Eléctricos, de hidrógeno... ¿Cómo serán los aviones del futuro?

Dentro del plan ‘Fit for 55’, la Unión Europea quiere que las aerolíneas usen un mayor porcentaje de combustible sostenible (SAF): del 0,01% actual al 50% en 2040

El impacto del cambio climático en el (y del) sector aéreo ya empieza a ser una prioridad para los directivos de la industria. A corto plazo, las condiciones meteorológicas provocan desvíos en las rutas y cancelaciones forzosas de los vuelos, lo que previsiblemente aumentará los costes de un sector que sufrió una hemorragia de miles de millones de euros durante la pandemia. 

En el medio y largo plazo, todas las aerolíneas con operaciones en Europa, tanto las europeas como las no europeas, se preparan para incluir sus operaciones dentro del mercado de compensación de emisiones de CO2 (EU ETS), y hacer frente a una nueva fiscalidad que grave el combustible de sus aviones, lo que podría poner coto a la era de los vuelos ‘low-cost’ con incrementos en sus tarifas de hasta un 10%, según aerolíneas del sector como Raynair o Eurowings, la filial de Lufthansa.   

Dentro del plan ‘Fit for 55’ para que los países miembros reduzcan sus emisiones de gases contaminantes en un 55% entre 1990 y 2030, la Comisión Europea también prevé que las aerolíneas estén obligadas a usar un mayor porcentaje de combustible sostenible para la aviación (SAF, por sus siglas en inglés): del 0,01% actual hasta un 5% en 2025, que aumentaría hasta el 10% en 2030; un 25% en 2035 y un 50% en 2040, según el plan ReFuelEU Aviation initiative. 

El sector aéreo acumula el 3,5% de todas las emisiones de gases contaminantes lanzadas a la atmósfera, según un estudio publicado en la revista Atmospheric Environment, aunque únicamente supone un 14% de las emisiones del sector del transporte.

Algunas de las medidas empleadas por las aerolíneas para reducir su huella medioambiental son más fáciles de ejecutar que otras. La retirada de los aviones más antiguos; la contribución a proyectos de plantación o conservación de bosques, o una masiva inversión para la implantación de tecnologías basadas en la electricidad, el hidrógeno y el uso de combustibles SAF, entre otras.

Las aerolíneas no disponen de una solución fácil y, a día de hoy, económicamente rentable. Los coches y el transporte por carretera en unas décadas podrían reducir su dependencia de los motores de combustión, y electrificar la mayor parte del sector. Pero el camino hacia las cero emisiones de CO2 de la aviación es aún incipiente y lleno de interrogantes.   

Ya se están dando grandes pasos por parte de las aerolíneas para reducir las emisiones de sus flotas gracias a los biocombustibles. La electrificación parcial o total de su flota y la incorporación del hidrógeno en sus operaciones serán los siguientes pasos. 

Combustible sostenible para aviación

Dentro del calendario propuesto por la Comisión Europea, los combustibles a partir de materias primas bio de segunda generación —la gran apuesta de la Unión Europea para descarbonizar la aviación— podrían ayudar a reducir las emisiones de dióxido de carbono hasta en un 80% en comparación con el combustible convencional, según Aviation Benefits Beyond Borders.

Sin embargo, estas reducciones presentan sus matices. “La huella de carbono de un JET fósil es 89 gCO2/MJ, según CORSIA, mientras que el de un Biojet (100% origen bio) —obtenido a partir de coproceso de materias Primera Generación  1G (aceites vegetales)— podría rondar los 30 gCO2/MJ, significando una reducción del 57%. A lo que se suma la huella de carbono de un combustible 2G podría rondar los 14 gCO2/MJ, lo que nos llevaría a esta reducción del 80%. Estas huellas de carbono serían alcanzables considerando que es posible comercializar combustibles con una composición de 100% origen bio. A día de hoy, esto no es posible desde el punto de vista de especificación”, explica Tobi Pardo Alvarez-Buylla, responsable de Aviación y Asfaltos de Cepsa.

“Las especificaciones solo permiten la incorporación de un 50% de materias sintéticas en el blending (mezcla) final de JET. En el caso de que su origen sea 1G, la reducción sería del 30%, mientras que en el caso de materias primas de 2G, el descenso de emisiones alcanzaría hasta un 60%. A día de hoy existe una limitación por especificación y calidad del producto que va más allá de la propia voluntad de los productores de combustibles y de las aerolíneas”, agrega el experto.  

“Es necesaria una regulación clara sobre qué materias primas se pueden usar y qué cantidades mínimas de SAF deben aportarse”

En 2021, el 0.01% de la producción anual de combustible procedía de los SAF, mientras que en Europa este porcentaje aumentó hasta un 0.05%, según el informe Watypoint 2050 y el Eurocontrol Data de Sesar, respectivamente. El responsable de Aviación de Cepsa explica que para potenciar el uso de biocombustibles en la aviación civil “es necesaria una regulación clara a nivel europeo, o incluso mundial, sobre qué materias primas se pueden usar y qué cantidades mínimas de SAF deben aportarse. En segundo lugar, el acceso a esas materias primas a un precio sostenible. Y por último, aumentar la capacidad de producción que permita cubrir la demanda a unos precios comparables al del combustible fósil”.

El gran hándicap de los SAF sigue siendo su coste. La obtención de materias primas y su producción encarecen hasta 5,5 veces con respecto al combustible proveniente de los fósiles. Las regulaciones anunciadas por la Unión Europea para penalizar los actuales carburantes basados en el petróleo en los próximos años intentarán cerrar esta brecha.

Aviones eléctricos, una posibilidad a largo plazo

Los aviones híbridos o completamente eléctricos serán una opción real cuando aborden su principal reto: reducir el notable incremento de peso que supone contar con baterías a bordo. Algunos fabricantes de aparatos están intentando resolver este problema con sistemas híbridos, similares a los que emplean los coches, que ayuden a potenciar su autonomía de vuelo y sirvan de respaldo en caso de fallo.

Algunos fabricantes de aviones más pequeños y plazas limitadas, como Eviation, Pipistrel, Ampaire, Heart Aerospace, magninX, e incluso la NASA, entre muchos otros, han desarrollado exitosas aeronaves con tecnología eléctrica, capaces de cubrir vuelos de corta y hasta media distancia. La mayoría de estos aviones cuentan con varios motores eléctricos VTOL de despegue y aterrizaje vertical. Muchos de estos proyectos están encabezados por startups, que, con el apoyo de fondos de capital riesgo y filántropos como Bill Gates, quieren revolucionar el sector aéreo para convertirse en “el Tesla de los aviones”.

Airbus y Boeing, los dos gigantes del sector, también han ensamblado conceptos de aviones eléctricos y modelos con tecnología híbrida. Por el momento, la autonomía y fiabilidad de estos aparatos les imposibilitan para funcionar a pleno rendimiento en grandes vuelos comerciales, pero sí para experimentar en pequeñas avionetas. 

Los primeros pasos del hidrógeno

La gran promesa de futuro sigue siendo el uso del hidrógeno como carburante, el cual lograría transformar las emisiones de CO2 en agua. Aunque es la fuente de energía con más potencial para descarbonizar el planeta, a nivel tecnológico e industrial falta mucha investigación y cientos miles de millones de inversión por delante. 

El fabricante europeo Airbus anunció en junio de 2021 que planea producir el primer avión impulsado con hidrógeno en 2035 para vuelos de corta distancia. Un proyecto que su competidor Boeing mira con escepticismo por su viabilidad tecnológica y económica. Los tres prototipos de Airbus llevan el nombre en código ‘ZEROe’, y todos ellos tienen un diseño turbofán propulsado por un motor de turbina de gas modificado que funciona con hidrógeno para la combustión; motor turbohélice, también propulsado por esta tecnología (combustión de hidrógeno en motores de turbina de gas modificados); y un prototipo de ala combinada con un fuselaje repartido por todo el aparato para el almacenamiento y distribución del hidrógeno.