Los electrocombustibles son carburantes líquidos sintéticos, producidos a partir de agua (H2O) y dióxido de carbono (CO2). La electricidad necesaria para su producción debería proceder de fuentes renovables (energía solar y eólica). Porsche está investigando con empeño estos carburantes: los electrocombustibles posibilitan el funcionamiento prácticamente neutro en CO2 de los motores de combustión, ya que solo se emite la cantidad de CO2 que se ha extraído previamente de la atmósfera para la producción del electrocombustible, en lo que constituye un circuito cerrado.
Los electrocombustibles reducen de inmediato la emisión de CO2, ya que pueden sustituir a los combustibles fósiles. Dependiendo de su disponibilidad, los electrocombustibles también pueden mezclarse inicialmente con combustible convencional. Otras ventajas residen en su almacenamiento y transporte utilizando la infraestructura existente. Además, el potencial de energía verde, de la cual incluso existe excedente en algunas regiones del mundo, puede almacenarse en electrocombustibles y transportarse a largas distancias.
Así pues, los electrocombustibles pueden contribuir a reducir el CO2 y son un importante elemento de la estrategia de propulsión de Porsche: el fabricante de automóviles deportivos apuesta a medio plazo por una tríada de sistemas de propulsión. Junto a los modelos eléctricos, esta seguirá incluyendo también motores de combustión optimizados altamente emocionales, así como híbridos enchufables sin emisiones locales. Los electrocombustibles permiten reducir sustancialmente la huella de CO2 de los vehículos de combustión y de los híbridos enchufables.
Materias primas: agua y dióxido de carbono
Como materias primas para la producción de los electrocombustibles se necesitan únicamente agua y dióxido de carbono. El hidrógeno requerido se obtiene del agua por medio de electrólisis. En términos simplificados, para ello se conduce corriente continua a través de agua, de modo que en el polo negativo (cátodo) se escinde y captura el hidrógeno. La eficiencia energética de este proceso se sitúa en torno al 70 por ciento. A fin de proteger las reservas de agua potable, los conceptos sostenibles, prevén la construcción de plantas de producción lo más cerca posible del mar y utilizar agua de mar desalada. Por cada litro de combustible renovable de dentro de la cadena se requieren dos litros de agua.
El dióxido de carbono se extrae directamente del aire mediante el método denominado Direct-Air-Capture. En el proceso, grandes ventiladores empujan el aire ambiental a través de filtros en los que se deposita el dióxido de carbono contenido en la atmósfera. Dependiendo del procedimiento, los filtros están tratados con distintas sustancias, de las cuales se separa el CO2 durante el procesamiento posterior. Tales instalaciones ya están en funcionamiento, por ejemplo, en Canadá y Suiza. La reducción y recuperación de CO2 del aire ambiental puede convertirse en el futuro en una tecnología clave para la protección del clima. De ahí que sea imprescindible continuar industrializando estas tecnologías y convertirlas en rentables.
Electricidad verde en regiones muy soleadas y ventosas para la producción local de electrocombustibles
Las regiones con condiciones económicas y ecológicas óptimas para la producción de electricidad eólica y solar se encuentran principalmente cerca de la costa, con viento frecuente o radiación solar intensa. Tales regiones se dan, por ejemplo, en Marruecos, Emiratos Árabes Unidos (EAU) o Sudáfrica, en Chile o en Australia. Actualmente, se parte de la premisa de que la electricidad en dichas regiones puede generarse con una eficiencia de las instalaciones de producción eléctrica entre tres y cuatro veces superior en comparación con Europa Central. La conducción de esta energía en forma eléctrica recorriendo grandes distancias hasta los consumidores sería costosa y estaría sujeta a importantes pérdidas. De ahí que sea aconsejable producir los electrocombustibles en los emplazamientos ricos en recursos energéticos, utilizando plantas de generación de electricidad renovable creadas al efecto. Para ello se integra el parque eólico o solar directamente en la instalación química para la producción de electrocombustibles. Esto permite prescindir del caro y costoso transporte mediante cables y obtener así ventajas muy superiores al factor cuatro en el coste de la electricidad. Además, posibilita el pleno aprovechamiento de las ventajas de los combustibles líquidos, como la facilidad de almacenamiento y transporte. De este modo, mediante transporte por tubería o en barco se puede abastecer a todo el mundo con combustibles neutros en CO2. La situación es distinta en Europa Central, donde el uso más eficiente de la electricidad eólica o fotovoltaica generada es como tal. La distribución a través de líneas eléctricas, el almacenamiento en baterías y la utilización en vehículos eléctricos tienen lugar aquí con una eficiencia muy superior a la que puede alcanzarse con los electrocombustibles. Así pues, los conceptos más eficientes varían en cada caso en función de la distancia geográfica al punto de obtención y demanda de energía.
Mediante el electrometanol hacia un combustible de bajas emisiones y uso universal
El proceso de producción de los electrocombustibles empieza por la obtención del denominado electrometanol a partir de hidrógeno y CO2. Para ello se utilizan diversos métodos, por ejemplo, con ayuda de un catalizador. Este electrometanol puede utilizarse directamente en numerosos sectores industriales de todo el mundo como «sustituto verde» del metanol procedente de crudo fósil o gas natural. En un solo paso de síntesis, el denominado proceso «metanol a gasolina» (MtG), es posible transformar el electrometanol en electrocombustible (electrogasolina). Mediante su posterior refinamiento, este carburante alcanza un octanaje similar al de la gasolina súper y, por lo tanto, puede utilizarse en todos los motores de gasolina convencionales.
Cuando los electrocombusitbles se produzcan solo con energías renovables, la emisión de CO2 de vehículos de combustión e híbridos enchufables en funcionamiento se reducirá sustancialmente. De hecho, puede hacerse en todo el parque móvil actual. Dependiendo de la disponibilidad, en una primera fase como mezcla con el carburante convencional, y más adelante también como electrocombustible puro. Además, se podrá seguir utilizando la infraestructura existente para el almacenamiento y la distribución del combustible. La producción sintética de los electrocombustibles posibilita asimismo un diseño del carburante orientado a unas propiedades que reduzcan las emisiones e incrementen la eficiencia. Por ejemplo, al no contener impurezas, los electrocombustibles generan menos emisiones de sustancias nocivas y polvo fino que los combustibles basados en petróleo y, por lo tanto, su combustión es más limpia. Así pues, el uso de electrocombustibles permite reducir significativamente las denominadas emisiones brutas (por ejemplo, de partículas) procedentes de muchos motores actuales.