La lucha contra el cambio climático en la movilidad necesita considerar las emisiones asociadas al ciclo de vida integral de los vehículos, el mix de generación energética y las rutas de obtención de las fuentes energéticas en cada entorno geográfico, así como la diversidad de tecnologías que compitan y contribuyen en conjunto a la reducción de emisiones.

Principales conclusiones:

• La gasolina fósil es el combustible con mayores emisiones de GEI seguido por el diésel fósil y el GLP.
• Los biocombustibles y los combustibles sintéticos compiten con los vehículos eléctricos e hidrógeno en huella de carbono, incluso con emisiones negativas.
• El proceso de obtención del H2 determina su huella de carbono.
• El vehículo eléctrico, tiene unas emisiones de GEI en todo el ciclo de vida total menores que el vehículo de combustión, aunque dependientes de la matriz de generación eléctrica.
• En vehículos de combustión interna y en híbridos predominan las emisiones de la fase de uso de la fuente energética, mientras que en vehículos eléctricos y de hidrógeno tienen más relevancia las fases de fabricación y distribución.
• Para minimizar el impacto sobre el cambio climático, es absolutamente esencial realizar un análisis global de todo el ciclo de vida de los vehículos: ámbito geográfico, escala temporal y matriz de generación.

Huella de carbono y cambio climático

La huella de carbono de un producto, proceso o servicio se define como la suma de las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) expresadas en términos de CO2 equivalente y con base en un análisis de ciclo de vida, utilizando una sola categoría de impacto, la de cambio climático. De acuerdo con el Quinto Informe de Evaluación del Cambio Climático, los GEI considerados son dióxido de carbono (CO2), metano (CH4), óxido nitroso (N2O), hidrofluorocarburos (HFCs), perfluorocarburos (PFCs), hexafluoruro de azufre (SF6) y trifluoruro de nitrógeno (NF3). En el caso del tráfico rodado, se dan casi exclusivamente emisiones de los tres primeros, siendo el CO2 el mayoritario en términos de emisión.

Para analizar el ciclo de vida completo hay que definir las fronteras del sistema: los procesos unitarios que se consideran dentro del ciclo de vida del sistema evaluado. En el caso de un turismo y bajo ese enfoque integral, comprende todo el ciclo de vida de la fuente energética (CVFE) y todo el ciclo de vida del vehículo (CVV). Ambos ciclos convergen en la etapa de uso del vehículo y la suma de las emisiones totales de GEI en cada uno de ellos permite obtener una estimación completa de la huella de carbono.

Es importante considerar el impacto asociado a todo el ciclo de vida y no exclusivamente el ciclo de vida de la fuente energética.

En lo relativo al ciclo de vida de la fuente energética (CVFE), el análisis considera todas las etapas, desde la producción, transformación y distribución, hasta la fase de uso del combustible en el vehículo. Es lo que se conoce como “del pozo a la rueda” (“Well to Wheel”, WtW). Este ciclo se divide en una primera etapa “del pozo al tanque” (“Well to Tank”, WtT), donde se consideran las emisiones generadas en el proceso de obtención, transformación y distribución de cada fuente energética, y un segundo análisis “del tanque a la rueda” (“Tank to Wheel”, TtW), en el que se contabilizan las emisiones de GEI generadas en el propio vehículo.

Integración de las fases del ciclo de vida de la fuente energética

El CVV considera la fabricación, distribución, mantenimiento, uso y gestión del vehículo al final de su vida útil (y de todos y cada uno de sus componentes).

Definición de las fronteras del sistema considerado en el estudio de la huella de carbono completa de un vehículo.

Las diferentes tecnologías de propulsión/fuentes energéticas se comparan en términos de una referencia que permita una comparación consistente, denominada unidad funcional; en este caso, gramos de CO2eq emitidos por kilómetro recorrido.

Principales resultados y conclusiones

Los datos bibliográficos recopilados permiten obtener comparaciones en términos relativos como las recogidas en la siguiente figura para el ciclo de vida de la fuente energética (CVFE), donde a la gasolina se le asigna el valor de 100 (consumida en vehículos de combustión interna).

Comparación relativa de las emisiones de GEI asociadas a la fuente energética para distintas tecnologías de vehículos (ICEV gasolina = 100) según el modelo JEC (Joint Research Center, Eucar y Concawe).

Relacionando estos resultados con las distintas medidas de descarbonización de la movilidad, existen diversas estrategias para reducir las emisiones de GEI y luchar contra el cambio climático, entre ellas, se encuentran la movilidad eléctrica, los combustibles con baja o nula huella de carbono (como los biocombustibles, los combustibles sintéticos o el hidrógeno obtenido de fuentes renovables), las nuevas tecnologías de vehículos y la conducción más eficiente.

En cuanto a los combustibles sintéticos y el hidrógeno se constata que la reducción de la huella de carbono depende de la ruta de conversión y de la materia prima elegida para la producción de la fuente energética. Cabe destacar que los combustibles sintéticos se están convirtiendo en una alternativa relevante para la descarbonización del sector del transporte. Su ventaja es su independencia de recursos no renovables como el petróleo y que pueden emplearse en los vehículos existentes, sin necesidad de desarrollar nuevas tecnologías en los motores. Adicionalmente, cabe destacar su potencial ilimitado de producción. Existen diversas vías para su producción, que generan una amplia horquilla de valores de huella de carbono.

En cuanto al hidrógeno, se verifica una reducción del 50% del impacto respecto a la gasolina en todo el ciclo WtW, siendo ésta del 100% en la fase de uso (TtW). Por el contrario, dependiendo del proceso de obtención del hidrógeno, en la fase WtT se podrían verificar importantes incrementos, dependiendo de la procedencia de este hidrógeno

En el caso de los biocombustibles, hay que considerar que las emisiones de CO2 generadas durante la combustión son análogas a las capturadas por la especie vegetal en su crecimiento, por lo que, en ese aspecto, “su emisión se considera neutra”. Adicionalmente, algunos procesos de obtención de biocombustibles a partir de distintos recursos no sólo producen el producto deseado, sino también otros flujos o "subproductos", por lo que se obtiene un beneficio ambiental adicional. Estas vías de obtención son múltiples, pudiendo emplear distintos recursos (incluidos residuos), y siendo muchas de ellas, competitivas en términos de reducción de huella de carbono.

Para los vehículos eléctricos, las emisiones de la fase WtT dependen de la matriz de generación eléctrica de cada entorno geográfico y de cada periodo temporal. Por ejemplo, en el caso europeo, en Polonia, la contribución de energías fósiles al mix de generación de electricidad fue de un 83,4% en 2021, mientras que en Islandia suponen un 11% del mix según datos de la Agencia Internacional de la Energía.

Las emisiones asociadas a la generación eléctrica dependen de la matriz de generación de cada entorno geográfico y cada periodo temporal.

En lo que respecto al ciclo de vida del vehículo (CVV), las tecnologías híbridas (HEV) incrementan las emisiones de este ciclo un 3-9% respecto a los vehículos de combustión interna tradicionales (ICEV). Este incremento puede alcanzar valores entre un 11 y un 33% en el caso de tecnologías híbridas enchufables (PHEV), y de un 18-58% en el caso de vehículo eléctricos de batería (BEV).

De forma genérica, en lo que respecta únicamente al ciclo de vida del vehículo (CVV), que incluye todas las emisiones desde su fabricación, distribución, mantenimiento y uso de vehículo hasta su achatarramiento, los vehículos eléctricos y de hidrógeno son los que presentan mayores valores de emisión, siendo la batería responsable de ese incremento de emisiones respecto a las tecnologías convencionales; seguidos de los híbridos.

Al considerar la huella de carbono total, tanto el CVFE como el CVV, el en caso de los vehículos eléctricos el CVV pasa a tener una contribución próxima al 46% sobre el total de la huella de carbono del vehículo (CVFE+CVV), mientras que en los vehículos de combustión interna ICEV esa contribución es muy inferior; alrededor del 14%. Esto es debido a la contribución que tienen los procesos de fabricación de las baterías. En consecuencia, a pesar de las diferencias asociadas a los condicionantes geográficos y temporales, es importante considerar el impacto asociado al CVV y no exclusivamente el CVFE.

Al considerar ambos ciclos, los resultados muestran que los biocombustibles y los combustibles sintéticos pueden competir con los vehículos eléctricos en términos de huella de carbono, si bien la ruta de obtención de la fuente energética es el factor clave en la huella de carbono resultante.

Los resultados muestran que los biocombustibles y los combustibles sintéticos compiten con los vehículos eléctricos en términos de huella de carbono.

Marta Cabello nos explica cuáles son las ventajas de los combustibles sintéticos y biocombustibles en el siguiente video: