A pesar de los esfuerzos actuales por reducir las emisiones de CO2 con vehículos eléctricos e híbridos, otras formas de transporte siguen contribuyendo significativamente a los gases de efecto invernadero. Para hacer frente a este problema, se están renovando viejas tecnologías para hacerlas más ecológicas, como la reintroducción de los veleros en el transporte marítimo y los nuevos usos del hidrógeno en la aviación. Ahora, unos investigadores que informan en ACS Sustainable Chemistry & Engineering han utilizado modelos informáticos para estudiar la viabilidad y los retos de la aviación propulsada por hidrógeno y los han recogido en el informe “Retos de la descarbonización de la aviación mediante la propulsión por hidrógeno: Objetivos de rendimiento tecnológico y compensaciones del sistema energético”.
“Aunque queda mucho camino por recorrer para que la aviación con hidrógeno se convierta en una realidad a gran escala, esperamos que nuestro análisis del diseño del sistema de a bordo y de la infraestructura necesaria sirva para priorizar los esfuerzos de desarrollo”, afirma Dharik Mallapragada, uno de los coautores del estudio.
Según la Agencia Internacional de la Energía, en las últimas décadas las emisiones de CO2 del sector de la aviación relacionadas con la energía han crecido más deprisa que las del ferrocarril, la carretera y el transporte marítimo. Para reducir las posibles repercusiones climáticas de este crecimiento, los científicos están mejorando el diseño y el funcionamiento de los aviones y desarrollando combustibles de bajas emisiones como el hidrógeno, que se utiliza para la combustión directa o para alimentar pilas de combustible eléctricas.
El atractivo del hidrógeno como fuente de combustible reside en que su uso no produce CO2 y proporciona más energía por libra que el combustible de aviación. Para entender el impacto potencial del cambio del combustible tradicional de los reactores al hidrógeno en la aviación, Anna Cybulsky, Mallapragada y sus colegas modelaron su uso en la electrificación de aviones turbohélice regionales y de corto alcance.
¿Una cuestión de peso?
Los investigadores calcularon que el peso adicional del depósito de hidrógeno y las pilas de combustible instaladas en un avión existente tendría que compensarse con reducciones de peso en otros ámbitos, como la reducción de la carga útil del avión (carga o pasajeros). Esto podría significar que se necesitarían más vuelos para transportar la misma carga útil.
El modelo del equipo sugería, sin embargo, que las mejoras en la potencia de las pilas de combustible y en el índice gravimétrico del sistema de combustible (el peso del combustible en relación con el peso del depósito lleno) podrían eliminar la necesidad de reducir la carga útil, eliminando así el impacto ambiental de los vuelos adicionales. Al mismo tiempo, señalaron que el cambio a vuelos propulsados por hidrógeno podría reducir las emisiones de CO2 de la industria de la aviación hasta en un 90%.
Un reto mayor que el de cambiar de tipo de combustible de aviación puede ser el de proporcionar la infraestructura necesaria para generar y distribuir hidrógeno de forma rentable y con bajas emisiones de carbono. Un método de producción con bajas emisiones de carbono utiliza el reformado del gas natural (extracción de hidrógeno a partir de gas metano) junto con la captura de carbono, pero requiere acceso a infraestructuras y lugares de secuestro de CO2. Otra opción ecológica es la electrólisis, que divide el agua en hidrógeno y oxígeno, y podría hacerse utilizando electricidad de una central nuclear o recursos renovables. Pero esto añadiría una demanda sustancial a las redes eléctricas. Cybulsky y sus colegas señalaron que, dado que los precios de la electricidad en la red pueden variar mucho de una región a otra, puede resultar más rentable transportar el hidrógeno desde una instalación de producción de bajo coste hasta los usuarios finales.
Por estas razones, los investigadores sugieren que el despliegue de la aviación basada en el hidrógeno podría comenzar en lugares con condiciones favorables para la producción de hidrógeno, como Hamburgo (Alemania) o Barcelona (España). La infraestructura necesaria para apoyar el uso de hidrógeno en la aviación también beneficiaría los esfuerzos de descarbonización en otras industrias, como el transporte por carretera y el transporte marítimo, al hacer que el combustible de hidrógeno esté más disponible.
galan
04/11/2024