Transporte neto cero posible gracias a los combustibles electrónicos derivados del CO2, según IDTechEx

IDTechEx dice que Transporte neto cero posible gracias a los combustibles electrónicos derivados del CO2

El 28 de noviembre de 2023 , un avión voló de Londres a Nueva York . Por primera vez en la historia, este vuelo transatlántico fue propulsado 100% por combustibles alternativos sostenibles. Esto completa un año prometedor para los combustibles sostenibles en la aviación. A principios de 2023, la Unión Europea adoptó el Reglamento de Aviación ReFuelEU, que exige una mezcla de combustible de aviación sostenible del 70% para 2050.

Los combustibles alternativos sostenibles se elaboran a partir de cualquier materia prima renovable no fósil, incluida la biomasa, los aceites de cocina y el CO 2 . Ofrecen reducciones de la huella de carbono en comparación con sus equivalentes de combustibles fósiles y, en algunos casos, son carbono neutral. Dado que las densidades de energía de las tecnologías de baterías son demasiado bajas para que sea factible la electrificación total de los aviones de pasajeros, dichos combustibles representan el camino más viable para descarbonizar el sector de la aviación. Los biocombustibles, el actual combustible alternativo sostenible, están asociados con cuestiones como el uso extensivo de la tierra y la competencia con la producción de alimentos, lo que genera un interés en los combustibles derivados del CO 2 .

Para obtener más información sobre combustibles sostenibles y la utilización de CO 2 como materia prima, consulte la cartera de informes de sostenibilidad de IDTechEx .

¿ Qué es un combustible derivado del CO 2 ?

Químicamente idénticos a sus homólogos de combustibles fósiles, los combustibles derivados del CO 2 se producen artificialmente utilizando H 2 y CO 2 capturado . Si el hidrógeno se produce a partir de electrólisis con energía renovable , el proceso de fabricación del combustible derivado del CO 2 se conoce como "Power-to-Liquid (PtL)" y el combustible puede clasificarse como un "e-combustible".
Existen muchas tecnologías diferentes para capturar abióticamente el CO 2 necesario . Las tecnologías de captura de fuentes puntuales, incluidos disolventes líquidos, adsorbentes sólidos y membranas, están disponibles comercialmente y IDTechEx prevé que superarán la capacidad de captura de 1 Gtpa para 2040. Ejemplos de emisores de fuentes puntuales incluyen plantas de generación de energía (donde se queman biomasa o combustibles fósiles). ) e instalaciones industriales (como plantas de cemento). Alternativamente, el CO 2 se puede capturar directamente de la atmósfera mediante DAC (captura directa de aire).
Se han desarrollado una variedad de vías para la conversión de CO 2 en combustibles, incluida la conversión termocatalítica, electrocatalítica y biológica. Utilizando una combinación de calor, presión y catalizadores inorgánicos, las vías termocatalíticas son una de las rutas más antiguas y tecnológicamente más maduras para la conversión de CO 2 en muchos hidrocarburos y productos oxigenados. Por ejemplo, la hidrogenación directa de CO 2 para producir metanol ya es un proceso comercial, y las empresas que impulsan este tipo de plantas en todo el mundo incluyen Carbon Recycling International (CRI), Liquid Wind y ABEL Energy. Puede encontrar más información sobre esta síntesis en el informe IDTechEx Carbon Dioxide Utilization 2022-2042: Technologies, Market Forecasts, and Players .
La producción de combustibles de CO 2 promete un camino hacia combustibles neutros en carbono con poca o ninguna adaptación a la infraestructura y al parque de vehículos existentes. Sin embargo, se requieren grandes cantidades de energía externa para convertir la molécula estable de CO 2 en un combustible rico en energía. Esto significa que el despliegue de combustibles derivados del CO 2 dependerá en gran medida de abundantes fuentes de energía renovables.

¿ Pueden otros sectores del transporte beneficiarse de los combustibles derivados del CO 2 ?

La aviación no es el único sector del transporte que necesita descarbonizarse. Las emisiones globales de GEI provenientes del transporte marítimo representan casi mil millones de toneladas métricas de CO 2 al año (3% de las emisiones globales). Junto con el amoníaco verde, el metanol derivado del CO 2 se considera una de las principales opciones de combustible marítimo renovable para lograr la neutralidad de carbono.

El e-metanol tiene una densidad de energía volumétrica y capacidad de almacenamiento superiores en comparación con las baterías o el H2 , y se quema de manera más eficiente que los combustibles regulares. Los líderes de la industria marítima ya están encargando buques propulsados ​​por metanol como parte de sus estrategias de descarbonización. En 2021, Maersk encargó el primer buque portacontenedores del mundo con capacidad para metanol. En junio de 2023 , se habían encargado más de 100 buques marinos con capacidad de funcionar con metanol en todo el mundo (y la propia Maersk tenía pedidos 25 buques habilitados para metanol). Esta adopción se ha visto impulsada en parte por la inclusión del transporte marítimo en el EU ETS a partir de enero de 2024 .

Actualmente, están operativas dos importantes plantas de metanol derivadas de CO 2 (la producción de metanol supera los 100 ktpa), ambas con sede en China y ambas utilizando tecnología CRI. Europa está preparada para convertirse en el productor dominante de metanol derivado de CO 2 para 2026 gracias a proyectos como Finnfjord y FlagshipTWO.

¿Qué pasa con los coches?

La electrificación total de los sectores aéreo y marítimo es actualmente inviable y probablemente seguirá siéndolo en el futuro previsible. Pero ¿qué pasa con los coches? Los vehículos eléctricos no están exentos de defectos (requieren una mayor extracción de metales raros y la construcción de nueva infraestructura). Sin embargo, la electrificación directa mediante baterías de iones de litio supone un uso mucho más eficiente de la electricidad renovable que la producción de hidrógeno o un combustible derivado del CO2 .

Por lo tanto, los combustibles derivados del CO 2 no se consideran en general como el futuro de los automóviles, sino que deberían considerarse como una tecnología puente. En las próximas décadas quedarán en las carreteras muchos vehículos antiguos con motor de combustión interna, y estos podrían funcionar con combustibles derivados del CO 2 de baja huella de carbono .

Para obtener más información sobre los vehículos eléctricos, consulte la cartera de vehículos eléctricos de IDTechEx . Para obtener más información sobre las baterías de iones de litio, consulte la cartera de almacenamiento de energía de IDTechEx .

¿ Qué tan cerca están los combustibles derivados del CO 2 de su madurez?

Haru Oni, la primera instalación comercial integrada de producción de combustible electrónico del mundo, comenzó a convertir el e-metanol en gasolina en diciembre de 2022 utilizando la tecnología y el catalizador del proceso de metanol a gasolina en lecho fluido de ExxonMobil. Ineratec está construyendo una planta de combustible líquido de 4,35 millones de litros/año para operar en 2024, Twelve tiene una planta comercial prevista para 2024 con un objetivo de producción de un millón de galones de combustible para aviones por año, y Synhelion tiene una planta de demostración industrial (DAWN) prevista para 2024. Todos tres primero implican la conversión de CO 2 en gas de síntesis seguida de una síntesis de Fischer-Tropsch bien establecida; sin embargo, todos utilizan diferentes tecnologías para generar gas de síntesis (rWGS, electroquímica y energía solar de concentración, respectivamente).
A medida que el mundo trabaja para reducir sus emisiones y alcanzar objetivos netos cero, aumentará la demanda de combustibles derivados del CO 2 por parte de los sectores del transporte. En otros lugares, las hojas de ruta de descarbonización para otros sectores incluyen tecnologías de captura de carbono. Para obtener más información, consulte los informes de IDTechEx Utilización de dióxido de carbono 2022-2042: tecnologías, pronósticos de mercado y actores , mercados de captura, utilización y almacenamiento de carbono (CCUS) 2023-2043 y mercados de eliminación de dióxido de carbono (CDR) 2023-2040: Tecnologías, actores y pronósticos . Hay páginas de muestra disponibles para todos los informes de IDTechEx.aa
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