El mes pasado, un informe titulado ‘In-depth Insights: Sustainable Aviation Fuel (SAF) Promotional Path in the Chinese Market’, publicado por Roland Berger, reveló que el combustible de aviación sostenible (SAF) es de gran importancia para la reducción de emisiones en la aviación e influye en el camino de la industria mundial de la aviación hacia la neutralidad de carbono. La industria de la aviación está ampliamente reconocida como un sector ‘difícil de reducir las emisiones’, pero el informe muestra que el combustible de aviación sostenible (SAF) es una herramienta comercial capaz de reducir la intensidad de las emisiones de los viajes de aviación a corto plazo.
Hay muchas formas de alcanzar los objetivos de descarbonización en la industria de la aviación, como la mejora de la eficiencia del combustible, el uso de combustible de aviación sostenible (SAF), la compensación de carbono, la adopción de nuevos sistemas de energía como baterías y propulsión híbrida, y la utilización de hidrógeno, entre otros. Entre estos métodos, se espera que el uso de Combustible de Aviación Sostenible sea el principal método de descarbonización en los próximos 30 años y la forma más directa de aplicarlo directamente a las aeronaves existentes. Según Asia Jet Consulting, se espera que el tamaño del mercado mundial de SAF supere los 18 millones de toneladas en 2030, valorado en varios miles de millones de dólares.
El combustible de aviación sostenible (SAF) es un sustituto directo del combustible líquido que, dependiendo de la elección de las materias primas y los procesos de producción, puede reducir las emisiones de carbono hasta 85% en comparación con el combustible de aviación tradicional. El SAF tiene características de sostenibilidad, como materias primas que no compiten con los cultivos alimentarios ni con el suministro de agua, no causan deforestación ni degradación del suelo y permiten reciclar el carbono almacenado en las materias primas de biomasa. Actualmente, el SAF se produce a partir de recursos como residuos forestales, residuos agrícolas, aceites usados de cocina y residuos sólidos urbanos.
Cuatro procesos tecnológicos con grandes probabilidades de atraer la atención del sector y ampliarse
Hasta abril de 2023, la Sociedad Americana de Pruebas y Materiales ha aprobado nueve procesos tecnológicos, entre ellos HEFA, ATJ y FT. El proceso PtL, que tiene un enorme potencial de reducción de emisiones y utiliza materias primas con un suministro ilimitado a largo plazo, aún está pendiente de aprobación.
Las rutas de producción de SAF de origen biológico que se muestran en la figura anterior incluyen la producción de SAF mediante hidrogenación del petróleo, la producción de SAF mediante bioetanol/bioetanol, la producción de SAF mediante síntesis Fischer-Tropsch de biosíntesis y la producción de SAF mediante captura directa de aire combinada con síntesis de hidrógeno por electrólisis, que son rutas tecnológicas viables a nivel mundial.
Entre las cuatro rutas tecnológicas, la HEFA es actualmente la única ruta madura en explotación comercial, que implica la producción de SAF mediante la hidrogenación de aceites animales y vegetales. Las principales reacciones químicas son las siguientes:
Reacciones en fase líquida
Descarboxilación: R-COOH → R-H + CO2(g)
Descarbonilación: R-COOH → R’-H + CO(g) + H2O(g)
R-COOH + H2(g) → R’-H + CO(g) + H2O(g)
Hidrogenación: R’-COOH + 3H2(g) → R-CH3 + 2H2O(g)
donde R es un grupo alquilo de cadena recta insaturado, y R’ es un grupo alquilo de cadena recta saturado.
Reacciones en fase gaseosa
Metanación: CO2 + H2 → CH4 + 2H2O
CO +3H2 CH4 + H20
Desplazamiento agua-gas: CO + H2O → H2 + CO2
Sin embargo, debido a la dispersión de las fuentes de materias primas (como el aceite de cocina usado) en el proceso HEFA, al elevado coste de recogida y procesamiento del aceite de cocina usado y a la falta de viabilidad económica para seguir ampliando la producción, el crecimiento de la capacidad es relativamente débil. Sinopec ha dado a conocer los detalles de su proceso de conversión de biocarbón en combustible de aviación, desarrollado y diseñado de forma independiente, con un breve esquema del proceso:
Este proceso puede ampliarse para extraer biocarbón a partir de aceite de cocina usado y otros aceites residuales de cocina. La producción de biocarbón se aplicó por primera vez en la Zhenhai Refining and Chemical Company de China Petrochemical Corporation, con una capacidad de procesamiento anual diseñada de 100.000 toneladas. Por un lado, el método HEFA implica una amplia gama de materias primas (principalmente aceite de cocina usado y grasas animales y vegetales), pero contienen azufre, cloro, elementos metálicos y una gran cantidad de impurezas de ácidos grasos, que hay que eliminar una a una. Por otra parte, el alto contenido de oxígeno del aceite de cocina usado afecta directamente a la actividad y estabilidad del catalizador en la unidad de refinado.
Casualmente, el proceso ATJ tiene bajos costes de adquisición, pero el etanol en sí tiene un alto contenido de oxígeno, lo que requiere la eliminación de moléculas de oxígeno durante el proceso de refinado. Una serie de tecnologías de separación de DODGEN abordará eficazmente los retos de purificación de los procesos HEFA y ATJ, contribuyendo a impulsar la capacidad de SAF y a acelerar el proceso de comercialización de SAF.
“Tecnología de destilación DODGEN”
Según el análisis de YunDao Capital FT y ATJ, debido a su amplia gama de fuentes de materias primas (residuos agrícolas y forestales, residuos sólidos urbanos, residuos industriales, etc.) y su bajo consumo de energía, son los nuevos favoritos de los productores de SAF a corto plazo, y se espera que pasen gradualmente de las líneas piloto a las operaciones comerciales.
La ruta PtL se ve limitada por la costosa tecnología de captura de carbono y la producción electrolítica de hidrógeno, y su comercialización aún está lejos. Sin embargo, en comparación con el combustible de aviación tradicional, tiene la mayor eficiencia de reducción de emisiones y un enorme potencial. Si más adelante se refuerzan las políticas, se convertirá en la ruta tecnológica más importante a medio y largo plazo.
En resumen, la producción de combustible de aviación sostenible sigue siendo limitada, y no puede garantizarse que los usuarios finales puedan obtener siempre SAE a través de la red existente de la cadena de suministro.
El potencial de producción de combustible de aviación sostenible (SAF) en China y el proceso de desarrollo
China cuenta con un abundante suministro de materias primas de combustible de aviación sostenible (SAF), pero se necesitan soluciones innovadoras para establecer los procesos tecnológicos y ampliar la capacidad de producción.
En 2022, la producción mundial de SAF se duplicó hasta alcanzar aproximadamente 300 millones de litros (240.000 toneladas), y los anuncios de proyectos de productores potenciales de SAF aumentaron rápidamente. Los principales gigantes nacionales e internacionales del sector, como Honeywell, ExxonMobil, Shell, Zhuangxin Wanfeng, Sinopec, TotalEnergies, BP, Neste, KBR, Chevron, Topsoe y World Energy, se están posicionando estratégicamente a lo largo de la cadena de suministro mundial de SAF.
El 14 de noviembre de 2023, China Energy Investment Corporation (CEIC) y Airbus firmaron un memorando de entendimiento (MOU) para colaborar en la cadena de la industria del combustible de aviación sostenible (SAF) y el suministro de energía renovable, entre otras áreas, para contribuir conjuntamente al desarrollo sostenible de la industria de la aviación. De acuerdo con el MOU, las dos partes colaborarán en las nuevas tecnologías de combustible SAF, producción, certificación y promoción a lo largo de toda la cadena para construir una cadena industrial de combustible SAF que cumpla las normas internacionales, funcione de forma estable y tenga capacidad de desarrollo sostenible.
Según los datos, tras casi un año de desarrollo y planificación industrial, la capacidad actual de proyectos de SAE planificados/en construcción en China es de aproximadamente 3,13 millones de toneladas al año.
Conclusión:
China dispone de abundantes materias primas para el combustible de aviación sostenible (SAF), lo que presenta un enorme potencial para el desarrollo sostenible en el campo del SAF. Con el continuo crecimiento de la demanda de SAF, el proceso de comercialización se está acelerando, impulsando el desarrollo continuo de diversas tecnologías a lo largo de la cadena de la industria. DODGEN está dispuesta a colaborar con los socios tecnológicos pertinentes para promover el desarrollo de la industria de SAF.
