Ensayo de Porsche en la Patagonia, la electricidad en estado líquido

Son los combustibles sintéticos que quieren reemplazar al petróleo.

Los dos elementos fundamentales en el sistema de propulsión de un auto son una reserva de energía y un método para convertirla en movimiento. En la era de la electromovilidad, eso equivale a una batería y un motor. Sin embargo, esa no es la única manera de utilizar energía eléctrica para impulsar un vehículo. Hay otra posibilidad: crear con ella carburante para un motor de combustión.

Aunque la propulsión eléctrica con batería se va a extender, eso no excluye a los motores de combustión. Dentro del ámbito del automóvil, hay una flota de 1.300 millones de vehículos circulado hoy en todo el mundo y esa cifra no parece que vaya a disminuir en las dos próximas décadas. En todo caso, no será fácil reemplazar la combustión en sectores como la aviación o en usos específicos, desde grupos electrógenos de respaldo en hospitales hasta bombas en vehículos antincendios.

Por esa razón Porsche está llevando a cabo iniciativas para el desarrollo de la producción de carburantes sintéticos o e-fuels. A principios de 2022, Porsche invirtió 75 millones de dólares estadounidenses en HIF Global LLC, un grupo de empresas que desarrollan proyectos internacionales para instalar plantas de producción de combustibles sintéticos. Entre esos proyectos está la planta piloto Haru Oni en Punta Arenas (Chile), iniciada por Porsche e implementada con socios como Siemens Energy y ExxonMobil.

Creado con aire y agua

Uno de los dos elementos principales que se emplean en Haru Oni es el aire. La planta aprovecha las excepcionales características de su ubicación para hacer uso de la energía eólica. El viento en la provincia de Magallanes, al sur de Chile, es intenso y sopla siempre en la misma dirección. Para la planta de demostración hay una turbina SG 3.4-132 de Siemens Gamesa, con 3,4 MW. En la siguiente fase, el parque eólico se ampliará a unos 280 MW y, cuando alcance una escala industrial, multiplicará por 100 esa potencia.

El otro elemento esencial es el agua. Con electricidad así obtenida se separa el hidrógeno y el oxígeno que contiene. Es un método inverso al de una pila de combustible, donde la combinación de hidrógeno y oxígeno produce electricidad y agua. Se lleva a cabo mediante la misma tecnología: una membrana de intercambio de protones (Proton Exchange Membrane, PEM) es permeable a esas partículas (H+) pero hermética para los gases y electrones. Es decir, la membrana actúa como un aislante eléctrico entre el ánodo y el cátodo y, al mismo tiempo, separa el hidrógeno y el oxígeno para que no se recombinen. Es un proceso relativamente simple y eficiente, de bajo mantenimiento y que no requiere la adición de otras sustancias.

En el siguiente paso vuelve a intervenir el aire: hay que extraer de él el CO2. Unos equipos de captura directa de Global Thermostats tienen monolitos cerámicos que, mediante absorbentes químicos, actúan como esponjas de CO2. Posteriormente se recoge ese gas con vapor de agua a baja temperatura.

Con hidrógeno por una parte y dióxido de carbono por otra, ya es posible fabricar un hidrocarburo. Se combinan para formar primero el llamado gas de síntesis o sintegás y, tras pasar por un catalizador, se convierte en metanol. O, más concretamente, e-metanol, ya que proviene de una fuerte de energía renovable y de materias primas no fósiles: agua y aire. Una vez que se tiene ese hidrocarburo, se puede convertir en otros, como gasolina sintética. En el caso de la planta de Haru Oni se emplea un proceso de conversión de ExxonMobil (lecho fluidizado).

Al quemar este carburante no se añade CO₂ a la atmósfera, precisamente porque se utiliza el que anteriormente estaba en ella. Además, al no ser de naturaleza fósil, carece de otros elementos indeseables, como el azufre que es necesario retirar de la gasolina o el gasóleo, un proceso con un coste energético.

Aplicaciones reales

La gasolina sintética producida de esta manera se puede usar directamente en un motor de combustión o combinarla con la de origen fósil en cualquier proporción. Esto último facilitará su difusión. En cualquier caso, no será preciso realizar grandes inversiones para crear una infraestructura de abastecimiento, puesto que la ya existente puede realizar esa función.

En 2021, Porsche y ExxonMobil probaron avanzados carburantes de origen biológico en coches de competición. Un carburante biológico también puede ser sintético; la diferencia con un e-fuel es que la materia prima para producirlo es vegetal (biomasa). La primera versión del Esso Renewable Racing Fuel fue una mezcla de biocombustibles, formulada por el equipo interno de científicos e ingenieros de ExxonMobil. En 2022, Porsche ha empleado biocarburantes en la Supercup, la copa monomarca que se disputa como preámbulo de algunos GP de Fórmula 1 con el 911 GT3 Cup.

De cara al público, el siguiente paso fue la presentación en Europa del 718 Cayman GT4 RS y el Clubsport: se llevó a cabo con carburante sintético procedente de la planta piloto de Hanu Ori. Fue un anticipo de la Porsche Supercup 2023: a lo largo de la temporada, los vehículos comenzarán a funcionar con el e-fuel producido por el socio de Porsche, HIF Global, en Chile.

Aproximadamente el 70 % de todos los Porsche fabricados están circulando y lo seguirán haciendo en el futuro. Con este tipo de carburante, lo harán de forma más limpia. Serán clásicos que se sumarán a la era de la electromovilidad.

El futuro según Porsche

Oliver Blume, Presidente del Consejo de Dirección de Porsche AG, cree que los e-fuels son un complemento a los vehículos eléctricos en la movilidad del futuro. Por tanto, considera un error prohibir tecnologías como los motores de combustión, si pueden funcionar con carburante que no añada CO2 a la atmósfera: “Las prohibiciones tecnológicas actúan como un freno a la innovación. En Porsche apostamos por la movilidad eléctrica y los e-fuels. La protección del medioambiente tiene que entenderse de manera integral. Es por ello que debemos ser abiertos en materia de tecnología. La electromovilidad es importante, pero hay más de mil millones de vehículos circulando en el mundo y estarán en las carreteras durante las próximas décadas. Los combustibles sintéticos son una solución complementaria y eficaz en este sentido, ya que permiten que todos estos coches también desempeñen un papel en la reducción de CO₂. Los motores de combustión pueden funcionar con e-fuels con unas emisiones de carbono prácticamente neutras”.

Michael Steiner, miembro del Consejo de Dirección de Porsche AG como responsable de Investigación y Desarrollo, destaca ese papel de puente de los carburantes sintéticos mientras crece la difusión de los vehículos eléctricos con batería: “los e-fuels son un buen complemento para nuestra estrategia de sistemas de propulsión, ya que permiten a los clientes conducir automóviles con motores de combustión convencionales, así como híbridos enchufables, con emisiones significativamente más bajas”.