El combustible sintético o synfuel es un combustible líquido , o a veces gaseoso , obtenido a partir de gas de síntesis , una mezcla de monóxido de carbono e hidrógeno , en el que el gas de síntesis se deriva de la gasificación de materias primas sólidas como carbón o biomasa o mediante reformado de gas natural .
Las formas comunes de refinar combustibles sintéticos incluyen la conversión de Fischer-Tropsch , [1] [2] [ se necesita mejor fuente ] conversión de metanol a gasolina , [3] [ se necesita mejor fuente ] o licuefacción directa de carbón . [4] [ se necesita una mejor fuente ]
Existe una variedad de significados para los términos "combustible sintético" o "synfuel".
Los combustibles sintéticos se producen mediante el proceso químico de conversión . [10] Los métodos de conversión podrían ser la conversión directa en combustibles líquidos para el transporte, o la conversión indirecta, en la que la sustancia fuente se convierte inicialmente en gas de síntesis que luego pasa por procesos de conversión adicionales para convertirse en combustibles líquidos. [5] Los métodos de conversión básicos incluyen carbonización y pirólisis , hidrogenación y disolución térmica . [13]
El proceso de conversión directa de carbón en combustible sintético se desarrolló originalmente en Alemania. [14] Friedrich Bergius desarrolló el proceso Bergius , que recibió una patente en 1913. Karl Goldschmidt invitó a Bergius a construir una planta industrial en su fábrica, la Th. Goldschmidt AG (parte de Evonik Industries desde 2007), en 1914. [15] La producción comenzó en 1919. [16] [ cita necesaria ]
La conversión indirecta del carbón (donde el carbón se gasifica y luego se convierte en combustibles sintéticos) también fue desarrollada en Alemania por Franz Fischer y Hans Tropsch en 1923. [14] Durante la Segunda Guerra Mundial (1939-1945), Alemania utilizó la fabricación de petróleo sintético ( Alemán : Kohleverflüssigung ) para producir productos derivados del petróleo ( Sucedáneos ) mediante el uso del proceso Bergius (a partir de carbón), el proceso Fischer-Tropsch ( agua gaseosa ) y otros métodos ( Zeitz utilizó los procesos TTH y MTH). [17] [18] En 1931, el Departamento Británico de Investigación Científica e Industrial ubicado en Greenwich , Inglaterra, instaló una pequeña instalación donde se combinaba gas hidrógeno con carbón a presiones extremadamente altas para producir un combustible sintético. [19]
Las plantas de proceso Bergius se convirtieron en [ ¿cuándo? ] La principal fuente de gasolina de aviación de alta calidad, aceite sintético, caucho sintético , metanol sintético , amoníaco sintético y ácido nítrico de la Alemania nazi . Casi un tercio de la producción de Bergius procedía de las plantas de Pölitz ( polaco : Policía ) y Leuna , con un tercio más en otras cinco plantas ( Ludwigshafen tenía una planta de Bergius mucho más pequeña [20] que mejoraba la "calidad de la gasolina mediante deshidrogenación" utilizando el proceso DHD). [18]
Los grados de combustible sintético incluían "combustible TL [para aviones]", "gasolina de aviación de primera calidad", "gasolina base de aviación" y "gasolina - aceite medio"; [18] y también se sintetizaron "gas productor" y diésel como combustible (tanques blindados reconvertidos, por ejemplo, utilizaban gas productor). [17] : 4, s2 A principios de 1944, la producción alemana de combustible sintético había alcanzado más de 124.000 barriles por día (19.700 m 3 /d) en 25 plantas, [21] incluidas 10 en el área del Ruhr . [22] : 239 En 1937, las cuatro plantas de lignito de Alemania central en Böhlen , Leuna, Magdeburg /Rothensee y Zeitz, junto con la planta de carbón bituminoso de la zona del Ruhr en Scholven/ Buer , produjeron 4,8 millones de barriles (760 × 10 3 m 3 ) de combustible. Posteriormente se construyeron cuatro nuevas plantas de hidrogenación ( en alemán : Hydrierwerke ) en Bottrop -Welheim (que utilizaba " brea de alquitrán de hulla bituminosa "), [18] Gelsenkirchen (Nordstern), Pölitz y, a 200.000 toneladas/año [18] Wesseling . [23] Nordstern y Pölitz/ Stettin utilizaron carbón bituminoso, al igual que las nuevas plantas de Blechhammer . [18] Heydebreck sintetizó aceite alimentario, que fue probado en prisioneros de campos de concentración . [24] Después del bombardeo aliado de las plantas de producción de combustible sintético de Alemania (especialmente de mayo a junio de 1944), el Estado Mayor Especial de Geilenberg utilizó 350.000 trabajadores forzados, en su mayoría extranjeros, para reconstruir las plantas de petróleo sintético bombardeadas, [22] : 210, 224 y , en un programa de descentralización de emergencia, el Mineralölsicherungsplan (1944-1945), para construir 7 plantas de hidrogenación subterráneas con protección contra bombardeos (ninguna se completó). (Los planificadores habían rechazado una propuesta anterior de este tipo, esperando que las fuerzas del Eje ganaran la guerra antes de que se completaran los búnkeres ) . de Himmelsburg "al norte de Mittelwerk , pero la planta quedó sin terminar al final de la Segunda Guerra Mundial. [17] La producción de combustible sintético se volvió aún más vital para la Alemania nazi cuando las fuerzas del Ejército Rojo soviético ocuparon los campos petrolíferos de Ploiești en Rumania el 24 de agosto de 1944, negando a Alemania el acceso a su fuente natural de petróleo más importante.
Las tecnologías indirectas Fischer-Tropsch ("FT") se llevaron a los Estados Unidos después de la Segunda Guerra Mundial, y HRI diseñó y construyó una planta de 7.000 barriles por día (1.100 m 3 /d) en Brownsville, Texas . La planta representó el primer uso comercial de la conversión Fischer-Tropsch a alta temperatura. Funcionó de 1950 a 1955, cuando se cerró después de que el precio del petróleo cayera debido al aumento de la producción y a los enormes descubrimientos en el Medio Oriente. [14]
En 1949, la Oficina de Minas de Estados Unidos construyó y operó una planta de demostración para convertir carbón en gasolina en Luisiana, Misuri . [25] También se desarrollaron plantas de conversión directa de carbón en los EE. UU. después de la Segunda Guerra Mundial, incluida una planta de 3 TPD en Lawrenceville, Nueva Jersey , y una planta de 250-600 TPD en Catlettsburg, Kentucky . [26]
En décadas posteriores, la República de Sudáfrica estableció una compañía petrolera estatal que incluía un gran establecimiento de combustible sintético .
Los numerosos procesos que se pueden utilizar para producir combustibles sintéticos se dividen en tres categorías: procesos indirectos, directos y de biocombustibles. [ dudoso ]
La conversión indirecta tiene el despliegue más amplio a nivel mundial, con una producción global que asciende a alrededor de 260.000 barriles por día (41.000 m 3 /d) y muchos proyectos adicionales en desarrollo activo. [ cita necesaria ]
La conversión indirecta se refiere en términos generales a un proceso en el que la biomasa, el carbón o el gas natural se convierten en una mezcla de hidrógeno y monóxido de carbono conocida como gas de síntesis, ya sea mediante gasificación o reformado de metano con vapor , y ese gas de síntesis se procesa en un combustible líquido para el transporte utilizando uno de una serie de técnicas de conversión diferentes dependiendo del producto final deseado. [27]
Las principales tecnologías que producen combustible sintético a partir de gas de síntesis son la síntesis de Fischer-Tropsch y el proceso Mobil (también conocido como metanol a gasolina o MTG). En el proceso Fischer-Tropsch, el gas de síntesis reacciona en presencia de un catalizador, transformándose en productos líquidos (principalmente combustible diesel y combustible para aviones ) y potencialmente ceras (dependiendo del proceso FT empleado). [28]
El proceso de producción de combustibles sintéticos mediante conversión indirecta a menudo se denomina carbón a líquidos (CTL), gas a líquidos (GTL) o biomasa a líquidos (BTL), según la materia prima inicial. Al menos tres proyectos (Ohio River Clean Fuels, Illinois Clean Fuels y Rentech Natchez) están combinando materias primas de carbón y biomasa, creando combustibles sintéticos híbridos conocidos como carbón y biomasa a líquidos (CBTL). [29]
Las tecnologías de procesos de conversión indirecta también se pueden utilizar para producir hidrógeno, potencialmente para su uso en vehículos de pila de combustible, ya sea como coproducto de estela o como resultado primario. [30]
La conversión directa se refiere a procesos en los que las materias primas de carbón o biomasa se convierten directamente en productos intermedios o finales, evitando la conversión a gas de síntesis mediante gasificación . Los procesos de conversión directa se pueden dividir en términos generales en dos métodos diferentes: pirólisis y carbonización e hidrogenación. [31]
Uno de los principales métodos de conversión directa de carbón a líquido mediante el proceso de hidrogenación es el proceso de Bergius. [32] En este proceso, el carbón se licua calentándolo en presencia de gas hidrógeno (hidrogenación). El carbón seco se mezcla con petróleo pesado reciclado del proceso. Normalmente se añaden catalizadores a la mezcla. La reacción ocurre entre 400 °C (752 °F) y 500 °C (932 °F) y una presión de hidrógeno de 20 a 70 MPa . [33] La reacción se puede resumir de la siguiente manera: [33]
Después de la Primera Guerra Mundial se construyeron varias plantas en Alemania; Estas plantas se utilizaron ampliamente durante la Segunda Guerra Mundial para suministrar combustible y lubricantes a Alemania. [34]
El Proceso Kohleoel, desarrollado en Alemania por Ruhrkohle y VEBA , se utilizó en la planta de demostración con capacidad de 200 toneladas de lignito por día, construida en Bottrop , Alemania. Esta planta funcionó de 1981 a 1987. En este proceso, el carbón se mezcla con un solvente reciclado y un catalizador de hierro. Después de precalentar y presurizar, se añade H2 . El proceso se lleva a cabo en un reactor tubular a una presión de 300 bar y una temperatura de 470 °C (880 °F). [35] Este proceso también ha sido explorado por SASOL en Sudáfrica.
En los años 1970-1980, las empresas japonesas Nippon Kokan , Sumitomo Metal Industries y Mitsubishi Heavy Industries desarrollaron el proceso NEDOL. En este proceso, se calienta una mezcla de carbón y un disolvente reciclado en presencia de un catalizador a base de hierro y H2 . La reacción tiene lugar en un reactor tubular a una temperatura entre 430 °C (810 °F) y 465 °C (870 °F) a una presión de 150-200 bar. El petróleo producido es de baja calidad y requiere una mejora intensiva. [35] El proceso H-Coal, desarrollado por Hydrocarbon Research, Inc., en 1963, mezcla carbón pulverizado con líquidos reciclados, hidrógeno y un catalizador en el reactor de lecho en ebullición . Las ventajas de este proceso son que la disolución y la mejora del petróleo se llevan a cabo en un solo reactor, los productos tienen una alta relación H:C y un tiempo de reacción rápido, mientras que las principales desventajas son el alto rendimiento de gas, el alto consumo de hidrógeno y el petróleo producido es Sólo es adecuado como aceite de caldera debido a las impurezas. [36]
Los procesos SRC-I y SRC-II (carbón refinado con solvente) fueron desarrollados por Gulf Oil e implementados como plantas piloto en los Estados Unidos en las décadas de 1960 y 1970. [35] La Nuclear Utility Services Corporation desarrolló el proceso de hidrogenación que fue patentado por Wilburn C. Schroeder en 1976. El proceso involucraba carbón seco pulverizado mezclado con aproximadamente 1% en peso de catalizadores de molibdeno . [10] La hidrogenación se produjo a alta temperatura y presión, con gas de síntesis producido en un gasificador separado. El proceso finalmente produjo un producto crudo sintético, nafta , una cantidad limitada de gas C 3 /C 4 , líquidos de peso ligero a medio (C 5 -C 10 ) adecuados para su uso como combustibles, pequeñas cantidades de NH 3 y cantidades significativas de CO. 2 . [37] Otros procesos de hidrogenación de una sola etapa son el proceso de disolvente donante de Exxon , el proceso de alta presión de Imhausen y el proceso de cloruro de zinc de Conoco. [35]
Se han desarrollado varios procesos de licuación directa de dos etapas. Después de la década de 1980, sólo se utilizó el proceso catalítico de licuefacción en dos etapas, modificado del proceso H-Coal; el proceso de extracción por disolventes líquidos de British Coal ; y se ha desarrollado el Proceso de Licuefacción de Lignito de Japón. [35]
Chevron Corporation desarrolló un proceso inventado por Joel W. Rosenthal llamado Proceso de Licuefacción de Carbón Chevron (CCLP). Es único debido al estrecho acoplamiento del disolvente no catalítico y la unidad de hidroprocesamiento catalítico. El petróleo producido tenía propiedades únicas en comparación con otros aceites de carbón; era más ligero y tenía muchas menos impurezas de heteroátomos. El proceso se amplió a un nivel de 6 toneladas por día, pero no se probó comercialmente.
Hay varios procesos de carbonización diferentes. La conversión de carbonización se produce mediante pirólisis o destilación destructiva , y produce alquitrán de hulla condensable, petróleo y vapor de agua, gas sintético no condensable y un residuo sólido : carbón . El alquitrán de hulla y el aceite condensados luego se procesan mediante hidrogenación para eliminar las especies de azufre y nitrógeno , después de lo cual se procesan para convertirlos en combustibles. [36]
El ejemplo típico de carbonización es el proceso de Karrick . El proceso fue inventado por Lewis Cass Karrick en la década de 1920. El proceso de Karrick es un proceso de carbonización a baja temperatura , en el que el carbón se calienta a entre 680 °F (360 °C) y 1380 °F (750 °C) en ausencia de aire. Estas temperaturas optimizan la producción de alquitranes de hulla más ricos en hidrocarburos más ligeros que el alquitrán de hulla normal. Sin embargo, los líquidos producidos son en su mayoría un subproducto y el producto principal es el semicoque, un combustible sólido y sin humo. [38]
El proceso COED, desarrollado por FMC Corporation , utiliza un lecho fluidizado para el procesamiento, en combinación con un aumento de temperatura, a través de cuatro etapas de pirólisis. El calor se transfiere mediante gases calientes producidos por la combustión de parte del carbón producido. Una modificación de este proceso, el Proceso COGAS, implica la adición de gasificación de carbón. [36] El proceso TOSCOAL, análogo al proceso de autoclave de esquisto bituminoso TOSCO II y al proceso Lurgi-Ruhrgas , que también se utiliza para la extracción de petróleo de esquisto , utiliza sólidos reciclados calientes para la transferencia de calor. [36]
Los rendimientos líquidos de los procesos de pirólisis y Karrick son generalmente bajos para su uso práctico en la producción de combustible líquido sintético. [38] Además, los líquidos resultantes son de baja calidad y requieren un tratamiento adicional antes de que puedan usarse como combustibles para motores. En resumen, hay pocas posibilidades de que este proceso produzca volúmenes económicamente viables de combustible líquido. [38]
Un ejemplo de un proceso de combustible sintético basado en biocombustibles es el combustible hidrotratado para aviones renovables (HRJ). Hay varias variantes de estos procesos en desarrollo y está comenzando el proceso de prueba y certificación de los combustibles de aviación HRJ. [39] [40]
Hay dos procesos de este tipo en desarrollo por la UOP . Uno que utiliza materias primas de biomasa sólida y otro que utiliza bioaceites y grasas. El proceso que utiliza fuentes sólidas de biomasa de segunda generación, como pasto varilla o biomasa leñosa , utiliza pirólisis para producir un bioaceite, que luego se estabiliza catalíticamente y se desoxigena para producir un combustible para aviones. El proceso que utiliza aceites y grasas naturales pasa por un proceso de desoxigenación, seguido de hidrocraqueo e isomerización para producir un combustible para aviones de queroseno parafínico sintético renovable. [41]
El crudo sintético también se puede crear mejorando el betún (una sustancia similar al alquitrán que se encuentra en las arenas bituminosas ) o sintetizando hidrocarburos líquidos a partir de esquisto bituminoso. Existen varios procesos para extraer aceite de esquisto bituminoso (petróleo crudo sintético) del esquisto bituminoso mediante pirólisis, hidrogenación o disolución térmica. [13] [42]
Según el Prof. Dr. Anthony C. Sutton, el tetraetilo de plomo era el aditivo predeterminado para aumentar el octano en la gasolina, especialmente importante para los combustibles sintéticos como en la Alemania del Tercer Reich, habiendo adquirido este proceso de fabricación y equipo de los EE. UU. a través de DuPont . El tetraetilo de plomo se disuelve para aplicaciones terrestres porque el plomo no es saludable.
La capacidad mundial de las plantas comerciales de combustibles sintéticos supera los 240.000 barriles por día (38.000 m 3 /d), incluidas las plantas de conversión indirecta Fischer-Tropsch en Sudáfrica ( Mossgas , Secunda CTL ), Qatar { Oryx GTL } y Malasia (Shell Bintulu). y una planta de proceso Mobil (Metanol a Gasolina) en Nueva Zelanda. [5] [43] La capacidad de la planta de combustible sintético es aproximadamente el 0,24% de la capacidad de refinación de petróleo crudo de 100 millones de barriles por día en todo el mundo. [44]
Sasol , una empresa con sede en Sudáfrica opera la única instalación comercial de conversión de carbón a líquido Fischer-Tropsch del mundo en Secunda , con una capacidad de 150.000 barriles por día (24.000 m 3 /d). [45] La empresa británica Zero , cofundada por el ex director técnico de F1 Paddy Lowe , ha desarrollado una solución que denomina 'petrosíntesis' para desarrollar combustibles sintéticos y en 2022 comenzó a trabajar en una planta de producción de demostración [46] en Bicester Heritage, cerca de Oxford. .
La economía de la fabricación de combustibles sintéticos varía mucho dependiendo de la materia prima utilizada, el proceso preciso empleado, las características del sitio, como la materia prima y los costos de transporte, y el costo de los equipos adicionales necesarios para controlar las emisiones. Los ejemplos que se describen a continuación indican una amplia gama de costos de producción, desde $20/ BBL para la conversión de gas a líquidos a gran escala, hasta hasta $240/BBL para la conversión de biomasa a líquidos y captura y secuestro de carbono a pequeña escala. [29]
Para ser económicamente viables, los proyectos deben funcionar mucho mejor que simplemente competir cara a cara con el petróleo. También deben generar un retorno de la inversión suficiente para justificar la inversión de capital en el proyecto. [29]
Una consideración central para el desarrollo del combustible sintético es el factor de seguridad de asegurar el suministro interno de combustible a partir de biomasa y carbón nacionales. Las naciones ricas en biomasa y carbón pueden utilizar combustible sintético para compensar el uso de combustibles derivados del petróleo y petróleo extranjero. [47]
La huella ambiental de un combustible sintético determinado varía mucho según el proceso que se emplee, la materia prima que se utilice, los controles de contaminación que se empleen y la distancia y el método de transporte tanto para la adquisición de la materia prima como para la distribución del producto final. [29]
En muchos lugares, el desarrollo de proyectos no será posible debido a restricciones de permisos si se elige un diseño de proceso que no cumpla con los requisitos locales de aire limpio, agua y, cada vez más, emisiones de carbono durante el ciclo de vida. [48] [49]
Entre las diferentes tecnologías indirectas de producción de combustibles sintéticos CJ, las emisiones potenciales de gases de efecto invernadero varían mucho. Se espera que la conversión de carbón a líquidos ("CTL") sin captura y secuestro de carbono ("CCS") dé como resultado una huella de carbono significativamente mayor que la de los combustibles convencionales derivados del petróleo (+147%). [29] Por otro lado, la conversión de biomasa a líquidos con CAC podría generar una reducción del 358 % en las emisiones de gases de efecto invernadero durante el ciclo de vida . [29] Ambas plantas utilizan fundamentalmente tecnología de gasificación y conversión de combustibles sintéticos FT, pero generan huellas ambientales tremendamente divergentes. [ cita necesaria ]
Generalmente, los CTL sin CAC tienen una mayor huella de gases de efecto invernadero. CTL con CCS tiene una reducción del 9 al 15 % en las emisiones de gases de efecto invernadero durante su ciclo de vida en comparación con el diésel derivado del petróleo. [29] [50]
Las plantas CBTL+CCS que mezclan biomasa con carbón mientras secuestran carbono funcionan progresivamente mejor a medida que se agrega más biomasa. Dependiendo del tipo de biomasa, las suposiciones sobre el almacenamiento de raíces y la logística de transporte, con un conservador 40% de biomasa junto con el carbón, las plantas CBTL+CCS logran una huella neutra de gases de efecto invernadero en su ciclo de vida. Con más del 40% de biomasa, comienzan a tener un ciclo de vida negativo y almacenan efectivamente carbono en el suelo por cada galón de combustible que producen. [29]
En última instancia, las plantas BTL que emplean CCS podrían almacenar cantidades masivas de carbono y al mismo tiempo producir combustibles para el transporte a partir de materias primas de biomasa producidas de manera sostenible, aunque existen una serie de obstáculos económicos importantes y algunos obstáculos técnicos que deberían superarse para permitir el desarrollo de tales instalaciones. [29]
También se debe considerar seriamente el tipo y método de adquisición de materia prima para el carbón o la biomasa utilizada en dichas instalaciones, ya que un desarrollo imprudente podría exacerbar los problemas ambientales causados por la minería en las cimas de las montañas , el cambio de uso de la tierra, la escorrentía de fertilizantes y las preocupaciones sobre alimentos versus combustibles. , o muchos otros factores potenciales. O no pudieron, dependiendo enteramente de factores específicos del proyecto, planta por planta. [ cita necesaria ]
Un estudio del Laboratorio Nacional de Tecnología Energética del Departamento de Energía de EE. UU. con información mucho más detallada sobre las emisiones del ciclo de vida de CBTL "Diésel asequible con bajas emisiones de carbono a partir de carbón y biomasa domésticos". [29]
También se han propuesto recientemente procesos híbridos de hidrógeno y carbono [51] como otra alternativa de ciclo cerrado del carbono, combinando electricidad "limpia" , CO, H 2 reciclado y CO 2 capturado con biomasa como insumos como forma de reducir la biomasa necesaria. [ cita necesaria ]
Los combustibles producidos por los diversos procesos de combustibles sintéticos también tienen una amplia gama de desempeño ambiental potencial, aunque tienden a ser muy uniformes según el tipo de proceso de combustibles sintéticos utilizado (es decir, las características de emisiones del tubo de escape del diésel Fischer-Tropsch tienden a ser las mismas). Lo mismo, aunque su huella de gases de efecto invernadero en su ciclo de vida puede variar sustancialmente según la planta que produjo el combustible, según la materia prima y las consideraciones de secuestro a nivel de planta). [ cita necesaria ]
En particular, el diésel Fischer-Tropsch y los combustibles para aviones ofrecen reducciones espectaculares en todos los ámbitos de los principales contaminantes criterio, como las emisiones de SOx, NOx, partículas y hidrocarburos. [52] Estos combustibles, debido a su alto nivel de pureza y falta de contaminantes, permiten el uso de equipos avanzados de control de emisiones. En un estudio con dinamómetro realizado en 2005 que simulaba la conducción urbana, se demostró que la combinación elimina prácticamente las emisiones de HC, CO y PM de los camiones diésel con un aumento del 10% en el consumo de combustible utilizando un combustible Shell de gas a líquido equipado con una combinación de filtro de partículas y convertidor catalítico en comparación a los mismos camiones sin modificar que utilizan combustible diesel de la Junta de Recursos del Aire de California. [53]
En un testimonio ante el Subcomité de Energía y Medio Ambiente de la Cámara de Representantes de los Estados Unidos, un científico de alto rango de Rentech hizo la siguiente declaración:
Los combustibles FT ofrecen numerosos beneficios a los usuarios de la aviación. El primero es una reducción inmediata de las emisiones de partículas. Se ha demostrado en motores y cámaras de combustión de laboratorio que el combustible para aviones FT reduce las emisiones de PM en un 96% en ralentí y en un 78% en operación de crucero. La validación de la reducción de las emisiones de otros motores de turbina aún está en marcha. Simultáneamente a las reducciones de PM existe una reducción inmediata de las emisiones de CO 2 del combustible FT. Los combustibles FT inherentemente reducen las emisiones de CO 2 porque tienen un mayor contenido de energía por contenido de carbono del combustible, y el combustible es menos denso que el combustible para aviones convencional, lo que permite a los aviones volar más lejos con la misma carga de combustible. [54]
La "limpieza" de estos combustibles sintéticos CJ se demuestra aún más por el hecho de que son lo suficientemente no tóxicos y ambientalmente benignos como para ser considerados biodegradables. Esto se debe principalmente a la casi ausencia de azufre y al nivel extremadamente bajo de aromáticos presentes en el combustible. [55]
En 2023, un estudio publicado por el Centro de Excelencia en Seguridad Energética de la OTAN concluyó que los combustibles CJ sintéticos ofrecen una de las vías de descarbonización más prometedoras para la movilidad militar en los ámbitos terrestre, marítimo y aéreo. [56]
Una preocupación que suele plantearse sobre el desarrollo de plantas de combustibles sintéticos es la sostenibilidad. Fundamentalmente, la transición del petróleo al carbón o al gas natural para la producción de combustibles para el transporte es una transición de un recurso inherentemente agotable y geológicamente limitado a otro.
Una de las características positivas que definen la producción de combustibles sintéticos es la capacidad de utilizar múltiples materias primas (carbón, gas o biomasa) para producir el mismo producto a partir de la misma planta. En el caso de las plantas híbridas BCTL, algunas instalaciones ya tienen previsto utilizar un importante componente de biomasa junto con el carbón. En última instancia, dada la ubicación adecuada con buena disponibilidad de biomasa y precios del petróleo suficientemente altos, las plantas de combustibles sintéticos pueden pasar del carbón o el gas a una materia prima 100% de biomasa. Esto proporciona un camino hacia una fuente de combustible renovable y posiblemente más sostenible, incluso si la planta originalmente producía combustibles únicamente a partir de carbón, lo que hace que la infraestructura sea compatible con el futuro incluso si se agota la materia prima fósil original. [ cita necesaria ]
Algunos procesos de combustibles sintéticos se pueden convertir a prácticas de producción sostenible más fácilmente que otros, dependiendo del equipo de proceso seleccionado. Esta es una consideración de diseño importante a medida que se planifican e implementan estas instalaciones, ya que se debe dejar espacio adicional en el diseño de la planta para acomodar cualquier requisito de cambio futuro de la planta en términos de manejo de materiales y gasificación que pueda ser necesario para acomodar un cambio futuro en el perfil de producción. [ cita necesaria ]
Los electrocombustibles , también conocidos como e-fuels o combustibles sintéticos , son un tipo de combustible de reemplazo directo. Se fabrican utilizando dióxido o monóxido de carbono capturado, junto con hidrógeno obtenido de fuentes eléctricas sostenibles como la eólica, la solar y la nuclear. [57]
El proceso utiliza dióxido de carbono en la fabricación y libera aproximadamente la misma cantidad de dióxido de carbono al aire cuando se quema el combustible, lo que genera una huella de carbono general baja. Los electrocombustibles son, por tanto, una opción para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero procedentes del transporte, en particular del transporte de mercancías a larga distancia, marítimo y aéreo. [58]
Los objetivos principales son el butanol y el biodiesel , pero incluyen otros alcoholes y gases que contienen carbono, como el metano y el butano .
