Está en marcha una transición energética mundial para ayudar a reducir las emisiones de carbono. Las industrias de combustibles renovables y transporte pesado son parte de este esfuerzo. Los fabricantes de equipos originales (OEMs) de servicio pesado y los productores de energía han logrado un progreso significativo en la búsqueda de alternativas con menos carbono a los combustibles diésel convencionales. En esta columna, analizamos las alternativas comercialmente disponibles que ya están incursionando en ciertos segmentos de la industria.

Diésel renovable y biodiesel

Los términos diésel renovable y biodiesel (RD y BD en inglés) a menudo se usan indistintamente, aunque se producen de manera diferente. Tanto RD como BD se derivan de las mismas materias primas (las materias primas utilizadas para crear el combustible): aceite de soja, aceite de cocina usado, sebo y otros aceites de origen vegetal y animal. La principal diferencia está en la forma en que cada uno se procesa en un combustible, lo que afecta su composición.

El RD se procesa en una refinería, de manera similar al diésel convencional. Las materias primas renovables se pueden mezclar con materias primas fósiles en un proceso de refinación tradicional que produce un producto de hidrocarburo con un porcentaje de material de fuentes renovables. En cambio, BD no pasa por una refinería. Se produce a través de un proceso llamado transesterificación, una reacción química a través de la cual los triglicéridos en las materias primas se convierten en ésteres metílicos de ácidos grasos combustibles.

El RD se denomina comúnmente combustible de “introducción”, lo que significa que puede usarse en un motor diésel. Una variedad de mezclas RD y BD están disponibles comercialmente en la actualidad. Por lo general, el biodiésel se limita al 20% del volumen de una mezcla, mientras que el diésel renovable se puede usar tal cual con no más del 0,1% del diésel convencional. Una flota puede comenzar a usar estos combustibles sin invertir en nueva tecnología de motores.

La intensidad de carbono (IC) sobre la base del ciclo de vida del combustible diésel renovable o biodiésel puede variar considerablemente según la materia prima, la tecnología de procesamiento y la aplicación. Debido a que los combustibles RD y BD se derivan de materias primas renovables, tienen un IC de ciclo de vida más bajo que el diésel convencional.

El principal desafío para la adopción generalizada de RD y BD es la disponibilidad de materias primas, el abastecimiento, el procesamiento y la distribución de RD y BD aún no están a una escala suficiente para satisfacer las demandas de las estaciones de combustible comerciales y minoristas. Chevron ha comenzado a vender estas mezclas de combustible en toda California y tiene planes para más terminales, más volumen y mezclas adicionales que tienen cantidades cada vez mayores de materias primas renovables. La reciente adquisición de Renewable Energy Group (REG) por parte de Chevron y su nueva empresa conjunta Bunge Chevron Ag Renewables ayudarán a lograr su objetivo de tener una capacidad de producción de combustibles renovables de 100 000 barriles por día para 2030.

Gas Natural Renovable y Comprimido

El gas natural comprimido o GNC ha estado en uso desde la década de 1970. Aunque la adopción como producto de combustible para el transporte ha sido lenta en los EE. UU., ha experimentado un renacimiento en los últimos años debido a la introducción de fuentes renovables. El gas natural ha sido ampliamente utilizado en estufas domésticas y calentadores de agua, pero su aplicación como producto de transporte pesado está creciendo. A diferencia de RD & BD, el GNC no se puede utilizar en un motor diésel tradicional. Los vehículos equipados con motores de gas natural no requieren sistemas de postratamiento avanzados que un motor diésel necesita para cumplir con los requisitos de emisión del tubo de escape. Esto también elimina la necesidad de líquido de escape diésel o mantenimiento periódico del filtro de partículas diésel.

Debido a que el GNC y el diésel existen en diferentes estados (gas vs. líquido), el consumo se compara sobre una base de energía equivalente. Un vehículo que funciona con GNC, como un vehículo con motor de gasolina, generará cifras de economía de combustible más bajas que un vehículo diésel en una base de energía equivalente. Las pérdidas de bombeo atribuidas a un estrangulador de admisión y una relación de compresión reducida son los principales contribuyentes a esta reducción de la eficiencia. El GNC se vende en unidades de Gasolina o Galón Diésel Equivalente, GGE o DGE. Sin embargo, cuando se comparan los precios del GNC y del combustible diésel, el GNC suele ser más atractivo en términos de costo por milla y costo total de propiedad (TCO = total cost of ownership). La intensidad de carbono sobre la base del ciclo de vida del gas natural convencional es ligeramente inferior a la del diésel. Sin embargo, cuando las fuentes renovables están vinculadas al GNC, el IC del ciclo de vida general puede ser mucho más bajo. 

El gas natural renovable, también conocido como biometano, puede derivarse de varias fuentes, incluidas operaciones ganaderas, vertederos, plantas de tratamiento de aguas residuales e instalaciones de desechos orgánicos que recuperan material de fuentes diversas.   

Acelerar la adopción a escala comercial del transporte de GNC requiere avances tanto en la disponibilidad de vehículos de gas natural como en el acceso a la infraestructura de abastecimiento de combustible. En el primero, Cummins está ampliando su cartera de ofertas de motores de GNC con un nuevo motor de 15 litros cuyo lanzamiento está previsto para 2024. En el segundo, proveedores como Chevron están trabajando para desarrollar una red estratégica de sitios de abastecimiento de GNC. A diferencia de las estaciones de servicio convencionales, el gas natural se suministra a través de tuberías a los sitios, se comprime mediante equipos en el sitio y luego se dispensa en los tanques de GNC de un vehículo. El caso de uso objetivo son los tractores de clase 8 de servicio pesado, y la mayor adopción hasta la fecha se encuentra entre las operaciones de regreso a la base, en las que los vehículos regresan a las mismas instalaciones todas las noches para repostar. Los segmentos típicos incluyen servicios de entrega de paquetes, transportistas de residuos y sistemas de tránsito. El desafío para una adopción más amplia es doble: impulsar la demanda y construir la infraestructura para respaldarla al mismo tiempo.

Como parte del suministro de GNC, Chevron está trabajando con productores de leche, empresas de gestión de residuos y otros terceros para capturar el biogás existente de sus operaciones y convertirlo en RNG. La captura de biogás de las granjas lecheras y los vertederos para impulsar un vehículo representa una disminución de alrededor del 400 % y el 50 % en las operaciones de las granjas lecheras y los vertederos, respectivamente, en la intensidad de carbono del ciclo de vida en comparación con el diésel convencional según el Estándar de Combustible Bajo en Carbono de California (California’s Low Carbon Fuel Standard). Después de ser tratado, el RNG se coloca en la red de gas natural y ayuda a desplazar el gas natural convencional en esa red. La compra de GNC de Chevron o sus minoristas o comercializadores ayudará a respaldar estos esfuerzos a medida que crezcan con el tiempo.

Si bien se necesita más trabajo para hacer que el diésel renovable, el biodiésel y el gas natural comprimido estén disponibles a escala, la tecnología ya está disponible para ofrecer combustibles de transporte pesado de alto rendimiento con menor ciclo de vida CI y beneficios operativos, y que pueden contribuir a un menor costo total de las operaciones. Por ahora, estos combustibles representan una forma para que las empresas del sector del transporte comiencen a cumplir metas ambiciosas de reducir su uso de carbono a lo largo del ciclo de vida.