Los e-combustibles son una clase de combustibles alternativos que se fabrican utilizando electricidad de fuentes bajas en carbono , que consiste en almacenar esta energía en los enlaces químicos de los combustibles líquidos o gaseosos. Los principales objetivos son el butanol, el biodiésel y el hidrógeno, pero también otros alcoholes y gases de carbono como el metano y el butano.
Los combustibles electrónicos pueden ser una solución neutra si resultan ser más baratos que los combustibles a base de petróleo y las materias primas químicas producidas por electrosíntesis más baratas que las refinadas a partir del petróleo crudo. También podrían permitir compensar la intermitencia de las energías renovables , almacenando su exceso de producción en forma de combustible líquido o gaseoso.
Una de las principales fuentes de financiación para la investigación sobre combustibles electrónicos líquidos para el transporte es el Programa de Electrofuels de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada-Energía (ARPA-E), liderado por Eric Toone. ARPA-E, establecida en 2009 bajo el liderazgo de Steven Chu, el secretario de energía del presidente Obama, es el intento del Departamento de Energía (DOE) de replicar la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA), cuya eficacia ya no está probada. Ejemplos de proyectos financiados bajo este programa incluyen el trabajo de OPX Biotechnologies sobre biodiesel dirigido por Michael Lynch y el trabajo de Derek Lovley sobre electrosíntesis microbiana en la Universidad de Massachusetts Amherst, que se dice que produjo el primer combustible electrónico líquido utilizando CO2 como materia prima. La descripción de todos los proyectos de investigación del Programa ARPA-E Electrofuels se puede encontrar en su sitio web.
A partir de 2014, tras el auge de la fracturación hidráulica , ARPA-E abandonó los “recursos eléctricos” en favor de materias primas a base de gas natural y, por tanto, descuidó los e-combustibles.
La primera conferencia sobre combustibles electrónicos, patrocinada por el Instituto Estadounidense de Ingenieros Químicos , se celebró en Providence , Rhode Island, en noviembre de 2011. En esta conferencia, el director Eric Toone afirma que “18 meses después del inicio del programa, sabemos que funciona . Tenemos que saber si podemos hacer que importe ” . Varios grupos están más allá de la etapa de factibilidad y están trabajando para escalar de manera rentable.
Desde 2016, Audi está invirtiendo en la creación de una planta de 6 MW en Alemania para producir metano. Este sitio de producción utiliza electricidad del parque eólico alemán y subproducto de CO2 del tratamiento de biogás. Posteriormente, Audi desarrolló otros sistemas de producción de e-gasolina y e-diesel.
En Suiza, EMPA estudia y publica ejemplos de combustibles alternativos sintéticos.
El think-tank alemán Agora-Energiewende publicó en septiembre de 2018 un estudio sobre los costes potenciales y previstos de los combustibles sintéticos producidos a partir de electricidad renovable. Sus principales conclusiones son: 1) los combustibles electrónicos desempeñarán un papel importante en la descarbonización de los productos químicos, la industria y parte del transporte; su mayor costo que el uso directo de la electricidad hace incierta su penetración en otros sectores; 2) para ser competitivas, las instalaciones de conversión de electricidad en gas y combustibles líquidos requieren electricidad de bajo costo con un alto factor de carga (larga vida útil); el uso exclusivo de las energías renovables excedentes no será suficiente para cubrir la demanda y rentabilizar la energía incorporada en las instalaciones; será necesario construir centrales eléctricas dedicadas explícitamente a la producción de combustibles electrónicos, por ejemplo, plantas de energía eólica marina en el Mar del Norte o plantas de energía solar en África del Norte o Oriente Medio; 3) el coste de los e-combustibles (metano y combustibles líquidos) estará inicialmente entre 20 y 30 c € / kWh , luego puede bajar a 10 c € / kWh si su capacidad de producción global alcanza los 100 GW ; Tal reducción de costos requiere inversiones masivas y continuas en electrolizadores y sensores de CO 2 ; esto solo será posible con la intervención política o los altos precios del carbono. 4) Los combustibles electrónicos no son por sí solos una alternativa a los combustibles fósiles, pero pueden complementar tecnologías con menores pérdidas de conversión, como los vehículos eléctricos y las bombas de calor.
Según The Shift Project , las necesidades incompresibles en combustibles líquidos o gaseosos seguirán siendo importantes. Además de incrementar los esfuerzos de sobriedad , son posibles varias formas de descarbonizarlos, entre los cuales habrá que arbitrar: producir o importar más agrocombustibles y biogás, producir dihidrógeno por electrólisis del agua , producir metano y combustibles líquidos por conversión eléctrica . Cada una de estas rutas tiene restricciones o limitaciones importantes. Así, la producción de dihidrógeno y combustibles sintéticos requiere cantidades muy grandes de electricidad libre de carbono (en beneficio del equilibrio entre la oferta y la demanda del sistema eléctrico , algo que se facilita). Por cierto, este aumento significativo en la demanda de electricidad permitiría a Francia reducir la participación relativa de la energía nuclear en la producción de electricidad , cerrando solo unas pocas centrales eléctricas.
En Alemania , el Consejo de Expertos Ambientales (de) recomienda, debido a su ineficiencia, reservar los e-combustibles solo para los sectores de transporte aéreo y marítimo, sectores donde no es posible utilizar la electricidad de la red directamente. Según la Federación Europea de Transporte y Medio Ambiente (T&E), un coche eléctrico tiene una eficiencia del 73%, mientras que en el caso de un coche de e-hidrógeno, la eficiencia cae al 23%, e incluso al 13%. coche propulsado por e-fuel. En estas condiciones, aún teniendo en cuenta su ineficiencia, T&E solicita que los e-combustibles se utilicen solo en el campo donde resultan ser estrictamente necesarios, es decir, la aviación. Aparte de los camiones a batería (BEV), que tienen una batería muy pesada, y los camiones con catenarias (OC-BEV), los camiones eléctricos que utilizan combustibles electrónicos muestran un rendimiento deficiente. La Fabrique de l'Industrie también enfatiza la ineficiencia de los combustibles electrónicos.
" El gas natural barato liberado del esquisto por perforación horizontal y fracturación hidráulica (o fracturación hidráulica) ha ayudado a acabar con programas de vanguardia como Electrofuels, un intento de utilizar microbios para convertir electricidad barata en combustibles líquidos, y marcó el comienzo de programas como REMOTE, un apuesta por utilizar microbios para convertir gas natural barato en combustibles líquidos. "