Fabricación de combustible para aviones a partir de la luz solar y el aire

Científicos de la ETH de Zúrich han construido una planta capaz de producir combustibles líquidos neutros en carbono a partir de la luz solar y el aire. El próximo objetivo será llevar esta tecnología a escala industrial y lograr su competitividad.

La minirrefinería solar en ETH Zürich ha demostrado su eficacia en dos años de operaciones de prueba. Alessandro Della Bella / ETH Zúrich

En un artículo publicado en la revista científica “Nature”, los investigadores de Zúrich y Potsdam describen el funcionamiento de este novedoso reactor solar y esbozan un marco político que incentivaría la expansión de la producción de “queroseno solar”.

Los combustibles neutros en carbono son cruciales para hacer sostenible el transporte aéreo y marítimo. La planta desarrollada en Zúrich puede utilizarse para producir combustibles líquidos sintéticos que liberan durante su combustión la misma cantidad de CO2 que antes se extraía del aire para su producción. El CO2 y el agua se extraen directamente del aire ambiente y se dividen mediante energía solar. Este proceso produce syngas, una mezcla de hidrógeno y monóxido de carbono, que luego se transforma en queroseno, metanol u otros hidrocarburos.

Un equipo de investigadores dirigido por Aldo Steinfeld, catedrático de Fuentes de Energía Renovables de la ETH de Zúrich, ha puesto en funcionamiento la minirrefinería solar en la azotea del edificio del Laboratorio de Máquinas de la ETH de Zúrich durante los dos últimos años. “Esta planta demuestra con éxito la viabilidad técnica de todo el proceso termoquímico para convertir la luz solar y el aire ambiente en combustibles de libre acceso. El sistema funciona de forma estable en condiciones solares reales y proporciona una plataforma única para seguir investigando y desarrollando”, afirma Steinfeld. La tecnología está ahora suficientemente madura para su uso en aplicaciones industriales”.

El desierto ofrece condiciones ideales

Los análisis de todo el proceso muestran que el combustible costaría entre 1,20 y 2 euros por litro si se produjera a escala industrial. Las regiones desérticas con grandes recursos solares son especialmente adecuadas como lugares de producción. “A diferencia de lo que ocurre con los biocombustibles, cuyo potencial es limitado debido a la escasez de tierras agrícolas, esta tecnología permite satisfacer la demanda mundial de combustible para aviones utilizando menos del uno por ciento de las tierras áridas del mundo y no competiría con la producción de alimentos o piensos para el ganado”, explica Johan Lilliestam, jefe del grupo de investigación del IASS y profesor de política energética de la Universidad de Potsdam. Si los materiales utilizados para construir las instalaciones de producción, como el vidrio y el acero, se fabrican con energías renovables y métodos neutros en carbono, las emisiones pueden reducirse aún más, hasta llegar a ser casi nulas.

Se necesitan políticas de apoyo

Sin embargo, dados los elevados costes de inversión inicial, los combustibles solares necesitarán apoyo político para asegurar su entrada en el mercado. “Los actuales instrumentos de apoyo de la Unión Europea -comercio de emisiones y compensación- no son suficientes para estimular la demanda del mercado de combustibles solares. En vista de ello, proponemos la adopción de un sistema europeo de cuotas específicas de tecnología para el combustible de aviación. Esto obligaría a las compañías aéreas a adquirir una parte específica de su combustible a partir de fuentes solares”, explica Lilliestam.

Los autores del estudio recomiendan una cuota del 0,1% en la primera fase de adopción del mercado, cuando el precio del “queroseno solar” será alto y la capacidad de producción baja. Esto tendría poco impacto en el coste de vuelo, pero promovería la construcción de instalaciones de producción y pondría en marcha una curva de aprendizaje que podría llevar a mejoras tecnológicas y precios más bajos. La cuota podría entonces aumentarse gradualmente hasta que el queroseno solar logre un avance en el mercado sin necesidad de más medidas de apoyo.