24 de desembre de 2020
24.12.2020
Diari de Girona

Cap a una aviació més ecològica

El transport aeri aposta de moment pels combustibles responsables, l'eficiència en la gestió del trànsit i els motors híbrids fins que la nova generació de naus d'hidrogen i fins i tot elèctriques inauguri l'era del vol sense emissions

24.12.2020 | 17:06
Airbus ha presentat tres tecnologies d'avions d'hidrogen: motor a reacció, turbohèlix i ala mixta.

L'aviació, impulsada invariablement per querosè, és el mitjà de transport que més emissions de diòxid de carboni genera. Responsable segons l'IPCC del 2% de les emissions globals (només els vols internacionals representen l'1,3%), el sector afronta una crisi tecnològica i d'imatge sense precedents que ha de superar amb una transformació integral i a contrarellotge. La Comissió Europea els obliga a reduir progressivament el seu impacte fins a convertir-se en una indústria neutra en carboni el 2050. Un sospir en termes científics quan, al contrari que en l'automoció, no hi ha alternatives clares als motors de combustió per aconseguir mantenir en l'aire les 73 tones d'un avió estàndard de 150 passatgers.

Només la crisi de popularitat, encarnada per la vergonya de volar o el flygskam suec, agafa desprevinguda a l'Organització d'Aviació Civil Internacional (OACI). Des de principis d'aquest segle l'organització de l'ONU per a l'aviació treballa en diferents estratègies que dirigeixin les aerolínies pel camí de la sostenibilitat. El 2013, va definir un full de ruta (anomenada Basket of measures o cistella de mesures) per mitigar l'impacte ambiental de l'aeronavegació que té quatre components: implantar mesures de mercat pro-descarbonització (com un comerç de bons de carboni similar al de les indústries fixes); redefinir les operacions de vol per fer-les més eficients; fabricar aeronaus menys contaminants i estendre l'ús de combustibles capaços de mitigar el perjudici dels gasos d'efecte hivernacle (GEI). Així busca l'aviació superar la prova de la sostenibilitat per continuar sent sinònim de modernitat.

Combustibles SAF


A curt termini, i donat l'estat experimental dels avions híbrids, d'hidrogen i 100% elèctrics, l'aviació aposta per substituir progressivament el querosè, un derivat del petroli de gran poder energètic, per combustibles renovables i respectuosos amb el medi ambient per impulsar les turbines. Són coneguts com SAF (sigles angleses de combustible sostenible d'aviació) per diferenciar-se tant dels biocombustibles que tenen origen orgànic però alteren greument l'entorn en la seva producció –l'oli de palma està lligat a la desforestació de selves–, com dels que tenen origen exclusivament biològic, ja que s'investiguen SAF basats en residus urbans o sintètics, segons explica la coalició del transport aeri ATAG en un dossier sobre aquestes alternatives.

Un tècnic sosté una mostra d'un SAF. ATAG

L'avantatge que aporten els combustibles sostenibles d'aviació a un sector tan necessitat de solucions ràpides és que no exigeixen canvis notables ni en els motors ni en la logística, ja que es comporten com el querosè en les turbines i poden fins i tot barrejar-se amb ell. Amb aquesta tecnologia, el residu que expel·leixen els avions conté les mateixes quantitats de CO? que el fuel normal, però es considera renovable i sostenible per la ràpida reposició de cultius i per la seva condició d'embornal de carboni, l'absorció de CO2 del qual redueix fins a un 80% els GEI que generen els motors. Algunes iniciatives empresarials com l'espanyola Avikor es recolzen en el foment institucional dels SAF i en el flygskam personal i corporatiu per oferir als passatgers la possibilitat de cobrir totalment o parcialment el seu vol amb bioquerosè SAF.

«Les tecnologies aprovades per fabricar-los se centren en residus orgànics, especialment en olis usats; olis frescos de plantes oleaginoses i biomassa residual», assenyala Félix Gómez, director d'Exolum, filial de CLH i impulsora d'Avikor.

El SAF vegetal es basa, com assenyala Gómez, en cultius de cel·lulosa, camelina, jatrofa, plantes halòfites i algues. Un projecte internacional liderat per Espanya anomenat Itaka ha demostrat que el biofuel de camelina nacional és una opció viable per a l'aviació comercial per la seva gran rotació.

En els hidrants d'alguns aeroports també s'està distribuint ja SAF produït amb residus domèstics i d'oficina com embalatges, restes de menjar i poda, mobles, roba o ampolles, així com d'oli de cuina, un recurs que també pot reutilitzar-se com a base per a combustible.

El sector, que ja ha provat aquestes tecnologies en 145.000 vols a tot el món, ha acceptat l'objectiu de millorar anualment un 2% en l'eficiència de l'ús del combustible fins a l'any 2050.

Malgrat això, en el camp dels biocombustibles i els SAF queden molts problemes per solucionar. La seva densitat energètica és inferior a la dels combustibles fòssils i el seu preu, de moment, multiplica per tres i per quatre el del querosè d'aviació. A més, i com assenyala Jordi Riba, catedràtic d'Enginyeria Elèctrica de la Universitat Politècnica de Catalunya, «els productes bio necessiten conrear-se i el planeta no té superfície suficient com perquè no entrin en conflicte amb l'alimentació».

Una altra contraprestació és que tampoc estan lliures d'emissions indirectes durant la seva producció. «Són renovables perquè les plantes absorbeixen carbó en créixer, però en l'agricultura s'usen nitrats que vénen del carboni i es necessiten tractors i transport, es fan quilòmetres. No hi ha res que tingui un impacte zero», matisa el professor.

Nous avions


Una altra estratègia de reducció de carboni que s'aplica ja en la indústria és la substitució d'avions per aparells d'última generació que ofereixen els mateixos rendiments emetent la meitat de GEI que un avió de la dècada dels 90. Tot i això, i com es destaca en el Llibre blanc de l'I+D+i per a la sostenibilitat de l'aviació a Espanya, acabat de publicar per l'Agència Estatal de Seguretat Aèria (Aesa), el trànsit aeri s'ha multiplicat gairebé per quatre al nostre país des de llavors, per la qual cosa la millora tecnològica no és suficient. Aquesta mesura, com recull l'agència europea de seguretat aèria, Eurocontrol, en un estudi sobre la ineficiència de les operacions recentment publicat, pot reduir les emissions de l'aviació comercial entre un 15 i un 20%.

L'urgent és reduir la contaminació, però l'objectiu final per al sector és inventar l'avió neutre en carboni. Només les aeronaus elèctriques, sense emissions directes de cap mena, i les d'hidrogen, que només expel·leixen vapor d'aigua, opten a aquest títol.

Airbus ha estat el fabricant que ha apostat amb més claredat per l'hidrogen i ha arriscat fins i tot una data d'entrada en el mercat: la companyia amb seu a Holanda va assegurar el setembre passat que els seus avions ZeroE volaran el 2035.

L'hidrogen pot utilitzar-se en motors de combustió o en forma de bateries per alimentar un motor elèctric. Malgrat ser l'element més abundant en l'univers, la seva obtenció i distribució planteja també moltes dificultats.

D'un costat, garantir la seguretat de la logística suposa un repte enorme. «L'hidrogen ha d'estar a 150 graus, en estat líquid, perquè tingui una densitat d'energia elevada. I com més dens més perillós és. Pot explotar en contacte amb l'oxigen», assenyala Riba, amb l'esclat del Challenger en 1986 en ment.

D'un altre, la seva producció té un important impacte ambiental. Ho explica el catedràtic de la UPC: «L'hidrogen pot ser d'origen renovable o no. Una manera d'aconseguir-lo és amb gas natural, la forma més barata i no renovable, o aconseguir-lo dissociant-lo de l'aigua de rius, pantans i mars a través de l'electròlisi. Això requereix molta energia elèctrica». Riba esbossa un paisatge amb grans extensions ocupades per plantes eòliques i fotovoltaiques per extreure l'hidrogen que necessitarà el nou transport.

Encara més lluny es troba l'avió 100% elèctric. L'única manera de disposar de potència suficient per al vol és l'emmagatzematge d'electricitat en bateries –el límit físic d'eficiència de les cèl·lules fotovoltaiques del 26% descarta aquesta opció–, però aquesta tecnologia no pot oferir encara solucions aplicables a l'aeronàutica comercial. «Seria necessari algun tipus de bateria superdensa. És la millor opció per al sector, perquè no caldria canviar gairebé res en els avions», afegeix l'expert en enginyeria elèctrica.

Amb la generació zero emissions encara en laboratoris, els motors híbrids exerceixen, com passa en els automòbils, de tecnologia de transició. L'Aesa els destaca en el seu llibre com una de les estratègies que més està impulsant la UE a través de programes com els fons de recerca Horitzó 2020, el grup d'experts per a la sostenibilitat en operació de vols SESAR o el programa de recerca conjunta Clean Sky.

Els avions híbrids connecten una turbina de combustió que s'acobla a un generador elèctric que al seu torn carrega bateries. «Pensem en una dinamo molt evolucionada, és un sistema semblant al de les centrals termoelèctriques», aclareix el professor de la UPC. Depenent del grau d'hibridació es cobreix en major o mesura la demanda elèctrica de la nau. El 2030, s'espera que estiguin en condicions de començar la substitució dels avions de combustió com a estàndard.

Gestió de vols


Una altra de les estratègies del sector passa per reformar la gestió del trànsit aeri. El setembre passat, la CE va ampliar l'abast de la fusió d'espais aeris de la UE, anomenada Cel Únic Europeu (CUE), per aconseguir una reducció del 10% de les emissions del sector amb una gestió més eficient de rutes i aeroports.

Com explica una font del servei de Medi Ambient d'Aesa, «la qüestió és optimitzar la ruta en distància, altitud, consum i l'apagat i encesa del motor i per a això totes les parts hi han de contribuir: companyies aèries, personal de vol, aeroports, control de trànsit aeri». «Hi ha vols molt ineficients que acumulen retards en el rodatge en aeroports i en les arribades, no poden volar a l'altura òptima i en els quals el comandant accelerarà tot el possible perquè arriba tard a destinació. Totes aquestes ineficiències augmenten fins a un 5% les emissions. També hi ha zones que cal evitar amb una marrada. No hi ha un sistema totalment unificat a nivell europeu que promogui l'eficiència total. El Cel Únic Europeu intenta controlar tot això i harmonitzar les rutes», continua l'expert de l'agència.

El desafiament tècnic del projecte en una Europa saturada d'avions «impedeix que hi hagi data per a la implantació completa de totes les capacitats que aportarà el CUE», lamenta.

Compartir a Twitter
Compartir a Facebook