Vuelo del futuro

Aunque las emisiones de dióxido de carbono de la aviación representan menos del 2 % de la contribución total al calentamiento global, el impacto climático total de volar es considerablemente mayor. La aviación produjo aproximadamente el 2,14 % de las emisiones mundiales totales de CO₂ en 2024 ^A,B (algo menos de mil millones de toneladas métricas), pero los aviones también emiten vapor de agua, óxidos de nitrógeno, hollín y otras partículas y aerosoles a gran altitud, donde interactúan con la química atmosférica y la formación de nubes de formas que atrapan tanto la radiación solar entrante como la radiación de onda larga reemitida desde la Tierra, impidiendo que escape, y ambas amplifican el calentamiento. Las estelas de condensación y los cirros inducidos por ellas, en particular, refuerzan el efecto invernadero al atrapar radiación infrarroja (véase la nota de referencia de abajo para [17,18]), mientras que los óxidos de nitrógeno provocan la formación de ozono, otro gas de efecto invernadero. Cuando estos efectos distintos del CO₂ se combinan con las emisiones directas de CO₂, se calcula que el forzamiento radiativo total de la aviación representa alrededor del 3,4-4 % del calentamiento causado por los seres humanos, lo que hace que la huella climática de la aviación sea aproximadamente el doble de lo que indicarían solo sus emisiones de dióxido de carbono.

Las estelas de condensación son nubes de cristales de hielo que forman los aviones a altitud de crucero, hechas de estelas de condensación de vapor de agua (procedente de la combustión del combustible y de la atmósfera que los rodea). El vapor de agua puede condensarse sobre las emisiones de aerosoles de los aviones, como las partículas de hollín (carbono). Estas nubes duran poco, pero cuanto más frío y húmedo está el aire, más tiempo permanecen.

Estas nubes pueden influir en el balance energético de la Tierra de dos formas opuestas. Durante el día, sus superficies claras y reflectantes pueden dispersar y reflejar parte de la radiación solar entrante de vuelta al espacio, provocando un efecto de enfriamiento breve al reducir la cantidad de luz solar que llega a la superficie. Al mismo tiempo, sin embargo, las estelas de condensación actúan como nubes cirros finas, absorbiendo y reemitiendo eficazmente la radiación infrarroja de onda larga emitida desde la superficie de la Tierra. Este proceso atrapa calor en la atmósfera baja y produce un efecto neto de calentamiento especialmente acusado por la noche, cuando la ausencia de radiación solar entrante hace que solo quede el efecto de atrapar calor. En conjunto, el efecto de calentamiento de las estelas de condensación suele superar su efecto de enfriamiento reflectante. Sin embargo, los mecanismos detrás de este efecto aún se conocen poco, y se investiga constantemente para cuantificar mejor el impacto total y las condiciones necesarias.

Las cifras citadas del 15-25 % suelen describir la mejora de la eficiencia en el consumo de combustible de las combinaciones de aviones y motores de nueva generación frente a los aviones que sustituyen, y no la mejora obtenida al cambiar solo el motor de una estructura de avión existente. Los resultados varían según el tipo de avión, la ruta y las condiciones de operación ^{[11,22,36,37]}.

La comparación de «50 veces» contrasta la energía almacenada por unidad de masa de las baterías actuales con la energía química contenida en un kilogramo de combustible de aviación. Es una comparación básica y útil de la masa del combustible, más que una comparación completa de los sistemas de propulsión: los motores eléctricos son bastante más eficientes que los motores de turbina, mientras que los paquetes de baterías también necesitan carcasa y gestión térmica y mantienen su masa tras descargarse. Por tanto, la masa relativa puede variar, aunque las baterías siguen almacenando mucha menos energía útil para su peso, lo que continúa siendo la limitación principal ^[74-79].

Se han realizado pruebas de vuelo de prototipos de aviones eléctricos en varios lugares, sobre todo en Reino Unido, EE. UU. y China. Estas pruebas incluyeron vuelos cortos entre aeródromos cercanos, o vuelos más largos dando vueltas a aeródromos, en espacios aéreos cuidadosamente controlados. Estas pruebas las realizaron empresas privadas o las fuerzas aéreas correspondientes, mostrando las capacidades de los aviones eléctricos. Sin embargo, los aviones comerciales totalmente eléctricos siguen en desarrollo, con planes de despegar dentro de esta década. Serán vuelos regionales de menos de 500 km, con capacidad para muy pocos pasajeros, como se muestra en [89-93]. Se prevé que los vuelos eléctricos de medio y largo radio (desde vuelos internacionales hasta distancias intercontinentales y transatlánticas) sean comercialmente viables para la década de 2090 ^{[14,74,75,94]}. Sin embargo, algunos expertos de la industria y el mundo académico han sugerido que es una estimación muy optimista, y algunos creen que los aviones eléctricos para largas distancias nunca serán comercialmente viables.

El combustible sostenible de aviación sigue liberando CO₂ al quemarse. Su posible beneficio climático se evalúa sobre todo a lo largo del ciclo de vida del combustible, porque el carbono biogénico o el carbono capturado del aire pueden sustituir la liberación de carbono fósil recién extraído. Sin embargo, el ahorro real de emisiones depende del tipo de materia prima usada para producir el combustible, los cambios de uso del suelo, la energía usada en su producción y transporte, la adicionalidad (si los ahorros indirectos atribuidos se habrían producido de todos modos) y la proporción mezclada con combustible fósil convencional. Por tanto, las distintas vías de producción de SAF pueden lograr niveles de reducción de emisiones muy diferentes ^{[95-100,135,136]}.

CORRECCIÓN: Se espera que alrededor del 55 % de los compromisos públicos y acuerdos de suministro de SAF de las aerolíneas europeas procedan de aceites y grasas usados, incluidas grasas animales, aceite de cocina usado y otros aceites residuales. Esto describe acuerdos y contratos previstos, en vez de combustible ya en uso, como da a entender el vídeo.

El hidrógeno no contiene carbono, así que las pilas de combustible de hidrógeno solo producen agua en el punto de uso. La combustión de hidrógeno produce vapor de agua y también puede hacer que el nitrógeno y el oxígeno del aire reaccionen y formen óxidos de nitrógeno.

La reducción aproximada del 86 % de NOₓ indicada por [124] se aplica a la configuración de aeronave especificada y no es una tasa de reducción universal.

Las emisiones totales del ciclo de vida (y, por tanto, el ahorro de emisiones frente al combustible de aviación convencional) asociadas al combustible de hidrógeno dependen de que el hidrógeno se produzca con energías renovables en lugar de métodos intensivos en carbono, además de las emisiones indirectas de la energía y la infraestructura necesarias para producir, enfriar, comprimir, transportar y almacenar también el hidrógeno ^[122-126].

Se han hecho estimaciones sobre cuándo estarán disponibles comercialmente los primeros aviones propulsados por hidrógeno. Los primeros escenarios de la industria y los gobiernos situaban su entrada en servicio hacia 2035-2040 ^[131-133]: McKinsey & Company ^[133] calculó que, en un escenario optimista, los aviones de hidrógeno podrían estar disponibles a partir de 2035, pero los escenarios Business-as-Usual y Prudent apuntaban a una entrada en el mercado más tarde, en 2040. Este optimismo también lo compartían el aeropuerto de Heathrow y el Gobierno del Reino Unido ^[131], que sugirieron que este avión podría usarse dentro del país desde 2035 y en rutas regionales para 2040. Sin embargo, son proyecciones y no calendarios de entrega confirmados. La propia fuente del Reino Unido está ahora archivada, lo que plantea dudas sobre si actualizaciones más recientes han hecho poco probables estas predicciones.

El programa ZEROe de Airbus ^[132] tenía como objetivo poner en servicio un avión propulsado por hidrógeno para 2035, pero en febrero de 2025 anunció que el proyecto se había pospuesto, alegando que la tecnología avanzaba más despacio de lo previsto, lo que indicaba un retraso de 5-10 años ^[134]. Varios meses después, seguían sin indicar un calendario claro para su primer avión propulsado por hidrógeno y recortaron el presupuesto del proyecto.

La cifra de 3:1 describe la proporción química entre moléculas, no su peso o volumen relativos. En términos simplificados, producir e-SAF requiere unas tres moléculas de hidrógeno por cada molécula de dióxido de carbono capturado. La proporción exacta varía algo según el proceso de producción y el combustible final. Por ejemplo, [136] indica una proporción de alimentación de H₂ a CO de aproximadamente 2:1 - el CO₂ capturado puede convertirse primero en CO, lo que consume hidrógeno adicional. No hay una única proporción de insumos que sirva para todas las rutas de producción, pero 3:1 ofrece una guía útil sobre la química de fondo.

La cifra de Project SkyPower es una proyección de futuro del sector basada en que el e-SAF crezca rápido con suficiente inversión y apoyo político. No es una previsión consolidada del mercado ni una garantía. El resultado dependerá de lo rápido que aumente la producción, pero la proyección muestra el papel importante que se espera que desempeñe el e-SAF de aquí a 2050.