Todo lo que debe saber sobre los aviones propulsados por hidrógeno: ¿el futuro de la aviación sostenible?

Para 2050, la aviación de negocios, y la aviación en general, aspirarán a ser neutras en carbono.

En el marco de este avance hacia una aviación sostenible, hay varias soluciones en marcha, como el uso de biocombustibles SAF, o aviones y modelos eléctricos como el Volocopter, el avión eléctrico Alice o el CityAirBus.

Sin embargo, varios fabricantes de aviones están trabajando en otra alternativa: los aviones propulsados por hidrógeno.

AEROAFFAIRES presenta esta solución alternativa para una aviación con cero emisiones.

¿Qué es el hidrógeno y cómo se utiliza en la aviación?

Descarbonizar el sector de la aviación es el objetivo de los fabricantes de aviones de aquí a 2050. El hidrógeno es una solución a largo plazo que se está estudiando actualmente. Pero, ¿qué es el hidrógeno? ¿Cuáles son sus ventajas?

El hidrógeno es uno de los dos elementos que forman el agua. También es el elemento más ligero de la Tierra (forma parte de la tabla periódica). Se encuentra en las masas de agua, los lagos, los océanos e incluso en la atmósfera.

¿Cómo funciona? El hidrógeno se quema en las cámaras de combustión de las turbinas de gas del motor. Después, gracias a una pila de combustible, la energía liberada se transforma en energía eléctrica, que alimenta el motor.

En el interior del avión, el hidrógeno puede almacenarse en forma gaseosa o líquida a -235 grados. Como tiene una densidad menor que la parafina actual, las estructuras de los aviones podrán modificarse en el futuro.

Por último, el hidrógeno no contamina porque las emisiones que produce no son más que vapor de agua, por lo que es una oportunidad que podemos aprovechar para lograr cero emisiones en 2050.

¿Cuáles son las diferencias entre el hidrógeno verde, azul y gris?

Conocer los distintos tipos de hidrógeno es esencial para evaluar su impacto medioambiental. No todos se producen de la misma manera:

• Hidrógeno gris
  • Se produce a partir de gas natural o carbón mediante un proceso llamado reformado al vapor.
  • Emite una gran cantidad de CO₂, por lo que es la forma más contaminante.
• Hidrógeno azul
  • Producido con el mismo método que el gris, pero con captura y almacenamiento del CO₂ emitido.
  • Menos contaminante que el gris, pero sigue dependiendo de los combustibles fósiles.
• Hidrógeno verde
  • Derivado de la electrólisis del agua utilizando energías renovables (solar, eólica).
  • No genera emisiones directas de CO₂, realmente limpio y sostenible.

Sólo el hidrógeno verde es realmente compatible con los objetivos de la aviación sostenible. Este es el tipo al que se están dirigiendo Airbus y otros grandes actores del sector aeronáutico.

Aviones propulsados por hidrógeno frente a aviones eléctricos: ¿cuáles son las diferencias?

Ambas tecnologías pretenden descarbonizar el transporte aéreo, pero se basan en principios y usos diferentes. He aquí una comparación clara de las principales distinciones:

Aviones propulsados por hidrógeno

• Utiliza hidrógeno como fuente de energía (quemado en un motor o convertido en electricidad mediante una pila de combustible).
• Ofrece una autonomía de media a larga, especialmente adaptada a los vuelos regionales y a los futuros vuelos de larga distancia.
• El combustible se recarga llenando los depósitos, un proceso más rápido que la recarga de las baterías.
• Tiene mayor carga útil que el eléctrico, ya que se ve menos afectado por el peso del combustible.
• Dirigido a vuelos comerciales, jets privados y rutas interregionales.

Avión eléctrico

• Propulsado por baterías eléctricas recargables.
• Autonomía baja o media, limitada por la densidad energética de las baterías.
• Requiere un largo tiempo de recarga, lo que limita la frecuencia de las rotaciones.
• Tiene una carga útil limitada debido al peso de las baterías de a bordo.
• Se utiliza principalmente para aviones ligeros, taxis aéreos o vuelos cortos intraurbanos.
  

En pocas palabras, los aviones propulsados por hidrógeno son más adecuados para los vuelos de larga distancia y para el crecimiento comercial, mientras que los aviones eléctricos se reservan actualmente para la movilidad aérea de corto alcance.

¿Cuáles son las ventajas y las limitaciones actuales de los aviones impulsados por hidrógeno?

Ventajas

• Cero emisiones directas (sólo vapor de agua)
• Excelente densidad energética de masa
• Adecuado para vuelos regionales y de media distancia
• Compatible con la producción renovable

Limitaciones actuales

A pesar de su potencial, el avión propulsado por hidrógeno se enfrenta a importantes obstáculos:

• Infraestructura mundial inexistente o limitada: muy pocos aeropuertos están equipados.
• Almacenamiento criogénico complejo: -253°C para el hidrógeno líquido.
• Seguridad: el hidrógeno es muy inflamable, por lo que requiere normas muy estrictas.
• Coste elevado: la tecnología y los materiales especializados siguen siendo caros.
• Peso y volumen: los depósitos ocupan más espacio que la parafina.
• Producción ecológica limitada: la mayor parte del hidrógeno mundial sigue siendo «gris».

Los aviones propulsados por hidrógeno tienen un excelente potencial ecológico, pero aún quedan muchos retos tecnológicos y logísticos por superar.

¿Qué países están invirtiendo en la aviación impulsada por hidrógeno?

Muchos gobiernos y fabricantes de todo el mundo están invirtiendo mucho en el desarrollo de la aviación impulsada por hidrógeno. He aquí las principales iniciativas por países:

• 🇫🇷 Francia
  • Programa ZEROe de Airbus
  • Desarrollo del jet privado de hidrógeno Beyond Aero
  • Apoyo gubernamental a través del Plan Nacional del Hidrógeno
• 🇩🇪 Alemania
  • Participación en el proyecto HY4
  • Inversión de Lufthansa Technik
  • Estrecha cooperación tecnológica con Airbus
• 🇺🇸 Estados Unidos
  • Proyectos de motores de hidrógeno en Pratt & Whitney
  • Despliegue de soluciones modulares en Universal Hydrogen
  • Investigación sobre aviación descarbonizada en Boom Supersonic
• 🇯🇵 Japón
  • Desarrollo de infraestructuras a través de Kawasaki Heavy Industries
  • Hoja de ruta del Gobierno para el hidrógeno en la aviación regional
• 🇬🇧 Reino Unido
  • Liderazgo de ZeroAvia en pequeños aviones de hidrógeno
  • Investigación avanzada en Rolls-Royce
  • Financiación para proyectos regionales de bajas emisiones
    

Europa, Estados Unidos y Japón son actualmente los principales impulsores de la innovación del hidrógeno en la industria aeroespacial mundial.

Los distintos proyectos de aviones y jets privados propulsados por hidrógeno

Muchos profesionales del mundo aeronáutico están estudiando esta alternativa al uso de la parafina. Con el objetivo de conseguir una aviación sostenible a la vista, poco a poco se van materializando diversos proyectos.

Recientemente, por ejemplo, GE Aviation y Safran unieron fuerzas con Airbus para probar un motor propulsado por hidrógeno.

Y Beyond Aerospace, una empresa aeroespacial con sede en Toulouse fundada en 2020, planea crear un jet privado propulsado por hidrógeno tras recaudar fondos recientemente.

AEROAFFAIRES presenta otros proyectos de hidrógeno en el sector aeronáutico.

1. Airbus y su programa de aviones ZEROe

Airbus trabaja actualmente con varios fabricantes de motores para equipar sus aviones. Entre ellos figuran Pratt & Whitney, CFM International, Safran y General Electric. Airbus está desvelando gradualmente planes para aviones propulsados por hidrógeno.

En particular, con sus 3 conceptos diferentes denominados ZEROe, de cero emisiones. Para 2035, el fabricante de aviones quiere tener en el aire aviones totalmente propulsados por hidrógeno y neutros en emisiones de CO2.

Airbus se encuentra actualmente en fase de prueba en un A380. En 2025, el constructor habrá puesto a punto un sistema para alimentar con hidrógeno uno de los cuatro motores del avión.

Por el momento, el A380 del banco de pruebas está equipado con un 5º motor, que funciona con hidrógeno. cerca y en la parte trasera del avión se han colocado 4 depósitos con un total de 400 kg de hidrógeno para suministrar hidrógeno líquido al motor que se está probando.

Según el constructor aeronáutico, el proyecto permitirá «definir las especificaciones del sistema de propulsión por hidrógeno, supervisar las pruebas de vuelo y dotar al A380 de un banco de pruebas para ensayar el motor de hidrógeno en fase de crucero».

Los otros 4 motores situados bajo las alas seguirán funcionando normalmente durante las fases de prueba del motor de hidrógeno.

Crédito de la foto: Airbus

2. Pratt & Whitney y su motor de hidrógeno

El fabricante de motores estadounidense lleva tiempo estudiando el hidrógeno. De hecho, Pratt & Whitney planteó por primera vez la posibilidad de crear aviones propulsados por hidrógeno en 1957. La empresa estadounidense fue una de las primeras en explotar este sector y probar las posibilidades que ofrecía el hidrógeno.

Hasta la fecha, Pratt & Whitney ha revelado que está trabajando en un nuevo motor de hidrógeno que acabará propulsando aviones y jets privados. Además, la empresa aeroespacial ya trabaja codo con codo con los fabricantes de aviones, en particular Airbus.

Airbus suministra alrededor del 35% de los motores del modelo Airbus A320 Neo, así como todos los motores del modelo A220 del fabricante. La idea de Pratt & Whitney es construir un motor capaz de utilizar hidrógeno líquido en sustitución de la parafina utilizada originalmente.

Para dar un paso más, también prevé recuperar el vapor de agua producido por el hidrógeno durante el proceso de combustión. El futuro de las «emisiones cero» está en camino

3. Asociaciones para equipar los aeropuertos con hidrógeno

Los gigantes de la aeronáutica ya se están asociando para ofrecer instalaciones de hidrógeno en los aeropuertos. Es el caso de Air Liquide, Airbus y Vinci Airports, que unen sus fuerzas para realizar la transición hacia una aviación sostenible.

Han anunciado un plan de diez años para ayudar a los aeropuertos y otras instalaciones a abastecerse de hidrógeno. El primer aeropuerto piloto beneficiado es el de Lyon-Saint Exupéry. En 2023, recibirá puntos de distribución de gas hidrógeno.

Al principio, el hidrógeno se utilizará para alimentar equipos de tierra como vehículos de pista y máquinas de handling.

Después, hasta 2030, estos puntos de distribución se utilizarán para suministrar hidrógeno líquido a los aviones.

AEROAFFAIRES: comprometida con la aviación sostenible

Desde 1991, AEROAFFAIRES ayuda a sus clientes a alquilar jets privados, con una clara ambición: combinar confort, prestaciones y compromiso medioambiental.

• compensación del 100% de las emisiones de carbono en cada vuelo.
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• más de 120.000 pasajeros transportados con un índice de satisfacción del cliente de 4,9/5.

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