Aviación verde: las rutas a tomar

Por Ewan Thompson

El optimismo está aumentando en el sector de la aviación después de algunos de sus años más difíciles registrados: se espera un retorno a la rentabilidad en 2023, con un número de pasajeros que supere los 4 mil millones por primera vez desde 2019, según la Asociación Internacional de Transporte Aéreo (IATA).

Pero la aviación también necesita mejorar su desempeño en otra métrica clave: la descarbonización. El sector produjo más del 2% de las emisiones globales de CO2 relacionadas con la energía en 2021, y se prevé que estas emisiones aumenten aún más, según la Agencia Internacional de Energía (AIE).

Los miembros de la Organización de Aviación Civil Internacional acordaron un objetivo de cero emisiones netas de CO2 para la industria para 2050, y mayores ganancias deberían ayudarlos a financiar este viaje hacia un vuelo más sostenible.

Ross Mitchell, vicepresidente de estrategia y desarrollo comercial de la empresa MHI RJ Aviation Group (MHIRJ) del grupo Mitsubishi Heavy Industries (MHI), se hace eco de la postura positiva de la IATA y dice que "hay muchas razones para ser optimista sobre 2023". MHIRJ brinda servicios de soporte para la industria aeronáutica y, para Mitchell, los primeros signos de un retorno al crecimiento a menudo se encuentran en la base de suministro, al observar las tendencias cambiantes en la fabricación y la prestación de servicios.

Los fabricantes de aviones Airbus y Boeing vieron un aumento de los pedidos en 2022, después de las reducciones en 2020-21. MHI también ha visto una demanda creciente de sus componentes de motor de corto y mediano alcance para aviones comerciales, lo que llevó a una decisión a principios de 2022 de expandir su planta de motores de aviación en Nagasaki. En otras partes de Japón, también amplió la capacidad en su taller de mantenimiento de motores aeronáuticos en la ciudad de Komaki en marzo de 2023, en respuesta a la creciente demanda mundial de servicios de mantenimiento, reparación y revisión (MRO).

El sólido desempeño financiero de MHI también es indicativo de un período de crecimiento por delante, ya que tanto el negocio de motores aeronáuticos del grupo como su operación comercial de estructuras aeronáuticas se recuperaron con mucha fuerza en el año fiscal 2022.

Las cadenas de suministro de fabricación ya están funcionando anticipándose al crecimiento de la demanda, pero la falta de personal capacitado está demostrando ser un problema persistente para el sector, particularmente en América del Norte, donde tiene su sede Mitchell.

"Hoy hay aviones en tierra, no por falta de pasajeros, sino por falta de personal, en particular de pilotos y técnicos de mantenimiento", dice Mitchell. "Y la capacitación requerida para estos roles se mide en años, no en meses".

Si bien los avances en la fabricación desempeñarán un papel en la orientación de la aviación hacia el cero neto para 2050, ninguna innovación tecnológica por sí sola puede asegurar el éxito del sector en la reducción de emisiones, según Hiroyuki Tanaka, experto en aviación de MHI. En cambio, una combinación de aeronaves, motores y eficiencias operativas, combustible de aviación sostenible (SAF), compensaciones de carbono, hidrógeno y electrificación serán parte de la solución.

De hecho, existen numerosas tecnologías, disponibles ahora o que se espera que lleguen pronto, que podrían ayudar al sector a avanzar.

Las victorias fáciles a corto plazo incluyen la optimización de rutas para minimizar el uso de combustible. Algunas empresas ya están utilizando tecnología satelital para lograr esto, mejorando la comunicación entre el control del tráfico aéreo y los pilotos y reduciendo las posibilidades de que los aviones se queden atascados en patrones de espera o esperando autorización para aterrizar.

"La reducción de peso y las mejoras en la eficiencia del motor también brindan valiosas oportunidades de descarbonización a corto plazo para las aerolíneas", agrega Mitchell.

Es por eso que algunas aerolíneas están cambiando aviones viejos por flotas más modernas, lo que está mejorando la eficiencia del combustible. Pero esto no será suficiente para ponerlos en el objetivo de cero emisiones netas para 2050.

A más largo plazo, la AIE dice que el SAF (combustible producido a partir de fuentes renovables, como materias primas de origen vegetal o materiales de desecho como el aceite de cocina) es fundamental para descarbonizar la aviación. SAF es una tecnología valiosa porque es compatible con los motores existentes sin ninguna modificación, está disponible ahora y se puede producir a partir de múltiples fuentes, lo que es ventajoso para la seguridad y diversificación energética.

Pero no será suficiente para cambiar el rumbo de la industria por sí sola. La disponibilidad de SAF es limitada y la tecnología requerida para producirlo a escala aún se encuentra en las primeras etapas de desarrollo. Sin embargo, los desarrollos de políticas de EE. UU. y la UE podrían ayudar a estimular la producción y la demanda.

Otro paso hacia una aviación con menos emisiones de carbono debería ser el desarrollo de aeronaves impulsadas por baterías e hidrógeno, dice la AIE.

Los vuelos de prueba de aviones propulsados ​​por hidrógeno ya están en marcha, pero los viajes comercialmente viables aún están lejos, dado el peso y el espacio adicionales que estas tecnologías ocupan actualmente en comparación con los vuelos propulsados ​​​​por combustible de aviación tradicional.

Sin embargo, las ventajas de los aviones propulsados ​​por hidrógeno son atractivas: solo emiten vapor de agua, por lo que si el hidrógeno proviene de una fuente renovable, no producen emisiones. Las pilas de combustible de hidrógeno también se pueden repostar más rápidamente que los aviones convencionales.

En el lado negativo, los aviones propulsados ​​por hidrógeno requieren tanto tanques de combustible criogénico como cuatro veces el volumen de combustible para aviones para alcanzar la misma cantidad de energía a bordo, lo que ocupa un espacio y un peso preciosos, además de aumentar los costos. Además, la infraestructura requerida para producir, almacenar y transportar hidrógeno actualmente es limitada y costosa de construir.

La tecnología de aviones de hidrógeno está evolucionando rápidamente, pero es poco probable que sea una solución que el sector pueda utilizar para descarbonizarse a corto plazo.

Del mismo modo, el potencial de los aviones a batería para ayudar a descarbonizar el sector es significativo, pero también lo son los obstáculos que restringen su despliegue comercial.

Los aviones que funcionan con baterías pueden estar libres de emisiones si la fuente de su electricidad es renovable. Son más silenciosos que los aviones tradicionales y su funcionamiento y mantenimiento cuestan menos, ya que tienen menos piezas móviles. Pueden operar a altitudes y velocidades más bajas que los aviones que funcionan con combustible para aviones, y los casos de uso futuros se inclinan hacia vuelos de corta distancia utilizando taxis voladores.

Pero al igual que con los aviones propulsados ​​por hidrógeno, el almacenamiento de energía es el problema principal, ya que las baterías actuales tienen una fracción de la densidad energética de los combustibles para aviones. Se están desarrollando nuevas formas de almacenar energía, pero el problema del almacenamiento de energía significa que incluso los vuelos de corta distancia están fuera de alcance por ahora.

Abordar las emisiones de la aviación es un verdadero desafío: existen limitaciones tecnológicas que deben superarse para que los aviones que funcionan con baterías e hidrógeno alcancen la viabilidad del mercado masivo. También existen obstáculos regulatorios, limitaciones de infraestructura y altos costos asociados con el desarrollo e implementación de nuevas tecnologías.

Mitchell cree que la colaboración será una parte esencial del viaje de descarbonización de la aviación. Boeing y MHI anunciaron en 2022 un memorando de entendimiento centrado en estudiar conjuntamente tecnologías sostenibles que incluyen hidrógeno, electrificación, materiales sostenibles y tecnologías de propulsión de impacto climático cero, así como nuevos conceptos de diseño de aeronaves y comercialización de SAF.

"Todos tenemos los mismos desafíos que abordar en la aviación", concluye Mitchell. "Colaborar tiene sentido para que podamos unir nuestras habilidades y conocimientos para obtener los mejores resultados en el menor tiempo posible".

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ewan thomson

Ewan ha sido periodista y editor durante más de 15 años, cubriendo productos básicos en la industria energética, así como los mercados de comunicaciones, agricultura, petróleo y textiles.