Quién no ha dicho alguna vez, ante una situación de escasez: "¿Qué quieres, que lo saque del aire?". Pues es lo que se plantean ahora los ingenieros y científicos para conseguir que los combustibles de los barcos y los aviones dejen de ser una gran fuente de contaminación en la crisis climática.

Que la energía no se crea ni se destruye, sino que solo se transforma, es una de las leyes más populares del mundo que habitamos. Sin embargo, en muchos casos resulta muy difícil conseguir esa transformación, como se está viendo en los intentos por obtener energía de fusión nuclear a partir de elementos abundantes como el agua, o simplemente en los de optimizar la que se obtiene directamente del Sol. Lo que ahora se plantea es extraer del aire, con la ayuda del Sol, combustible que serviría, por ejemplo, para los aviones y los barcos. Un queroseno o un fueloil pesado con una inimaginable, hasta ahora, huella cero de carbono.

Como es habitual en ingeniería, el sistema piloto para demostrar que la técnica es viable se ha construido a pequeña escala, en este caso en una terraza de la prestigiosa Escuela Politécnica Federal (ETH) en Zúrich. Para su aplicación real habría que optimizar el proceso y realizarlo a escala industrial, algo que nunca resulta fácil, pero este primer paso puede abrir una vía crucial para la producción de combustibles de hidrocarburos neutros en emisiones de carbono. Se llaman así porque cuando se queman emiten la misma cantidad de carbono que la que previamente se extrajo del aire para su producción.

El sistema consta de tres elementos esenciales, el primero de ellos una unidad de captura de aire que extrae dióxido de carbono e hidrógeno del ambiente y que ya se comercializa. El segundo consta de dos reactores de reducción oxidación (redox) que utilizan la energía solar captada por un reflector parabólico que concentra la luz para convertir estos elementos en una mezcla de monóxido de carbono e hidrógeno, un gas de síntesis (syngas en inglés). Finalmente se convierte el syngas en hidrocarburos líquidos o metanol.

El transporte aéreo y marítimo contribuye actualmente en un 8% al total de emisiones de gases de efecto invernadero

Como recuerdan los autores de este trabajo en la revista Nature, donde publican sus resultados, el transporte aéreo y marítimo contribuye actualmente en un 8% al total de emisiones de gases de efecto invernadero derivados de la actividad humana y se espera que esta aportación aumente en el futuro cercano. Los motores eléctricos con baterías recargables son una opción, pero impracticable en el caso de los vuelos y rutas marítimas de largo recorrido. Una solución serían los combustibles sintéticos producidos con procesos solares y a eso se dedican grandes esfuerzos con enfoques diferentes.

En este caso la vía es la termoquímica y, explican los investigadores: "Aunque se han conseguido pasos parciales de tal proceso, ahora demostramos la operatividad de una cadena entera solar termoquímica de producción de combustible, desde el agua y el CO2 capturados directamente del aire a la síntesis de combustibles para el transporte, como metanol y queroseno, en una planta piloto de cinco kilovatios térmicos". El sistema ha funcionado de forma estable con una irradiación solar intermitente y en un día típico de 7 horas de funcionamiento produce 32 mililitros de metanol.

Para hacer industrial el proceso se necesitarían muchas centrales termosolares, como las de concentración con torre central. Un ejemplo en España es Solucar PS10, cerca de Sevilla, que fue la primera del mundo que se explotó comercialmente. Para producir los 414.000 millones de litros que quemaron los aviones en 2019, se calcula que se necesitarían 45.000 kilómetros cuadrados de centrales solares equipadas con los elementos de producción de combustible, una superficie equivalente al 0,5% del área que ocupa el desierto del Sahara.

Puede parecer un sueño imposible, pero los autores del estudio, liderados por Aldo Steinfeld, creen que el estado de desarrollo de los combustibles solares de aviación se puede comparar en algunos aspectos con el de la energía solar hace unos 30 años. Dado que resultarían más caros que los tradicionales, necesitarán una política de estímulos reguladores para obtener inversiones, alcanzar el ámbito comercial y conseguir una gran reducción de costes, como está pasando en el caso de la energía solar.