¿Y si el futuro de la automoción pasa por seguir usando combustibles?

Como hemos visto en anteriores artículos, no todos los países tienen la capacidad de transformar radicalmente sus infraestructuras para acoger una llegada masiva de coches eléctricos.

Tampoco todos los compradores pueden permitirse los mayores costes que aún suponen este tipo de vehículos, ni pueden esperar a que acaben por bajar los precios. En este sentido, los combustibles siguen siendo la única alternativa viable para la automoción.

Pero también puede ser el camino más rápido y realista para tratar de contener y reducir la contaminación en las ciudades a corto plazo. Para ello se están desarrollando motores térmicos cada vez menos contaminantes, especialmente de tipo diésel. Pero también se está trabajando en biocombustibles que, por su composición o proceso de producción, pueden llegar a ser menos contaminantes e incluso neutros en carbono.

Biocombustibles, una realidad para reducir las emisiones contaminantes

De forma muy sencilla podemos definir los biocombustibles, también llamados eco-combustibles, como aquellos producidos con materias primas renovables.

A diferencia de los hidrocarburos tradicionales, los biocombustibles tienen su origen en materias orgánicas (vegetales y animales) que podemos producir una y otra vez. Con respecto a los combustibles tradicionales, aportan tres principales ventajas:

• Suponen una reducción de las emisiones contaminantes (en algunos casos, superiores al 80%), que además se compensan en el conjunto de su ciclo (por ejemplo, con la absorción de CO2 en la fotosíntesis de las plantas de las que proceden muchos biocombustibles).
• Al ser mayoritariamente biocombustibles líquidos, son totalmente compatibles con los motores de combustión actuales (realizando pequeñas modificaciones) y por consiguiente con los sistemas de suministro actuales (gasolineras, camiones cisterna, etc.).
• Reduce nuestra dependencia de los combustibles fósiles, que como sabemos, su producción está concentrada en unos pocos países  y por tanto están sujetos a las especulaciones del mercado. Esto hace a los países más independientes en su producción local.

Hay que decir que ya se vienen utilizando biocombustibles como aditivos en los carburantes ordinarios. Brasil y Estados Unidos son los principales productores a nivel mundial, y junto con los países del norte de Europa, son también los mayores consumidores. A continuación vamos a conocer los principales biocombustibles en la actualidad, según la Agencia Europea del Medioambiente: el biodiésel y el bioetanol.

Biodiésel, el combustible fabricado con aceite vegetal

El biodiésel, a diferencia del diésel tradicional que procede del petróleo, se produce a partir de aceites y grasas orgánicas, principalmente de origen vegetal. No se trata de una tecnología muy novedosa, pues ya el propio Rudolf Diesel presentó en 1900 una máquina capaz de funcionar con aceite de cacahuete. Actualmente se utilizan sobre todo aceites baratos, como la palma, la soja y la colza. Pero también es común utilizar grasas animales, siendo la de cerdo común en nuestro país.

Tabla: Rendimiento (litros/hectárea) de los distintos cultivos para la producción de biodiésel

Para que estos aceites y grasas puedan funcionar en los motores diesel actuales, se deben romper los lípidos para reducir su viscosidad y punto de fusión. Para ello se utilizan habitualmente dos técnicas diferentes: por un lado, haciéndolo reaccionar con un alcohol, generalmente metanol; por el otro, reaccionando con hidrógeno, dando lugar a lo que se conoce como Hidrobiodiesel o Aceite Vegetal Hidrotratado (HVO).

El biodiésel suele ser utilizado como aditivo del diésel común (las nomenclaturas B5, B15, B30… indican el porcentaje de biodiésel presente). Su principal ventaja es que permite reducir las emisiones contaminantes entre el 55% y el 90%, según el compuesto, además de no contener azufre, por lo que no contribuye al efecto invernadero. E igualmente las menores emisiones de CO2 que produce son compensadas por las que absorben las plantas de las que proceden.

Bioetanol, el alcohol ecológico que sirve como combustible

El bioetanol es el etanol (alcohol etílico) producido con materias primas orgánicas con alto contenido en azúcar y almidón. Para ello suelen utilizarse cultivos como la caña de azúcar, el maíz, la remolacha, el trigo… a los que se le somete a fermentación para transformar esos azúcares y almidones en alcohol. Posteriormente se ejecutan procesos de destilación y purificación para deshidratarlo y hacerlo así óptimo para su uso como combustible.

Aunque el bioetanol puede funcionar como combustible por sí solo, es habitual utilizarlo como aditivo de la gasolina (las E5 y E10 tienen un 5% y 10% de etanol, respectivamente). También se usa con cada vez más frecuencia como sustitutivo del éter metil ter-butílico (MTBE), que ha resultado ser un peligroso contaminante de aguas. Por último, también se puede usar bioetanol en un determinado tipo de pila de combustible de hidrógeno, denominado Direct Ethanol Fuel Cell.

El bioetanol de 1ª generación, producido a partir de cultivos vegetales, puede suponer una reducción de las emisiones contaminantes de entre el 70% (si procede de la caña de azúcar) y el 20% (maíz). Además, se considera un combustible neutro en carbono, pues el CO2 que produce se compensa con el absorbido por los vegetales de los que procede durante la fotosíntesis.

Tabla: Características de las principales materias primas del bioetanol

No todos los biocombustibles son ecológicos

A pesar de todas las bondades que presentan los biocombustibles, su utilización a gran escala no está exenta de retos y dificultades. El cultivo intensivo de plantaciones para abastecer la producción de biodiesel y bioetanol, está provocando la deforestación de grandes ecosistemas, así como la sustitución de cultivos dedicados al consumo humano que deriva en un encarecimiento de alimentos básicos.

Con todo ello, la clave para conseguir biocombustibles verdaderamente ecológicos, es utilizar biomasas alternativas que permitan una producción sostenible a gran escala. Un buen ejemplo es el hidrobiodiésel HVO100, que procede al 100% de materias primas renovables. Estas pueden ser aceites de cocina usados y restos de grasas animales procedentes del reciclado de hogares y restaurantes.

Otro buen ejemplo son los bioetanoles de 2ª generación. En vez de producirse con vegetales procedentes de cultivos intensivos, utilizan biomasas residuales procedentes de la naturaleza (materia vegetal seca) o de la actividad humana (residuos agrícolas, industria papelera, etc). Actualmente también se está investigando con cultivos energéticos dedicados e incluso algas, que no necesitan terrenos arables para ser cultivadas y se estiman 12 veces más eficientes que el girasol.

Biocombustibles, cada vez más frecuentes para nuestros vehículos

Aunque son menos conocidos por el público general, los biocombustibles ya se utilizan ampliamente en algunos mercados, como Brasil, Estados Unidos o los países del norte de Europa. Su uso es más habitual para vehículos industriales (carretillas, toros, etc.) y de transporte de larga distancia (grandes camiones, sobre todo).

Sin embargo, algunos fabricantes generalistas ya tratan de adaptar sus modelos de automóviles para usar biocombustibles en su estado más puro. Es el caso de Toyota, que ya tiene adaptada la familia de vehículos comerciales Proace para usar el hidrobiodiésel HVO100.

Y a partir de 2023, también se fabricarán versiones adaptadas de sus otros vehículos diésel, empezando por el Toyota Land Cruiser y Toyota Hilux, para exprimir toda su potencia de una forma más sostenible. Esta adaptación no implica ningún cambio en la forma de reportaje en los surtidores de HVO100, e incluso podemos seguir utilizando diésel común si lo deseamos.

Un círculo virtuoso en torno a los biocombustibles

Pero Toyota no ha querido limitarse a un papel de mero observador en la carrera por los biocombustibles, y lidera un proyecto japonés centrado en la investigación de biomasas sostenibles y formas de producción eficiente de bioetanol de 2ª generación. Con sede en Fukushima y máximo interés nacional, Toyota trabajará en asociación con la petrolera nipona ENEOS y los también automakers Daihatsu, Subaru y Suzuki.

El proyecto (que se puede conocer en detalle aquí) supone establecer un gran círculo virtuoso en torno a la producción de biocombustibles, en el que se revalorizan los residuos procedentes de la actividad humana como biomasa. Y de igual forma, captar y reaprovechar como subproductos de valor tanto el CO2 generado en la producción de bioetanol, como el oxígeno liberado en la producción de hidrógeno para hidrobiodiésel.

Para ello, la asociación trabajará sobre el proceso completo del biocombustible, desde métodos sostenibles de cultivo para biomasa, hasta el uso eficiente del biocombustible en los vehículos. Incluyendo además la puesta en marcha de instalaciones de producción que, lejos de buscar su rentabilidad económica, servirá para detectar problemas en todo el proceso y explorar soluciones.

Siguiendo los preceptos del Just In Time, Toyota trabajará en todo momento con modelos de predicción de la producción tanto de las materias primas como del propio biocombustible. El objetivo es optimizar las cosechas y asegurar la disponibilidad de materia prima para la producción de bioetanol. Todo ello será indispensable en un futuro de la movilidad donde los biocombustibles puedan tener un papel importante sin poner en riesgo la sostenibilidad del sistema.

Imágenes | Toyota, AOP,  Agencia Europea del Medioambiente, Freepik/Prostooleh, Flickr/USB, PxHere.