Airbus presenta conceptos de aviones propulsados por hidrógeno
Airbus acaba de presentar tres conceptos de aviones comerciales propulsados por hidrógeno. Estos nuevos aviones de cero emisiones podrían entrar en servicio ya en 2035. La elección de este nuevo combustible limpio plantea muchos retos al fabricante europeo.
Airbus apuesta por el hidrógeno frente al cambio climático
El sector aeronáutico está sometido a una presión muy fuerte para reducir su huella ambiental. Aunque el transporte aéreo solo representa el 3 % de las emisiones mundiales de CO2 según la Agencia Internacional de la Energía, es uno de los sectores más criticados en tiempos de cambio climático. Desde que Francia dejó de permitir a las aerolíneas vender trayectos nacionales que pueden hacerse en tren y prohibió la publicidad de los vuelos de largo recorrido, el sector aeronáutico está más que nunca en el punto de mira. A ello se suma un movimiento de «vergüenza de volar» (flygskam) que se extiende por todo el mundo. Airbus, líder en la construcción de aviones junto con Boeing, lo sabe y ya imagina sus aviones del futuro para responder al reto climático.
El gran fabricante europeo se ha fijado la ambición de desarrollar en 2035 el primer avión comercial del mundo de cero emisiones. El lunes 21 de septiembre, Airbus presentó tres conceptos de avión ZEROe, por «Zero emissions», que funcionarían con hidrógeno. Según Guillaume Faury, consejero delegado de Airbus, «se trata de un momento histórico para todo el sector de la aviación comercial, y queremos desempeñar un papel protagonista en la mayor transición que ha conocido nuestra industria. Nuestra visión de un futuro de cero emisiones para la aviación es audaz, y los conceptos que presentamos hoy ofrecen al mundo un anticipo de nuestra ambición en este ámbito».
Airbus apuesta por el hidrógeno para sustituir los motores tradicionales que dependen del queroseno: «desarrollar un avión sin carbono no requiere grandes avances tecnológicos», afirmó el presidente. La empresa ya ha utilizado la propulsión por hidrógeno en su cohete Ariane y en sus satélites a través de su filial Airbus Defence and Space. El hidrógeno es «una opción excepcionalmente prometedora como combustible limpio para la aviación».
Tres conceptos de avión propulsado por hidrógeno
Airbus presentó tres conceptos ZEROe (Zero Emission Aircraft) de aviones híbridos de hidrógeno:
• El primer concepto se basa en un diseño de avión clásico con dos turborreactores bajo las alas. Transportaría entre 120 y 200 pasajeros, el equivalente de los actuales A220 y A320. Tendría un alcance de 3700 km y podría volar de un continente a otro en vuelos de largo recorrido. El hidrógeno gaseoso se almacenaría en depósitos situados en la parte trasera del avión.
• El segundo concepto se basa en el diseño clásico de un avión turbohélice. Podría transportar 100 pasajeros a una distancia de 1800 km (1000 nm). Similar a los aviones de ATR, filial de Airbus, podría unir todas las ciudades de Europa y sería ideal para los vuelos de corto y medio recorrido. El hidrógeno gaseoso también se almacenaría en depósitos en la parte trasera del avión.
• El tercer concepto es más rupturista. Su aspecto de ala volante recuerda al Boeing X-48 o al Flying V de KLM. Este avión de aspecto futurista podría acoger hasta 200 personas y volar 3700 km (2000 nm). Según Airbus, «el fuselaje excepcionalmente ancho abre muchas posibilidades para el almacenamiento y la distribución del hidrógeno, así como para la configuración de la cabina».
Jean-Brice Dumont, director de ingeniería de Airbus, precisa en BMF TV que los dos primeros conceptos ZEROe, de diseño clásico, serán probablemente los dos primeros en volar en 2035: «Son desarrollos cercanos a los aviones que fabricamos hoy. El tercero es más atrevido, más revolucionario. Es difícil predecir cuál estará listo en 2035, pero a la larga el ala volante será el avión que pueda llevar a los pasajeros más lejos».
¿Cómo funciona un motor propulsado por hidrógeno?
Los ingenieros de Airbus quieren sencillamente sustituir la combustión fósil por una combustión entre hidrógeno líquido y oxígeno. Esta combustión sin carbono permitiría propulsar los motores a reacción convencionales tal como los conocemos hoy. En este caso, los motores generan empuje no quemando queroseno, sino consumiendo hidrógeno líquido, y solo liberarían vapor caliente a la atmósfera.
El fabricante también quiere utilizar el hidrógeno para alimentar sus aviones. Unas pilas de combustible de hidrógeno complementarían las turbinas para generar la energía eléctrica necesaria para estos aviones comerciales. Airbus considera este sistema de propulsión híbrido de hidrógeno la mejor forma, no contaminante, de propulsar un avión y suministrarle electricidad.
El hidrógeno, una solución para la movilidad del futuro
En los últimos años, el sector de la aviación se ha cuestionado a sí mismo al tratar de imaginar la energía limpia que podría propulsar los aviones comerciales del futuro. Pero el queroseno es un combustible fósil del que al sector le cuesta desprenderse: su alta densidad energética permite propulsar grandes aviones a largas distancias, su producción es abundante y, al ser líquido, ocupa poco espacio de almacenamiento.
Aunque los fabricantes de aviones y de motores lo han hecho todo en los últimos años por reducir el consumo de combustible, la combustión del queroseno emite mucho dióxido de carbono (CO2) y ya no parece viable en un futuro próximo, cuando el mundo entero tendrá que hacer frente al cambio climático. Para los fabricantes de aviones y de motores se ha vuelto imprescindible encontrar una alternativa.
Los sustitutos imaginados hasta ahora no son mucho más viables. Los biocombustibles emiten menos CO2, pero requieren mucha tierra cultivable para producirlos. Del mismo modo, la propulsión eléctrica es muy prometedora, pero las baterías actuales son pesadas y no tienen capacidad suficiente para alimentar grandes aviones comerciales.
Airbus apuesta entonces por el hidrógeno. El elemento más abundante, componente del agua, se encuentra en cantidades enormes en océanos, ríos, lagos e incluso en la atmósfera. El hidrógeno tiene una trayectoria probada en el transporte para propulsar coches, autobuses y trenes. La NASA ya lo utilizó en la década de 1950 en forma de pilas de combustible de hidrógeno para alimentar sus transbordadores espaciales.
Como los métodos para extraer hidrógeno del agua pueden ser muy contaminantes, Airbus se compromete a utilizar hidrógeno obtenido a partir de energías renovables. El proyecto de una aviación más respetuosa con el medio ambiente podría así hacerse realidad con el fabricante europeo.
Retos importantes para los futuros Airbus ZEROe
La principal limitación técnica del hidrógeno es su almacenamiento. Debe almacenarse en forma gaseosa a muy alta presión, hasta 700 bar, y los únicos depósitos capaces de soportar esa presión son cilíndricos o esféricos. Por eso el hidrógeno no puede almacenarse en las alas como el queroseno, sino en cilindros en la parte trasera del fuselaje, lo que deja menos espacio para los pasajeros. No obstante, el concepto de ala volante ZEROe podría paliar el problema, ya que permitiría almacenar el hidrógeno por encima o por debajo de la cabina de pasajeros. «El hidrógeno es ligero, lo cual es bastante bueno para la aeronáutica. En cambio, a igual energía, ocupa cuatro veces más», precisa Jean-Brice Dumont.
Además, el hidrógeno debe estar en estado líquido para transportarse e inyectarse en las turbinas, es decir, debe pasar del estado gaseoso al criogénico enfriándose a -253 °. Muchos han expresado también su preocupación por el proceso, al considerar que el hidrógeno puede ser muy peligroso para los pasajeros.
Los tres conceptos de avión ZEROe serán objeto de estudios en profundidad hasta 2025 para determinar qué modelos son los más pertinentes. El lanzamiento industrial está previsto ya en 2028. Grazzia Vittadini, directora de innovación de Airbus, insiste: «El demostrador nos permitirá evaluar cuál es la arquitectura más prometedora. Consideramos que es aplicable a todos los futuros productos de Airbus».
Asimismo, la extracción de hidrógeno a partir del agua sigue siendo bastante cara. Airbus apuesta por un aumento de la producción y, por tanto, por una bajada del precio para abastecer a sus aviones.
Para que el proyecto de Airbus sea viable, todos los actores de la aeronáutica tendrán que implicarse. Habrá que poner en marcha una producción importante de hidrógeno, los aeropuertos necesitarán infraestructuras de transporte y repostaje de hidrógeno, las autoridades públicas tendrán que respaldar estos objetivos con planes de apoyo y las aerolíneas tendrán que comprar estos aviones de hidrógeno. «Airbus no lo logrará sola en este proyecto», advirtió Grazzia Vittadini.
El riesgo de fracaso es considerable para Airbus. La empresa recuerda en particular la experiencia del proyecto E-Fan X, lanzado en 2017 en colaboración con Siemens y Rolls-Royce, que pretendía poner en vuelo en 2020 un sistema de propulsión híbrido eléctrico en un avión regional y fracasó.
Anuncios prometedores en tiempos difíciles
Este anuncio de Airbus ZEROe aporta optimismo en un momento en que el sector aéreo atraviesa probablemente la crisis más grave de su historia. Los confinamientos y cierres de fronteras provocados por la crisis del coronavirus paralizaron el tráfico aéreo mundial durante varios meses. Tras un crecimiento anual medio del 5 % durante 20 años y la duplicación del número de pasajeros transportados en ese mismo periodo, el tráfico mundial podría desplomarse un 60 % en 2020.
La Asociación de Transporte Aéreo Internacional (IATA) y el Consejo Internacional de Aeropuertos Europa (ACI) anuncian una recuperación completa del tráfico de pasajeros en 2024. Esta situación tiene un fuerte impacto en las aerolíneas: con grandes dificultades financieras, se ven obligadas a dejar en tierra parte de su flota y a aplazar, o incluso cancelar, sus pedidos de aviones nuevos. Los fabricantes han recibido nada menos que 500 cancelaciones de pedidos y unos 600 aviones han visto aplazada su entrega. Airbus ha reducido su ritmo de producción en casi un 40 %.
Pese a todo, el Gobierno francés quiere reactivar el tráfico aéreo lo antes posible y sitúa la transición ecológica en el centro de su plan de relanzamiento de la aviación comercial. El anuncio del Airbus ZEROe llega en buen momento, ya que el Estado francés destinará 1500 millones de euros en tres años al Consejo para la Investigación Aeronáutica Civil (Corac) para desarrollar rápidamente un avión bajo en carbono.
Como las buenas noticias nunca llegan solas, la aerolínea de bajo coste easyJet, atraída por estos nuevos Airbus de hidrógeno, ya ha anunciado su intención de adquirirlos en cuanto entren en servicio en 2035.