Vehículos eléctricos, el problema de la gasolina y los combustibles sintéticos: Parte 1

Cuando esté en la estación de servicio llenando su automóvil, ver pasar esas cifras en la bomba puede ser una experiencia crítica. Los precios de los combustibles, especialmente el precio de la gasolina, siempre se han vigilado de cerca, por lo que es difícil imaginar una época en la que la gasolina fuera un producto de desecho valioso. Pero el queroseno, vendido principalmente para iluminación, fue una vez el rey de la industria petrolera, al menos antes de que apareciera el automóvil, tanto como la gasolina producida mientras se refinaba el queroseno simplemente se arrojaba a los arroyos para deshacerse de él.

La mente moderna puede temblar ante la idea de semejante crimen de grandeza, y no podemos imaginar cómo alguien podría pensar que esta es una buena solución al problema. Y, sin embargo, ahora nos enfrentamos al mismo problema, ya que la creciente electrificación de la flota mundial de vehículos motorizados reduce la demanda de gasolina. Para entender por qué esto es un problema, comencemos por ver cómo se forma el petróleo crudo y cómo la disminución de la demanda de gasolina puede causar problemas que debemos considerar antes de llegar demasiado lejos.

Ponga plancton pequeño en su tanque

Cuando llena el tanque de su vehículo ICE o híbrido y enciende el motor, cierra un ciclo en los procesos químicos que comenzaron hace miles de millones de años. El combustible petroquímico que impulsa a la mayoría de los vehículos comenzó a funcionar como dióxido de carbono atmosférico, tragado con entusiasmo por innumerables billones de organismos microscópicos como el plancton, las algas y las cianobacterias a través del proceso de fotosíntesis, y encerrado en sus biopolímeros: lípidos, proteínas y carbohidratos.

Estos microorganismos se multiplicaron fructíferamente en los océanos y lagos de la Tierra primitiva, cayendo como sedimento cuando finalmente murieron. La constante lluvia de la muerte acumuló gruesas capas de sedimentos, ricos en moléculas orgánicas. La mayor parte del carbono en estos sedimentos se descompuso por reacciones de óxido, pero en algunas áreas, vastas capas de lodos orgánicos ricos terminaron con sedimentos inorgánicos gracias a procesos geológicos. Alejados de los efectos corrosivos del oxígeno y experimentando un aumento de calor y presión gracias al peso del material encima de ellos, estos sedimentos parcialmente descompuestos se transformaron gradualmente en kerógeno, un depósito de material orgánico encerrado dentro de una roca sedimentaria.

Esquisto bituminoso, kerógeno. Crédito: Fafner, CC BY-SA 3.0, a través de Wikimedia Commons

Si bien los kerógenos son ricos en hidrocarburos grandes y complejos, y algunos incluso son lo suficientemente ricos como para usarse como combustible (el carbón es esencialmente un kerógeno cuya biomasa inicial era principalmente de plantas terrestres), la mayoría de los kerógenos no se transforman completamente en petróleo. Se dice que los kerógenos como los campos de petróleo de esquisto en América del Norte son "térmicamente inmaduros"; básicamente, no se han cocinado lo suficiente. Pero otros kerógenos, que tienen capas más profundas de sedimentos depositados sobre ellos, experimentan reacciones geoquímicas adicionales, descomponiendo sus hidrocarburos complejos en compuestos cada vez más simples con el tiempo, formando eventualmente vastas bolsas de petróleo líquido.

Los productos más maduros térmicamente, los que se han cocinado por más tiempo, son los hidrocarburos gaseosos de cadena corta desde el metano monocarbono hasta el butano de cuarzo. En el otro extremo del espectro de madurez térmica, los hidrocarburos de cadena larga, con quizás 40 carbonos o más en sus cadenas, forman los compuestos asfálticos espesos y pegajosos.

Los hidrocarburos, que son importantes en relación con los combustibles y lubricantes para motores, tienden a provenir de la mitad de la madurez térmica. Los combustibles diésel, queroseno y para aviones tienden a provenir de la gama C9 a C16, con cadenas de carbono más largas que constituyen el aceite pesado para búnker utilizado para impulsar los motores marinos. En el extremo más corto, la gama de hidrocarburos C5 a C8 constituye la mayor parte de la gasolina, que es una mezcla compleja de muchos hidrocarburos diferentes, incluidos alcanos de cadena lineal como hexano y octano, cicloalcanos y cualquier número de aditivos como éteres. y alcoholes, incluido el etanol.

Estimaciones brutas

Es importante señalar que cualquier campo petrolero contendrá una mezcla de hidrocarburos. Algunos serán más ricos en cadenas de hidrocarburos de una longitud que de otra, pero en general, cada depósito tendrá al menos algo de cada fracción, desde metano hasta betún. Lo que hay depende de las condiciones experimentadas por el kerógeno que formó el petróleo crudo y de cómo los microcarbonos de diversas fuentes se han mezclado bajo tierra a lo largo del tiempo.

Y eso conduce al problema vital de la extracción de petróleo. Si bien los combustibles como el diésel y la gasolina son productos químicos altamente creados, no son creado el aceite. Más bien, son refinado de eso. Eso puede parecer evidente, pero es un punto importante. Un barril típico de petróleo contiene alrededor del 40-50% de gasolina (o más precisamente, las fracciones de C5 a C8 que se mezclan con la gasolina), y un 84% de cada barril contiene combustibles cuando se tira diesel, queroseno. y aceite de búnker.

Ésta es la raíz del problema de la gasolina. En este momento, los vehículos eléctricos constituyen una pequeña fracción de toda la flota, tal vez el 3% en todo el mundo. Pero algún día, con una combinación de mejor ingeniería, presión política, tecnología de baterías mejorada y conciencia climática, la demanda despegará en serio. Algunas estimaciones establecen el porcentaje de VE en la carretera en 2040 en un 58%, al menos para los vehículos de pasajeros. Esa es una gran cantidad de vehículos que no se detendrán en la gasolinera local para llenarse cada dos días, lo que significa que la demanda de gasolina está destinada a disminuir.

Pero, como hemos visto, alrededor de medio barril de petróleo es gasolina. Si de repente no necesitamos tanta gasolina, la única forma de lidiar con la disminución de la demanda es no refinarla a partir del petróleo crudo. Eso causa un problema si todavía necesitamos algunas de las otras facciones que probablemente tengamos. Tomemos el diésel como ejemplo. Un informe de 2019 estima que los camiones medianos y pesados ​​solo serán alrededor del 4% de electricidad para 2025, y que la mayoría serán camiones con rutas de suministro locales y regionales, principalmente debido a las limitaciones en la vida útil de la batería. Sin embargo, es poco probable que los camiones de largo recorrido estén electrificados durante algún tiempo, lo que significa que el petróleo crudo todavía tendrá que destilarse para producir diesel para alimentarlos.

El mismo problema se aplica a los aviones: a menos que se mejore drásticamente la tecnología de las baterías, todavía necesitaremos obtener el queroseno en el petróleo crudo. Agregue el asfalto necesario para construir carreteras, el combustible búnker pesado necesario para mantener en funcionamiento los buques de carga, los lubricantes necesarios para impulsar casi cualquier cosa mecánica y los destilados de petróleo que vienen en fertilizantes, medicinas y plásticos, y tiene una situación en la que todo en un El barril de petróleo es útil y necesario, a excepción de la gasolina, que es la mayor parte de lo que hay allí.

Próximos pasos

Y aquí está el problema: aproximadamente la mitad de cada barril de petróleo crudo que extraemos del suelo consiste en algo destinado a ser inútil, al menos en un mundo gobernado por vehículos eléctricos. Y eso no sería tan malo si el otro 50% de cada barril no contuviera cosas tan tremendamente útiles; de lo contrario, podríamos simplemente dejar el aceite en el suelo y decir que el problema está resuelto. Esa puede ser la solución final después de que todo lo que actualmente está quemando combustible se transforme en alguna otra fuente de energía, pero mientras tanto tendremos que averiguar qué hacer con la gasolina de desecho o encontrar una manera de obtener los hidrocarburos. necesitamos otra forma.

Estén atentos a la segunda parte de esta serie, donde profundizaremos en combustibles sintéticos, aceites sintéticos, y en la medida de lo posible podremos sortear el problema de la gasolina.

  • Grapa dice:

    ¿Se puede utilizar gasolina en cualquier tipo de central térmica, pero con menos contaminación por la misma cantidad de energía que en los coches ICE?

  • Ø dice:

    Olvidé un problema diferente pero crucial.
    Las redes eléctricas se reducen considerablemente para los vehículos eléctricos y los híbridos aditivos.
    Para el peor de los casos, mire Texas durante la tormenta de nieve, donde todos estaban encendiendo sus calentadores eléctricos hasta las 11, ahora imagínense eso con los vehículos.
    Y olvídese de decirle a la gente que su coche solo puede cargarse durante un tiempo determinado y que también tiene que funcionar como batería para la red porque básicamente le está diciendo a la población en general que tiene que sufrir el gruñido de las empresas de servicios que no hacen su trabajo. .

Victoria Prieto
Victoria Prieto

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