87) Descarbonización de la aviación: Caso de estudio de Lufthansa
Ahora que estamos en periodo estival y que muchos emplean el avión para desplazarse a sus destinos vacacionales, vamos a analizar cuál es la perspectiva de descarbonización del sector de la aviación tras la democratización del transporte aéreo en las últimas décadas.
El boom del transporte aéreo se produjo a partir de la Segunda Guerra Mundial, cuando alcanzó un lugar destacado en todos los países. A partir de ese momento, el transporte aéreo experimentó un rápido desarrollo y se convirtió en una forma de transporte moderna y ampliamente utilizada. A medida que se fueron desarrollando aviones más avanzados y eficientes, el transporte aéreo se volvió más accesible y se expandió tanto para vuelos nacionales como internacionales.
Paralelamente a dicho desarrollo ha ido el consumo del combustible de las aeronaves. Por cuantificar, según indica Sustainability Report de Iberia del 2021, el 99,3% de las emisiones directas de Iberia correspondieron a operaciones de vuelos que utilizaron queroseno de aviación como fuente de combustión (Jet A-1).
Composición del Jet A-1
Para quien lo desconozca, el Jet A-1 es el combustible que emplean los aviones a turbina de uso civil. La turbina genera potencia mediante la conversión de la energía química almacenada en el combustible en una combinación de energía mecánica y calor.
El crudo es de naturaleza hidrocarbonada y está constituido por una mezcla compleja de diferentes tipos de hidrocarburos, por tanto, se compone de carbono e hidrógeno con un pequeño porcentaje de otros elementos como azufre, nitrógeno y metales integrados en hidrocarburos de estructuras más o menos complejas. Mediante la actividad de refino, se transforma el crudo de petróleo en productos de mayor valor añadido, siendo uno de ellos los combustibles.
La práctica totalidad del JET A-1 actual se obtiene de las fracciones medias procedentes de la Destilación Atmosférica, que constituye la primera etapa del refino de un crudo. El objetivo de este proceso es vaporizar el crudo y separar por condensación a diferente temperatura distintas fracciones obteniéndose en una de ellas el queroseno.
El queroseno, o JET A-1, es una mezcla de hidrocarburos que van desde C9 hasta C17. En la fabricación del queroseno se utilizan:
-Fracciones primarias de la destilación del crudo (Straight-run).
-Fracciones primarias hidrotratadas (eliminación del azufre).
-Fracciones de conversión (FCC, Visbreaking, etc.)
Como puedes imaginar, es un producto muy conocido a nivel industrial, y los parámetros físico-químicos del combustible están marcados por una especificación internacional estandarizada.
Quien quiera ampliar información sobre Queroseno de aviación Jet A-1, tiene aquí disponible más información de Exolum. A su vez, en el siguiente link un documento de Repsol donde desgrana las propiedades que tiene que disponer este Jet A-1.
Pero este análisis se centra sobre como tiene previsto descarbonizarse el Grupo Lufthansa, quien dispone de unos ambiciosos objetivos de protección climática. Se esforzará por reducir sus emisiones netas de carbono a la mitad de los niveles de 2019 para 2030 y busca ser neutral en carbono para 2050.
Lufthansa Group es un consorcio del sector de la aviación que opera a escala mundial y cuenta con más de 300 sociedades filiales y empresas afiliadas en total. El grupo está compuesto por compañías aéreas integradas en la red, aerolíneas punto a punto y empresas de servicios pertenecientes al sector de la aviación. En la siguiente imagen podéis observar las marcas comerciales que participan en el grupo. Tengo que admitir que guardo un especial afecto a Brussels Airlines, dado que fue la compañía que empleaba para volver a casa (Euskadi) cuando trabajaba en Bélgica.
Aunque parezca lejano no debemos olvidar que la pandemia covid-19 hizo sufrir al sector como nunca antes. Esta afirmación queda palpable al observar un aumento del consumo del combustible del 23,3% del año 2020 al 2021. El grupo movilizó 46,12 M de personas mediante los 456.169 vuelos que opero la compañía.
En el informe de sostenibilidad del 2021 del Grupo Lufthansa podemos obtener las emisiones del Grupo Lufthansa, donde en el año 2021 alcanzaron las 13,63 MTn de CO₂. Análogamente podemos comprobar que el aumento de dichas emisiones (23,3%), es idéntico al aumento reflejado en el consumo del combustible. Por lo tanto, ya disponemos de una idea de por donde deberá atajar la descarbonización el sector.
Las compañías aéreas han sido consciente de la ventaja competitiva que lograban si focalizaban en la eficiencia. De hecho, en la siguiente gráfica se puede observar como han desacoplado el consumo de combustible del rendimiento del transporte.
Por ejemplo, el rendimiento del transporte aumentó hasta un 440 % entre 1991 y 2019, el año anterior a la crisis, aunque el consumo de combustible durante el mismo período solo aumentó alrededor de un 230 %. Esto equivale a un consumo específico de combustible de 446 g/tkm (gramos de combustible por tonelada-kilómetro transportada) en 1991 y 276 g/tkm en 2019 y un aumento de eficiencia del 38%.
La modernización continua de la flota y el uso de aviones más eficientes en combustible contribuyeron al aumento de la eficiencia. Los modernos aviones Airbus A350-900 y Boeing 787-9 son ejemplos actuales de ello ya que consumen hasta un 30% menos de combustible que sus modelos antecesores. Además, el año 2021 55 aviones más antiguos abandonaron la flota del grupo y 9 aviones modernos entraron en servicio en Lufthansa Group en 2022. Tienen previsto agregar hasta 180 aviones nuevos para 2030.
Innovaciones para reducir consumos:
La compañía no sólo persigue la descarbonización por la sustitución del combustible, están abiertos a cualquier innovación que aumente la eficiencia. En esa tesitura, Lufthansa Technik y BASF están desarrollando una innovadora tecnología de superficie sirviéndose como modelo de la piel de los tiburones.
La película AeroSHARK es invisible para el ojo humano y aun así ahorra cantidades sorprendentes de combustible. Gracias a su estructura de aproximadamente 50 micrómetros de tamaño, reduce la resistencia inducida por el flujo y, por lo tanto, el consumo de combustible hasta en un 1,1 %.
La película se aplica primero al casco y las góndolas. Los ingenieros de Lufthansa Technik ya están trabajando en la capacidad de cubrir las alas con una película AeroSHARK pronto para poder ahorrar aún más combustible y reducir las emisiones de carbono. Una pequeña estructura con una gran contribución para menos emisiones de carbono.
Sin embargo, no todos los aviones consumen o emiten lo mismo, esto está asociado al rango de distancia a la que operan. Por lo tanto, es necesario analizar los datos con mayor profundidad, ya que, el consumo de combustible y las emisiones asociadas, no son proporcionales para todos las distancias. En la siguiente tabla podéis observar el resumen que he elaborado, para comprender que la larga y media distancia no tienen la misma huella ambiental que las distancias cortas.
Así mismo, el grupo opera mayoritariamente en zonas de tráfico de larga y media distancia, ya que, su cuota de consumo de las distancia corta solamente corresponde al 15% del consumo total.
Actualmente, existen directrices para minimizar el uso del avión para rutas cortas. Es importante tener en cuenta que la definición de corta distancia puede variar dependiendo del contexto y las regulaciones de cada país. Además, factores como la disponibilidad de rutas de tren o la infraestructura de transporte pueden influir en la determinación de qué se considera corta distancia en el transporte aéreo.
Sin embargo, se podría considerar que vuelos que pueden ser recorridos en menos de 2,5 horas en tren podrían ser considerados como corta distancia en el transporte aéreo.
Resulta fundamental ir abandonando el uso del avión para los recorridos cortos, porque en el rango de larga y media distancia, el consumo de combustible por 100 pasajeros y km, desciende un 40%. En la misma proporción descienden las emisiones asociadas a ello.
En la siguiente matriz podéis ver las alternativas que maneja Lufthansa para lograr el objetivo de alcanzar la movilidad neutral en carbono.
Parece claro que el gran protagonista para el Grupo Lufthansa será el combustibles sostenibles de aviación (SAF), quien parece que puede permitir al sector alcanzar la neutralidad de emisiones. Pero por no extenderme demasiado, trataré el tema de los SAF en el siguiente análisis, junto al escenario de desventaja competitiva que puede surgir en los aeropuertos europeos debido a mandato europeo de incluir cierto % de SAF.
Muchas Gracias Ager..Una pluma fantástica. Ansio la segunda parte. Acabo de participar en un curso de biocombustibles de Repsol, y parece según ellos, que no habría problemas de abastecimiento aún doblando el porcentage mandatado por la UE. El tema es que como mucho le puedes poner hasta un 50% de SAF en los aviones por tema de lubricación de los motores, y por supuesto, no hablan de precios