Impacto ambiental de vehículos: combustión, hidrógeno o eléctrico

Por Javier Pérez Rodríguez (*)

En la Cátedra Fundación Repsol en Transición Energética de la Universidad Politécnica de Madrid estamos convencidos de que la comparación ha de extenderse a otros impactos ambientales evaluables a través de la metodología de análisis de ciclo de vida (ACV).

Pero ¿en qué categorías de impacto deberíamos fijarnos más allá de la huella de carbono?

Otras variables de impacto ambiental

Partiendo de las categorías de impacto ambiental establecidas en el método de evaluación de impactos ambientales Environmental Footprint, recomendado por la Comisión Europea a través de la Plataforma Europea de Análisis de Ciclo de Vida (EPLCA), hemos llevado a cabo una revisión bibliográfica para tratar de dar respuesta a esta pregunta.

Este estudio bibliográfico (no publicado en ninguna revista académica) parte de una muestra de 55 artículos científicos de reciente publicación (2015 en adelante). En ellos se llevaban a cabo varios análisis de ciclo de vida del transporte por carretera considerando distintas tecnologías y distintas fuentes energéticas.

De las 16 categorías de impacto ambiental definidas por este método de evaluación, además del impacto sobre el cambio climático, se ha visto que también son muy relevantes las siguientes:

• Toxicidad para los humanos.La Agencia Europea de Sustancias y Mezclas Químicas señala que la exposición a sustancias tóxicas puede causar efectos agudos y crónicos en la salud humana, incluyendo cáncer, anomalías reproductivas, malformaciones congénitas, entre otros.
• Material particulado y sus precursores (óxidos de azufre, óxidos de nitrógeno, …).La Organización Mundial de la Salud (OMS) afirma que la exposición a partículas finas en el aire (exterior) causa alrededor de 4,2 millones de muertes prematuras cada año.
• Formación de ozono troposférico (smog).Este compuesto se forma debido a la reacción en la atmósfera de sus precursores (principalmente óxidos de nitrógeno y compuestos orgánicos volátiles) en presencia de radiación solar. Provoca daños en los cultivos y los bosques, y también causa problemas respiratorios y cardiovasculares en los seres humanos y en la fauna.
• Huella hídrica.Actualmente, la demanda de agua dulce está aumentando de manera insostenible en el mundo. Si continúa a este ritmo, se espera que la escasez de agua afecte a dos tercios de la población mundial en los próximos 5-10 años.
• Uso de recursos, minerales y metálicos.La extracción global de materiales se ha triplicado en los últimos 50 años, y se espera que esta cifra siga aumentando. La tasa de agotamiento de los recursos minerales y metálicos es particularmente alta.

Consumo de agua

En el caso de los vehículos eléctricos, cómo se lleve a cabo la generación eléctrica determina el impacto ambiental asociado. Así, por ejemplo, la generación vía hidráulica o empleando la biomasa como fuente energética primaria tiene un mayor impacto sobre el uso del recurso hídrico que otras formas de generación.

Otras fuentes energéticas como los biocombustibles o el hidrógeno pueden presentar un mayor consumo de agua en todo el ciclo de vida, dependiendo de la materia prima empleada para su producción. En el primero de los casos, por ejemplo, cuando se use una materia prima vegetal no residual que necesite agua para su crecimiento. Y en el segundo, cuando el hidrógeno se obtenga a partir del agua dulce por un proceso electrolítico.

Formación de ozono troposférico

Las tecnologías basadas en procesos de combustión, ya sea empleando combustibles convencionales, combustibles sintéticos o biocombustibles, generan emisiones de óxidos de nitrógeno, uno de los principales precursores del ozono en esta capa de la atmósfera en la que habitamos.

No obstante, la penetración de las distintas tecnologías de reducción de emisiones (tecnologías EURO) en los vehículos ha provocado un gran descenso en los niveles de emisión de estos compuestos.

Por otro lado, cómo se genere la energía eléctrica también es determinante. La producción de esta fuente energética también puede llevarse a cabo mediante procesos de combustión con alta tasa de emisión de estos precursores (centrales térmicas de carbón, por ejemplo), lo que incrementaría el impacto asociado al ciclo de vida de los vehículos que consumen esta fuente energética. No así si la producción eléctrica es vía energías renovables o nuclear.

El desgaste de neumáticos y frenos también contamina

En relación con el uso de los recursos minerales y metálicos, el ciclo de vida del vehículo presenta la principal contribución a este impacto, debido a los procesos de fabricación y mantenimiento.

En este sentido, la fabricación de determinados elementos presentes en las nuevas tecnologías de vehículos disponibles en el mercado, como las baterías de los vehículos eléctricos, fabricadas a partir de metales, puede contribuir a un notable incremento de este impacto ambiental.

Esa misma actividad extractiva, al igual que el procesamiento de las baterías al final de la vida útil, tiene un efecto significativo en la emisión de otras sustancias contaminantes a la atmósfera, al agua y al suelo, incidiendo sobre las categorías de impacto ambiental de material particulado y toxicidad humana.

Los vehículos de combustión emiten partículas a través del tubo de escape. Y todos los vehículos, independientemente del tipo de tecnología y fuente energética, las emiten a la atmósfera por procesos de abrasión del pavimento y desgaste de neumáticos y frenos.

En España, en el año 2021, de acuerdo con el Inventario Nacional de Contaminantes Atmosféricos, un 67 % de las emisiones totales de material particulado procedente del transporte rodado se debieron a procesos de abrasión y desgaste, frente al 44 % que suponían en el año 2000. La fracción PM10 (material particulado con un diámetro aerodinámico equivalente inferior a 10 micrómetros) ha pasado del 32 al 56 % en ese mismo periodo y la fracción PM2,5 (la más perjudicial para la salud de las personas) del 20 al 41 %.

Acidificación y uso de recursos fósiles

Otros impactos ambientales relevantes al considerar el ciclo de vida de los vehículos de combustión interna son la acidificación (lluvia ácida) y el uso de recursos fósiles.

En el primero de los casos, el continuado descenso del contenido en azufre de los combustibles líquidos en el sector ha provocado que este impacto ambiental haya ido reduciendo su presencia en los estudios sobre el ciclo de vida del transporte rodado, al reducirse significativamente las emisiones de óxidos de azufre a la atmósfera.

No obstante, puede ser relevante en el caso de que la energía que alimente a los vehículos eléctricos se produzca íntegramente con fuentes energéticas tipo carbón, con alto contenido en azufre. O puede que cobren especial relevancia los procesos de transporte del vehículo desde su punto de fabricación a su punto de uso y este transporte se haga vía marítima, consumiéndose en estos barcos combustibles con altos contenidos en azufre.

En el caso del consumo del recurso fósil, su presencia en estudios comparativos actuales de ACV es limitada y escasa por lo evidente de los resultados a obtener en cualquier comparativa planteada.

No existen soluciones únicas

Queda claro que una comparación entre las distintas tecnologías y fuentes energéticas actuales, más allá del cambio climático, debe incorporar otras categorías de impacto ambiental.

Es muy difícil que puedan encontrarse soluciones únicas que consigan minimizar todos los impactos ambientales a la vez y sean aplicables en todos los ámbitos geográficos. Pero tenerlos en cuenta es indispensable para minimizarlos.

(*) Profesor del Departamento de Ingeniería Química Industrial y del Medio Ambiente. Miembro del Grupo de Tecnologías Ambientales y Recursos Industriales, Universidad Politécnica de Madrid (UPM)