Combustibles sintéticos: Alternativa para contrarrestar el efecto invernadero

Hoy en día, nadie podría negar que nuestro planeta está siendo afectado por el calentamiento global, debido al incremento de los gases de efecto invernadero, especialmente el dióxido de carbono. En el pasado, nuestra economía estaba basada en el uso del carbón mineral como fuente de energía, luego esta economía se amplió al metano y petróleo.

Sin embargo en las últimas décadas, el uso de estos combustibles fósiles ha incrementado significativamente la concentración del dióxido de carbono en nuestra atmósfera. En el año 1975, se generaban 15 billones de toneladas de este gas y en el año 2021 se generaron 35 billones de toneladas, y se espera que esta cantidad aumente en el futuro. ¿Podemos dejar de depender de estos combustibles fósiles rápidamente? Desafortunadamente, la respuesta es no.

Aunque en los últimos años se presenta un fuerte desarrollo de alternativas como la electromovilidad y los vehículos a hidrógeno, la transición de una economía basada en combustibles fósiles a una economía sustentable tomará tiempo, y la ciencia e Ingeniería tienen mucho que decir al respecto para facilitar estos cambios.

Una de las alternativas sustentables que se investigan actualmente en el mundo y también en Chile, es la síntesis de combustibles sintéticos: la primera planta de este tipo en Chile, fue recientemente inaugurada en Magallanes. Se trata de una tecnología que presenta opciones interesantes, como reutilizar el dióxido de carbono que está presente en la atmósfera. Tiene la ventaja de que no se requiere transformar los motores de los vehículos en circulación, permitiendo un funcionamiento prácticamente neutro de los motores a gasolina respecto de sus emisiones .

 

Reutilizar el carbono

 

Haciendo un poco de historia, en el año 1925, dos científicos alemanes (Franz Fischer y Hans Tropsch) desarrollaron un proceso para la obtención de combustibles sintéticos (gasolinas, parafinas, diésel y ceras) a partir de monóxido de carbono e hidrógeno. Este proceso es conocido mundialmente como síntesis de Fischer-Tropsch (SFT) y en la actualidad está implementado en varios países del mundo, utilizando como materia prima carbón natural o metano. Este combustible es de gran calidad y libre de azufre, pero contribuye fuertemente a la emisión de gases de efecto invernadero. ¿Podríamos generar una alternativa a este proceso?

Un cambio que se puede hacer es modificar el origen del carbono. No usar más carbón mineral o metano, ya que incrementan el dióxido de carbón en la atmósfera cuando los combustibles son combustionados. La idea es reutilizar el carbono, que ya está presente en la atmósfera en forma de dióxido de carbono o el carbono que está fijado en la biomasa o el biogás.

El dióxido de carbono es una molécula muy estable y para poder transformarla se requiere de usos de catalizadores. En las últimas décadas, varios grupos de investigadores han trabajado en buscar las mejores condiciones de procesos para hidrogenar el dióxido de carbono para convertirlo en combustibles líquidos sintéticos. En la actualidad, este proceso a nivel piloto se ha logrado en dos etapas, en una primera etapa se lleva el dióxido de carbono a metanol, y luego el metanol a gasolina y diésel.

Dicho lo anterior, para que este proceso no contribuya a incrementar los gases de efecto invernadero, es necesario capturar el dióxido de carbono, tanto de la atmósfera como de post combustión de diferentes industrias. Luego, este dióxido de carbono se hace reaccionar con hidrógeno verde para la síntesis de combustibles sintéticos.

 

La ventaja de Chile

 

Esto también representa una oportunidad para nuestro país. Tenemos abundantes residuos de materia orgánica de origen forestal, agrícola y ganadera que puede ser utilizada como fuente de carbono renovables para la síntesis de combustibles sintéticos de alta calidad. Esta biomasa debe ser previamente tratada y acondicionada por diferentes procesos para transformarlas en monóxido de carbono e hidrógeno.

Actualmente, la transformación de la biomasa en combustibles líquidos mediante SFT es una tecnología factible. La biomasa de origen lignocelulósico (constituida por celulosa, hemicelulosa y lignina) no sólo tiene un gran potencial para la obtención de combustibles fósiles, sino también para la obtención de productos químicos similares a los que se obtienen del petróleo.

La síntesis de combustibles sintéticos a partir de fuentes de carbono renovables e hidrógeno verde es una alternativa transitoria real para frenar el incremento del dióxido de carbono en nuestra atmósfera.

Nuestro país, con el desarrollo del hidrógeno verde, tiene una ventaja significativa frente a otros países en la región, para la implementación de esta tecnología no sólo en el extremo sur de Chile, sino también en el centro y norte del país. Estas tecnologías aún tienen grandes desafíos y varios grupos de investigadores nacionales estamos trabajando en ellas.

 

Néstor Escalona

Miembro del Centro de Energía UC

Académico del Departamento de Ingeniería Química y Bioprocesos, y de la Faculatd de Química y de Farmacia

Pontificia Universidad Católica de Chile