Combustible sintético: Tipos y aplicaciones en la movilidad sostenible

La producción de combustible sintético mediante métodos termoquímicos y electroquímicos ha logrado generar hidrocarburos con potencial de neutralidad en carbono, compatibles con motores de combustión interna. Esta tecnología facilita una transición energética inmediata sin necesidad de adaptar la infraestructura existente; además, son una opción renovable que dinamiza la economía del transporte al permitir continuidad operativa con menor huella ambiental.

En el contexto de la movilidad sostenible, los combustibles sintéticos constituyen una vía técnica de transición operativa sin rediseño de motores ni cambios logísticos,  la información sobre el  origen, composición y aplicaciones resulta significativa en la evaluación de la  viabilidad de la sustitución progresiva de combustibles fósiles convencionales en escenarios reales de transporte.

Combustibles sintéticos: Definición y función

También conocidos como synfuels, son combustibles líquidos o gaseosos producidos artificialmente. A diferencia de los combustibles fósiles, su origen no está en yacimientos geológicos, sino en materias primas alternativas como dióxido de carbono (CO₂) capturado e hidrógeno, preferiblemente de origen renovable; su gran ventaja es que replican las propiedades físico-químicas de los combustibles convencionales, pero con un impacto climático considerablemente menor.

La función del combustible sintético es actuar como vector energético neutro en carbono, que sustituye a los derivados del petróleo sin comprometer densidad energética, estabilidad operativa, eficiencia térmica, compatibilidad tecnológica ni autonomía en condiciones exigentes.

¿De dónde proviene el combustible sintético?

Los combustibles sintéticos se producen a partir del gas de síntesis (syngas), una mezcla de monóxido de carbono (CO) e hidrógeno (H₂), obtenida a partir de biomasa, gas natural, carbón o mediante la captura directa de CO₂ atmosférico. Este syngas se convierte en hidrocarburos líquidos a través de procesos como la síntesis Fischer-Tropsch, donde el CO y el H₂ reaccionan catalíticamente para formar cadenas largas de hidrocarburos.

Como alternativa, los electrocombustibles (e-fuels) se obtienen mediante la tecnología Power-to-X (PtX), combinando hidrógeno verde (producido por electrólisis usando energía renovable) con CO₂ capturado, para la formación de compuestos, como e-gasolina, e-diésel o e-queroseno, con un potencial de neutralidad de carbono. El uso de estas tecnologías desde el punto de vista ambiental es muy importante porque permite reutilizar emisiones industriales o ambientales, favoreciendo el cierre técnico del ciclo del carbono y evitando el uso de recursos fósiles.

El video proporcionado, titulado “ENEOS Group Synthetic Fuel Initiatives for Carbon-Neutrality”, presenta las iniciativas del Grupo ENEOS en el desarrollo de tecnologías de producción combustibles sintéticos como parte de su compromiso hacia la neutralidad de carbono. En él, se detallan los esfuerzos de investigación y desarrollo que la empresa está llevando a cabo para crear alternativas sostenibles a los combustibles fósiles, destacando la importancia de estos avances en la transición energética global.

Tipos de combustibles sintéticos y su uso en la movilidad

Los combustibles sintéticos comprenden un grupo de productos sintetizados para sustituir directamente a los hidrocarburos fósiles, con aplicaciones específicas en diversos sectores del transporte. Entre los más conocidos están:

1.Gasolina sintética (e-gasolina): Producida mediante síntesis Fischer-Tropsch o conversión MTG (metanol a gasolina), está gasolina posee un alto índice de octano y está libre de compuestos tóxicos como azufre o benceno, es adecuada en aplicaciones para vehículos ligeros urbanos.

2. Diésel sintético y HVO: El diésel sintético (obtenido de gas a líquido -GTL- o de biomasa a líquido -BTL-) se produce a partir de gas natural o biomasa mediante síntesis Fischer-Tropsch. En contraste, el HVO (aceite vegetal hidrotratado) se elabora con aceites usados o grasas animales. Ambos combustibles sintéticos ofrecen estabilidad operativa, alta eficiencia térmica y reducciones notables de emisiones nocivas.

3. Queroseno sintético: El e-queroseno forma parte de la categoría de Combustibles Sostenibles de Aviación (SAF), fundamentales para la descarbonización de vuelos; este se produce por vía Power-to-Liquid (PtL) que combinan CO₂ con hidrógeno verde. Cumple con la norma ASTM D7566, siendo apto para aviación comercial; debido a su elevada densidad energética, es utilizado para vuelos de larga distancia.

4. E-metano (Gas Natural Sintético): Conocido también como metano sintético, se obtiene mediante la metanación catalítica de CO₂ con hidrógeno renovable. Puede inyectarse en redes de gas natural o emplearse en transporte urbano con vehículos GNC, facilitando una sustitución directa del gas fósil.

5. E-metanol y DME: El metanol sintético y el dimetil éter (DME) son líquidos producidos a partir de syngas o reacción directa de CO₂ con hidrógeno, empleados en el transporte marítimo y terrestre; empresas como Maersk han firmado acuerdos de suministro de e-metanol como alternativa para descarbonizar rutas comerciales, con buques como el Ane Maersk ya operativos usando este combustible.

Aplicaciones sectoriales

• Aviación: e-queroseno y gasolina sintética para vuelos regionales y comerciales.
• Marítimo: e-metanol y DME como opciones limpias frente al fuelóleo.
• Transporte pesado: diésel sintético y HVO como drop-in fuels.
• Urbano: GNS y e-gasolina compatibles con vehículos ligeros.

Impacto de los combustibles sintéticos en el transporte

Reducción de emisiones y descarbonización: Su implementación en sectores donde la electrificación es inviable permite mitigar emisiones de gases de efecto invernadero. Al capturar y reutilizar CO₂, ofrecen un balance de carbono neutro si el CO₂ eliminado es equivalente al emitido en la combustión y si el hidrógeno usado es de origen renovable, cerrando así el ciclo del carbono en cadenas logísticas de alta demanda energética.

Complemento estratégico en la transición energética: Basados en el uso de motores térmicos y en la compatibilidad con la infraestructura energética existente, constituyen una solución transicional y escalable frente a las restricciones tecnológicas, económicas y logísticas que aún presenta la movilidad eléctrica e impulsada por hidrógeno.

Ventajas operativas adicionales

• Circularidad del carbono: Posibilitan el cierre del ciclo de emisiones mediante reutilización de CO₂.
• Seguridad energética: Son producidos desde fuentes renovables.
• Menor huella ambiental: Composición libre de azufre y aromáticos mejora la calidad del aire urbano.
• Implementación: Promueve ciclos regenerativos que fortalecen el vínculo entre sostenibilidad y desempeño industrial.

Combustibles sintéticos en los motores de combustión interna

Los synfuels igualan o superan la densidad energética de los fósiles, alcanzando hasta 44 MJ/kg. Esta característica asegura niveles óptimos de autonomía en aplicaciones de transporte pesado y larga distancia, permitiendo mantener la eficiencia operativa sin modificar los sistemas mecánicos existentes ni rediseñar los parámetros termodinámicos de los motores; su estabilidad térmica y compatibilidad con tecnologías actuales refuerzan su viabilidad como sustituto directo de los hidrocarburos tradicionales. 

Desde el punto de vista de las emisiones, los combustibles neutros en carbono muestran ventajas frente a los convencionales; su proceso de síntesis controlado reduce significativamente la presencia de compuestos aromáticos y azufrados, disminuyendo la generación de material particulado y óxidos de nitrógeno (NOx) durante la combustión. 

Además, el dióxido de carbono emitido puede ser neutralizado mediante su reutilización en el ciclo de producción, cerrando técnicamente el ciclo del carbono y mejorando el perfil ambiental del transporte basado en motores de combustión interna.

Soluciones de combustible sostenible para la movilidad

Los combustibles sintéticos ofrecen ventajas sustanciales en sectores de alta carga energética como la aviación, el transporte terrestre pesado y el marítimo, donde la electrificación enfrenta barreras técnicas y logísticas. Su integración en motores existentes permite reducir emisiones sin afectar la autonomía ni comprometer la eficiencia operativa.

A diferencia de las baterías, limitadas por capacidad y tiempo de carga, o del hidrógeno, que requiere almacenamiento criogénico e infraestructura especializada, los synfuels son una opción inmediata, flexible y compatible con plataformas térmicas convencionales.

En este contexto, los combustibles sintéticos se consolidan como una solución complementaria dentro del ecosistema energético híbrido. Su adopción no requiere reconversión tecnológica profunda y promueve ciclos regenerativos que integran sostenibilidad y continuidad operativa, facilitando a su vez la descarbonización sin sacrificar rendimiento ni capacidad logística, configuran una vía funcional hacia una movilidad operacionalmente sostenible.

Mercado de los combustibles sintéticos

Se proyecta que el mercado global de combustibles sintéticos, valorado en aproximadamente USD 8.600 millones en 2024, alcanzará cerca de USD 34.700 millones para 2033, con una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) del 16,7% entre 2025 y 2033. Este crecimiento proyectado responde a la necesidad de soluciones logísticas que escalen sin comprometer la autonomía energética.

El mercado se segmenta por tipo de producción: síntesis Fischer–Tropsch, biocombustibles avanzados y procesos carbón a líquido (CTL). En cuanto a sus aplicaciones, destacan la aviación comercial, la industria pesada, el transporte marítimo y el sector automotriz, donde su alta densidad energética y compatibilidad con instalaciones existentes facilitan la transición hacia soluciones energéticas sostenibles.

Entre los principales fabricantes figuran multinacionales como Shell, ExxonMobil, Sasol, Chevron, BP y TotalEnergies, junto con empresas tecnológicas como Neste, Velocys, Synhelion, LanzaTech y Fulcrum BioEnergy. También participan actores estatales y del sector químico como Indian Oil Corporation, Syngenta Group, PetroChina y L’Air Liquide, que lideran el desarrollo de instalaciones industriales, integración de captura de carbono y tecnologías Power-to-Liquid (PtL).

Transición energética impulsada por combustibles sintéticos

Por su alta densidad energética, escalabilidad técnica y neutralidad de carbono, los synfuels actúan como solución puente en la transición energétic; su fabricación a partir de hidrógeno renovable y CO₂ capturado permite una implementación progresiva sin necesidad de reconversión tecnológica, posicionándose como aliados inmediatos en las estrategias de descarbonización industrial.

Además de facilitar la continuidad operativa de sectores logísticos, permiten desacoplar la movilidad del uso directo de fuentes fósiles, favoreciendo la flexibilidad energética y la diversificación del mix de combustibles. Su compatibilidad con cadenas logísticas existentes reduce las barreras de su implementación.

Avances tecnológicos e iniciativas industriales

Los desarrollos tecnológicos actuales integran electrólisis avanzada con captura directa de CO₂ para generar syngas. Entre las variantes tecnológicas más relevantes se encuentran la captura directa del aire (DAC), la electrólisis de óxidos sólidos y el diseño de microplantas modulares, que optimizan el rendimiento energético y permiten escalabilidad industrial en contextos descentralizados.

La convergencia entre electrólisis de alto rendimiento, captura de carbono y síntesis térmica marca una nueva frontera en la ingeniería de combustibles sostenibles, consolidando una plataforma tecnológica adaptable a múltiples escalas.

Proyectos destacados

• INERATEC: Esta empresa ha desarrollado microplantas modulares para la producción de e-combustibles a partir de CO₂ capturado e hidrógeno renovable. Su planta en Frankfurt, Alemania representa un modelo escalable para el suministro local.

• Audi e-diesel: Audi, junto con socios tecnológicos, ha producido e-diesel combinando agua, CO₂ y electricidad renovable. El proceso, basado en Fischer–Tropsch, genera diésel sintético con bajo impacto ambiental.
• Synhelion (Suiza/España): Mediante energía solar concentrada, esta empresa convierte CO₂ y agua en syngas, que luego se transforma en gasolina y queroseno sintéticos, manteniendo un enfoque en abastecer la aviación con combustibles 100 % solares.
• Norsk e-Fuel (Noruega): Esta iniciativa desarrolla plantas industriales para la producción de e-queroseno con energía hidroeléctrica. Está dirigida al sector aeronáutico y forma parte del objetivo noruego de vuelos nacionales neutros en carbono para 2030.
• Haru Oni (Porsche-HIF-Siemens Energy): Ubicada en la Patagonia chilena, esta planta piloto produce e-fuels mediante electrólisis alimentada por energía eólica y captura directa de CO₂. Porsche utiliza el combustible en motores de competición como parte de su estrategia de descarbonización. 

Te invitamos a ver el siguiente video de Siemens Energy, se refleja el proyecto Haru Oni, ubicado en la Patagonia chilena, el cual fue la primera planta integrada a escala industrial que produce e-fuels neutros en carbono. Utiliza energía eólica para generar hidrógeno verde mediante electrólisis, que luego se combina con CO₂ capturado para sintetizar metanol y gasolina sintética. Con una capacidad inicial de 130.000 litros anuales, se espera que alcance 550 millones de litros para 2027.

Limitaciones para la implementación de synfuels 

La demanda energética y costos operativos de producción de synfuels requieren insumos eléctricos intensivos, especialmente en las etapas de electrólisis y captura de CO₂. Esto eleva actualmente su precio por litro respecto a los combustibles fósiles. Actualmente, el coste promedio del e-queroseno supera los 2,5 USD/litro frente a 0,6 USD/litro de queroseno fósil (según IEA, 2024).

Sin embargo, la reducción progresiva del precio de la energía renovable, sumada a la optimización de procesos y economías de escala, proyecta una convergencia económica en la próxima década. Para que sean realmente competitivos, es fundamental superar los desafíos de escalabilidad y lograr una producción a gran escala que optimice los costos.

Respecto a las infraestructura y marco regulatorio, aunque reutilizan redes actuales, requieren inversión en escalado y logística. Es clave establecer normativas claras de certificación, incentivos fiscales y mecanismos de trazabilidad para fomentar su integración a gran escala.

Más allá de los costes actuales, la masificación del combustible sintético se enfrenta al desafío de crear un ecosistema donde la capacidad de producción industrial y la demanda del mercado crezcan de forma sincronizada. Esto requiere no solo inversión tecnológica, sino también marcos regulatorios estables que impulsen la adopción y faciliten el desarrollo de una cadena de valor robusta.

Conclusiones

El combustible sintético se posiciona como una alternativa técnicamente viable y esencial para la movilidad sostenible, aprovechando la infraestructura existente. Producidos a partir de hidrógeno renovable y CO₂ capturado, estos synfuels reducen la dependencia de fósiles y descarbonizan sectores clave como el transporte pesado, marítimo y aéreo, configurando una economía circular. Lejos de sustituir, complementan otras tecnologías como la electromovilidad y el hidrógeno verde. 

Como vectores energéticos de baja o nula huella de carbono, los combustibles sintéticos viabilizan la extensión de la vida operativa de los motores térmicos, contribuyen a la reducción significativa de emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) y facilitan la convergencia hacia sistemas energéticos híbridos y sostenibles a nivel global. Representan una solución transicional, y se apuntan como un enlace estratégico en la reconfiguración del vínculo entre el sector energético y el transporte en el contexto de la descarbonización estructural.

Referencias

1. Matteo Da Fermo. (22, enero 2025). Combustibles sostenibles: ¿qué son y cómo funcionan? https://powy.energy/es/noticias/evolution-news/combustibles-sostenibles/
2. https://www.repsol.com/es/sostenibilidad/ejes-sostenibilidad/medio-ambiente/economia-circular/nuestros-proyectos/combustibles-sinteticos/index.cshtml