceites de cocina, grasas vegetales y residuos agrícolas, así como dióxido de carbono capturado.
La ventaja de quemar combustibles como estos es que no se suma a la carga total de dióxido de carbono en la atmósfera.
El carbono emitido sólo ha sido eliminado recientemente, ya sea por las plantas o por procesos químicos.
Por el contrario, la quema de combustibles fósiles libera carbono que se ha almacenado en la Tierra durante millones de años.
“Desde una perspectiva ambiental, es día y noche, explica Ahmed.
“En principio, el CO2 debería ser un cero neto, por lo que no hay más dióxido de carbono añadido a la atmósfera, pero otro beneficio es la parte no CO2 de las cosas.
“Por ejemplo, reduce las partículas o el humo que sale del motor, lo que puede afectar a los pulmones, así como contribuir a la creación de contrapesos.
En la práctica, los combustibles sostenibles no son neutros en carbono, debido a la energía utilizada para producirlos, refinarlos y transportarlos.
Las reducciones reales varían ampliamente dependiendo del combustible utilizado.
La industria de la aviación está bajo presión para encontrar una alternativa al combustible de reacción.
Según las previsiones tanto de Airbus como de Boeing, se espera que la flota aérea mundial se duplique en las próximas dos décadas, ya que las clases medias en países como India y China se expanden, y la demanda de viajes aéreos aumenta.
Al mismo tiempo, los miembros de la Asociación de Transporte Aéreo Internacional, que representa a las compañías aéreas, se han comprometido a alcanzar el cero neto para 2050.
Se obtendrán algunos beneficios sustituyendo los aviones más antiguos por otros nuevos.
Los aviones más modernos son entre 15 y 30% más eficientes que sus predecesores.
Sin embargo, para que la industria siga expandiéndose, se necesitará mucho más.
A largo plazo, es probable que las nuevas tecnologías, como la energía de hidrógeno y la electrificación, desempeñen un papel, al menos en rutas más cortas.
Sin embargo, hay que superar grandes desafíos.
El hidrógeno, por ejemplo, es voluminoso y difícil de almacenar en grandes cantidades.
Debe mantenerse como un gas altamente comprimido o como un líquido muy frío.
Para ser sostenible, tiene que hacerse de una manera limpia, a partir de fuentes renovables, y los suministros son ahora muy limitados.
“Creemos que podríamos traer un pequeño avión de pila de combustible de hidrógeno al mercado entre 2035 y 2045, técnicamente”, dice Arjen Meijer, director ejecutivo del fabricante brasileño de jets Embraer.
“Pero la pregunta que hay que responder es: ¿habrá suficiente hidrógeno para alimentar esos aviones?
Estas cosas necesitan unirse.
No pueden suceder por separado.
Mientras tanto, las baterías son actualmente muy pesadas en relación con la energía que contienen.
Esto los hace inadecuados para alimentar aviones grandes, o ser utilizados a largas distancias.
Esto significa que el hidrógeno y los aviones híbridos, o totalmente eléctricos, permanecen a años de distancia.
Por el contrario, los combustibles de la aviación sostenible pueden fabricarse en el laboratorio para tener las mismas características que los convencionales derivados del petróleo crudo, por lo que pueden utilizarse en los aviones de hoy en día.
Hay restricciones.
Actualmente, las compañías aéreas deben utilizar una mezcla de SAF con combustible ordinario, con un componente SAF no superior al 50%.
Sin embargo, los aviones modernos son capaces de quemar 100% SAF.
En un vuelo de prueba especialmente aprobado el año pasado, Virgin Atlantic voló un Boeing 787 de Londres a Nueva York utilizando combustible producido exclusivamente a partir de grasas residuales y azúcares vegetales.
“Las tecnologías ya están disponibles y certificadas para su uso en aeronaves, explica Julie Kitcher, directora de sostenibilidad de Airbus.
“El desafío con los combustibles sostenibles es realmente conseguir que se produzcan a escala mundial, porque se trata de una industria global, a un precio asequible”. Y eso es muy claramente la captura.
Los suministros de las Fuerzas Armadas del Sudán son actualmente mínimos.
Según el regulador europeo EASA, representan sólo el 0,05 % del combustible utilizado en la UE.
También cuestan entre tres y cinco veces más que el combustible de jet regular.
Los gobiernos quieren cambiar esto.
En el Reino Unido se ha introducido un mandato SAF, que estipula que a partir del próximo año, el 2% de todo el combustible de reacción suministrado debe ser SAF, aumentando al 10% en 2030 y al 22% en 2040.
La UE tiene un mandato similar, aunque se extiende hasta 2050, cuando el objetivo para el uso de las FAS será del 63 %.
Los Estados Unidos no tienen requisitos mínimos, pero ofrecen subvenciones para reducir el precio de los combustibles sostenibles.
Pero si el uso de las FAS va a aumentar, la producción también tendrá que aumentar dramáticamente.
Hay muchos métodos o vías diferentes para fabricar combustibles sostenibles.
Pueden fabricarse a partir de biomasa, como el aceite de cocina de desecho, los cultivos energéticos, la madera, los residuos agrícolas e incluso los residuos humanos.
Sin embargo, existe la preocupación de que esto no proporcione todo el combustible que el mercado necesitará en última instancia.
Es posible que sea necesario evitar algunas materias primas, ya sea para prevenir la degradación del medio ambiente, como la deforestación, o para impedir que las tierras necesarias para el cultivo de alimentos sean entregadas a la producción de energía.
Una alternativa es utilizar un método llamado potencia a líquido, en el que el agua y el dióxido de carbono se descomponen, con el carbono y el hidrógeno resultantes combinados para crear combustible líquido.
Esto podría producir un suministro de combustible potencialmente ilimitado, pero para ser sostenible se necesitarían grandes cantidades de electricidad renovable, así como un aumento sustancial de la captura y el almacenamiento de carbono.
Ambos procesos, utilizando biomasa o energía para líquidos, son actualmente muy caros.
Como resultado, la industria de la aviación está exigiendo medidas para aumentar la producción y bajar los precios mediante economías de escala.
Sin embargo, los ecologistas se preguntan si esto es realmente viable.
Hay buenas SAFs, y hay malas SAFs, pero la verdad brutal es que en este momento no hay mucho de ninguno de los dos”, dice Matt Finch, jefe del grupo de campaña de Transporte y Medio Ambiente del Reino Unido.
“A la inversa, ahora mismo hay miles de aviones nuevos en orden de las aerolíneas, y todos ellos quemarán combustibles fósiles durante al menos 20 años.
Las acciones hablan más fuerte que las palabras, y está claro que el sector de la aviación no tiene planes de deshacerse de su adicción a la contaminación.
Sin embargo, en el reciente Farnborough Airshow, hubo varios anuncios significativos relacionados con SAF.
Un consorcio como Airbus, AirFrance-KLM, Associated Energy Group, BNP Paribas y Qantas, entre otros, anunció planes para invertir 200 millones de dólares (151 millones de libras) en un nuevo fondo que invertirá en “proyectos tecnológicamente maduros de producción de SAF utilizando, por ejemplo, materias primas basadas en desechos”.
Mientras tanto, Boeing dijo que había establecido una asociación con la compañía de inversión Clear Sky para promover un método de producción SAF pionero por la compañía británica Firefly.
Este método consiste en tomar residuos humanos y utilizar calor y alta presión para convertirlos en una sustancia que luego se puede utilizar para fabricar SAF.
En otras palabras, permite que los aviones sean alimentados por caca.
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