¿Cómo acelerar la descarbonización de la aviación?

En una decisión significativa, la asamblea de la Organización de Aviación Civil Internacional (OACI) adoptó el año pasado un ambicioso objetivo al establecer una meta para que la aviación internacional aspire a alcanzar emisiones netas cero en 2050.

Este compromiso refuerza los objetivos y compromisos existentes asumidos por la industria de la aviación y los Estados individuales. Sin embargo, la adopción de un objetivo de emisiones netas cero también reconoce el formidable reto al que se enfrenta la aviación, reconociéndolo como uno de los sectores más difíciles de descarbonizar, que requiere todas las opciones disponibles, incluidos los aviones propulsados por baterías eléctricas e hidrógeno.

Los avances y la escalabilidad de tecnologías como los combustibles de aviación sostenibles (SAF), que según las previsiones contribuirán a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) entre un 46% y un 65%, ofrecen al sector una trayectoria clara. No obstante, para hacer realidad su potencial será necesaria una promoción activa, además de incentivos y reglamentación adecuados.

Al examinar la distribución de las emisiones esbozada en el informe Waypoint 2050 del Grupo de Acción del Transporte Aéreo, descubrimos que el 96% de las emisiones de la aviación proceden de aviones con capacidad superior a 100 pasajeros. Sorprendentemente, el 66% de estas emisiones se atribuyen a aviones de pasillo único que dominan el mercado. El 4% restante se asocia a aviones de hasta 100 asientos, normalmente utilizados para rutas regionales. Por lo tanto, para descarbonizar la mayor parte de esas emisiones, la atención a corto plazo debe centrarse en los combustibles SAF, que ofrecen una solución técnicamente viable utilizando la infraestructura actual de aviones y aeropuertos.

Sin embargo, el principal reto consiste en aumentar la producción y el suministro de SAF. Según el informe Making Net-Zero Aviation Possible (Posibilitando la aviación cero neta), para satisfacer la demanda serán necesarias 300 plantas de producción de SAF en 2030, y se prevé que en 2050 se necesiten hasta 3400 plantas. Esta necesidad plantea un reto importante en cuanto a la disponibilidad de materias primas, sobre todo porque los recursos de biomasa son limitados.

Para ampliar el uso de SAF de acuerdo con los objetivos de 2050, es probable que sea necesario un rápido despliegue de plantas de conversión de energía en líquido después de 2030 para superar la limitación de materia prima de las rutas de base biológica. La industria desempeñará un papel clave en la superación de este reto, pero está claro que se necesitarán objetivos, marcos y políticas gubernamentales para apoyar la adopción generalizada de los combustibles SAF en el sector de la aviación.

Si se considera el contexto más amplio de la descarbonización, la importancia de la electrificación puede superar las estimaciones iniciales. Aunque las proyecciones indican que su importancia en la reducción de emisiones se sitúa en torno al 2%, esta tecnología es crucial para apoyar la hoja de ruta de la descarbonización. En particular, los aviones eléctricos de batería ofrecen la ventaja de eliminar las emisiones en vuelo.

En los últimos años han surgido numerosos conceptos de vehículos eléctricos de despegue y aterrizaje vertical. Sin embargo, no están pensados para remplazar por completo a las rutas comerciales regionales existentes, que suelen operar en distancias inferiores a 800 kilómetros. Según el informe Target True Zero: Unlocking Sustainable Battery and Hydrogen-Powered Flight (Objetivo Cero: Vuelos sostenibles con baterías e hidrógeno), del Foro, para 2035 se espera que los aviones eléctricos de baterías de iones de litio tengan una autonomía máxima de unos 400 kilómetros, que aumentará a 600 kilómetros en 2050.

Si los aviones eléctricos de batería siguen evolucionando, la electrificación podría ser significativa en un marco global de descarbonización. Los motores eléctricos combinados con otras tecnologías, como la propulsión eléctrica con SAF o hidrógeno, como en un avión híbrido, pueden ampliar considerablemente la autonomía del avión.

Esta gama más amplia aumenta el potencial del mercado regional, posicionando a los aviones híbridos como una alternativa viable a los nuevos diseños de turbohélices, que pueden reducir sustancialmente las emisiones en comparación con aviones más pequeños. Además, los aviones híbridos pueden ayudar a facilitar los procesos de certificación de seguridad y protección de motores eléctricos y conceptos de hidrógeno. A corto plazo, los aviones híbridos pueden contribuir a descarbonizar las operaciones en tierra durante las fases de rodaje, despegue y aterrizaje, ofreciendo beneficios ambientales inmediatos.

Para implantar con éxito las baterías eléctricas es necesario combinar varios esfuerzos técnicos: garantizar fuentes de carga renovables, optimizar los ciclos de vida de las baterías y mejorar la densidad energética. Maximizar la densidad energética puede mejorar significativamente la autonomía y la eficiencia de los aviones eléctricos operados por batería, aumentando aún más su viabilidad como solución de aviación sostenible.

En general, una gran parte (en torno al 26%) de la reducción de emisiones sigue dependiendo de otra tecnología importante: el hidrógeno. Eso significa acelerar la capacidad de producción de hidrógeno verde para 2035.

Es esencial contar con un suministro suficiente de hidrógeno verde, ya que el hidrógeno azul puede no aportar mejoras climáticas significativas en comparación con el combustible de aviación convencional. Además, son vitales los avances en tecnología de pilas de combustible y tanques de almacenamiento más ligeros para optimizar la eficiencia y la autonomía de aviones propulsado por hidrógeno. El diseño de los aviones teniendo en cuenta el rendimiento del hidrógeno, incluida la ubicación estratégica de los depósitos de hidrógeno, es crucial para maximizar sus capacidades y reducir el impacto ambiental.

Los esfuerzos también deberían centrarse en investigar y mitigar el impacto potencial de las estelas de condensación formadas por las aeronaves propulsadas por hidrógeno, que contienen más vapor de agua. Al dar prioridad a estas consideraciones, la industria de la aviación puede aprovechar todo el potencial de la tecnología de hidrógeno e impulsar la transición hacia un futuro sostenible y descarbonizado.

Todas estas cuestiones técnicas y hojas de ruta deben apoyarse en la reglamentación. Los gobiernos y los organismos reguladores pueden sentirse abrumados por los pasos a seguir. En respuesta, el Foro Económico Mundial y la Aviation Environment Federation han publicado un nuevo informe, Target True Zero: Government Policy Toolkit to Accelerate Uptake of Electric and Hydrogen Aircraft.

El objetivo de este conjunto de herramientas es proporcionar a los gobiernos tanto la oportunidad como las opciones para ayudar a desarrollar enfoques para acelerar el desarrollo de tecnologías de aeronaves con cero emisiones como parte de un plan general de descarbonización del sector.

Como reguladores, la elaboración de una estrategia de aviación neta cero requerirá un conocimiento exhaustivo de los segmentos de mercado, el tamaño de las aeronaves, la infraestructura aeroportuaria y el potencial de suministro de electricidad renovable o hidrógeno. Este conocimiento puede variar de un país a otro, pero los gobiernos deben definir objetivos e hitos claros para la propulsión con baterías eléctricas e hidrógeno, basándose en estos conocimientos para atraer a los inversores e impulsar la acción del sector. La creación de asociaciones entre las partes interesadas ayudará a alcanzar este objetivo mediante la identificación de acciones prioritarias, mientras que la alineación de las estrategias de aviación con los planes económicos para el desarrollo del hidrógeno y las energías renovables también es esencial para el progreso.

Por otro lado, los gobiernos deben comprender mejor cómo crear un entorno propicio, apoyando las iniciativas de la Organización de Aviación Civil Internacional y facilitando al mismo tiempo el desarrollo y despliegue de aeronaves de propulsión alternativa mediante la investigación, el apoyo a las infraestructuras y la actualización de la normativa. Dado que las certificaciones de seguridad y protección de la industria de la aviación son cruciales para la aceptación pública, la armonización de los enfoques de certificación es potencialmente el paso más importante para acelerar el progreso.

El sector mundial de la aviación es responsable de algo menos del 3% de las emisiones mundiales de carbono y se prevé que emita más a medida que aumente la demanda de viajes en las economías emergentes. No existe una única medida para descarbonizar el sector, y alcanzar el objetivo de cero emisiones netas requerirá un enfoque amplio que maximice el potencial de los avances tecnológicos, los incentivos financieros y las asociaciones, pero hacerlo pondrá al sector en la senda de su hoja de ruta de descarbonización.