Carburantes sintéticos o e-fuels

La reserva de energía y un método para convertirla en movimiento son los dos elementos primordiales en el sistema de propulsión de un vehículo. En la era de la electromovilidad, eso es equivalente a una batería y un propulsor. Aunque no es la única forma de utilizar energía para mover un auto. Hay otra posibilidad: crear con ella carburante para un motor de combustión.

En el mundo automovilístico, existe una flota de 1,300 millones de autos circulando hoy por todo el mundo y dicha cifra no parece que vaya a disminuir en las dos próximas décadas. Por tanto, no será fácil reemplazar la combustión en sectores como la aviación o en usos específicos, desde grupos electrógenos de respaldo en hospitales hasta bombas en vehículos anti incendios.

Por esa razón la firma Porsche está llevando a cabo iniciativas para el desarrollo de la producción de carburantes sintéticos o e-fuels. En principios de 2022, Porsche invirtió 75 millones de dólares en HIF Global LLC, un grupo de empresas que desarrollan proyectos internacionales para instalar plantas de producción de combustibles sintéticos. Entre esos proyectos está la planta piloto Haru Oni en Punta Arenas (Chile), iniciada por Porsche e implementada con socios como Siemens Energy y ExxonMobil.

Uno de los dos elementos principales que se utilizan en Haru Oni es el aire. La planta aprovecha las excepcionales características de su ubicación para utilizar la energía eólica. El viento en la provincia de Magallanes, al sur de Chile, es intenso y sopla siempre en la misma dirección. Para la planta de demostración hay una turbina SG 3.4-132 de Siemens Gamesa, con 3.4 MW. En la siguiente fase, el parque eólico se ampliará a unos 280 MW y, cuando alcance una escala industrial, multiplicará por 100 esa potencia.

El otro elemento es el agua. Con electricidad se separa el hidrógeno y el oxígeno que contiene. Es un método inverso al de una pila de combustible, donde la combinación de hidrógeno y oxígeno produce electricidad y agua. Se lleva a cabo mediante la misma tecnología: una membrana de intercambio de protones (Proton Exchange Membrane, PEM) es permeable a esas partículas (H+) pero hermética para los gases y electrones. En otras palabras, la membrana actúa como un aislante eléctrico entre el ánodo y el cátodo y, al mismo tiempo, separa el hidrógeno y el oxígeno para que no se recombinen. Es un proceso relativamente simple y eficiente, de bajo mantenimiento y que no requiere la suma de otras sustancias.

Luego vuelve a intervenir el aire: hay que extraer de él el CO2. Unos equipos de captura directa de Global Thermostats tienen monolitos cerámicos que, mediante absorbentes químicos, actúan como esponjas de CO2. Posteriormente se recoge ese gas con vapor de agua a baja temperatura.

Con hidrógeno por una parte y dióxido de carbono por otra, ya es posible fabricar un hidrocarburo. Combinándose para formar primero el llamado gas de síntesis o sintegás y, tras pasar por un catalizador, se convierte en metanol. O, más concretamente, e-metanol, ya que proviene de una fuerte de energía renovable y de materias primas no fósiles: agua y aire. Ya obtenido ese hidrocarburo, se puede convertir en otros, como gasolina sintética. En el caso de la planta de Haru Oni se emplea un proceso de conversión de ExxonMobil (lecho fluidizado).

Al quemar este carburante no se añade CO₂ a la atmósfera, precisamente porque se utiliza el que anteriormente estaba en ella. Además, al no ser de naturaleza fósil, carece de otros elementos indeseables, como el azufre que es necesario retirar de la gasolina o el gasóleo, un proceso con un costo energético.

Para 2021 Porsche junto a la empresa ExxonMobil probaron avanzados carburantes de origen biológico en autos de competición. La diferencia con un e-fuel es que la materia prima para producirlo es vegetal (biomasa). La primera versión del Esso Renewable Racing Fuel fue una mezcla de biocombustibles, formulada por el equipo interno de científicos e ingenieros de ExxonMobil. En 2022, Porsche ha empleado biocarburantes en la Supercup, la copa monomarca que se disputa como preámbulo de algunos GP de Fórmula 1 con el 911 GT3 Cup.

De cara al público, el siguiente paso fue la presentación en Europa del 718 Cayman GT4 RS y el Clubsport: se llevó a cabo con carburante sintético procedente de la planta piloto de Hanu Ori. Fue un anticipo de la Porsche Supercup 2023: a lo largo de la temporada, los vehículos comenzarán a funcionar con el e-fuel producido por el socio de Porsche, HIF Global, en Chile.

Aproximadamente el 70% de todos los Porsche fabricados están circulando y lo seguirán haciendo en el futuro. Con este tipo de carburante, lo harán de forma más limpia. Serán clásicos que se sumarán a la era de la electromovilidad.