¿De combustión, de hidrógeno o eléctrico? El impacto ambiental de los vehículos más allá de la huella de carbono

La norma ISO 14067 define la huella de carbono de un producto, proceso o servicio como “la suma de las emisiones y remociones de gases de efecto invernadero (GEI) en un sistema producto, expresadas en términos de CO₂ equivalente y basadas en una evaluación del ciclo de vida, utilizando la categoría de impacto única de cambio climático”. Al aplicarse sobre el transporte rodado y al extenderlo a todo el ciclo de vida, es importante considerar las emisiones generadas tanto en el ciclo de vida de la fuente energética (producción y consumo de la misma) como en el ciclo de vida de vehículo (fabricación, mantenimiento y gestión al final de la vida útil del propio vehículo y de cada uno de sus componentes).

No obstante, al establecer una comparación entre distintas tecnologías y fuentes energéticas empleadas en el transporte por carretera desde el punto de vista de la sostenibilidad ambiental, cabe preguntarse si es suficiente plantearla únicamente en términos de impacto sobre el cambio climático, es decir, de huella de carbono. Desde la Cátedra Fundación Repsol en Transición Energética en la Universidad Politécnica de Madrid estamos convencidos de que no; a pesar de su gran relevancia, un análisis basado únicamente en este indicador ambiental no es suficiente. Esta comparación ha de extenderse a otros impactos ambientales evaluables a través de la metodología de análisis de ciclo de vida (ACV). Convencidos de ello y puestos a priorizar, ¿en qué categorías de impacto merece la pena centrar un análisis comparativo entre tecnologías/fuentes energéticas para completar esta visión dada por la huella de carbono?

Partiendo de las categorías de impacto ambiental establecidas en el método de evaluación de impactos ambientales Environmental Footprint recomendado por la Comisión Europea (EC, 2021) a través de la Plataforma Europea de Análisis de Ciclo de Vida (EPLCA), se ha llevado a cabo una revisión bibliográfica para tratar de dar respuesta a esta pregunta. Este estudio bibliográfico parte de una muestra de 55 artículos científicos de reciente publicación (2015 en adelante). En estas publicaciones se acometieron estudios de ACV del transporte por carretera considerando distintas tecnologías y distintas fuentes energéticas.

Tras el análisis bibliográfico realizado, de las 16 categorías de impacto ambiental definidas por este método de evaluación de impactos del ciclo de vida, además del impacto sobre el cambio climático, se ha visto que también son muy relevantes las recogidas en la tabla 1.

Tabla 1- Otras categorías de impacto ambiental a considerar en la comparación del ciclo de vida del transporte rodado, más allá del impacto sobre el cambio climático. Fuente: elaboración propia a partir de EC (2021)

Categoría de impacto		Descripción
	Toxicidad humana, efectos no carcinogénicos	Impacto en la salud humana causado por la absorción de sustancias tóxicas a través del aire, del agua o del suelo. La Agencia Europea de Sustancias y Mezclas Químicas (ECHA) 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 (ECHA, 2021).
	Toxicidad humana, efectos carcinogénicos
	Material particulado (efectos respiratorios)	Impacto en la salud humana causado por la emisión de 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 (OMS, 2022). Además, la Agencia Europea de Medio Ambiente concluye que el material particulado causó 238.000 muertes prematuras en Europa en 2020 (EEA, 2022).
	Formación de ozono troposférico (smog), salud humana	Formación de ozono troposférico nocivo a partir de las emisiones al aire de sus precursores. El ozono troposférico se forma gracias a la presencia en la atmósfera de sus precursores (principalmente óxidos de nitrógeno y compuestos orgánicos volátiles), en presencia de radiación solar. El smog fotoquímico causado provoca daños en los cultivos y los bosques, y también causa problemas respiratorios y cardiovasculares en los seres humanos y en la fauna.
	Uso del agua (consumo del recurso hídrico)	Agotamiento del agua disponible dependiendo de la escasez de agua local y de las necesidades de agua para las actividades humanas y el ecosistema en su conjunto. El agua es un recurso vital y escaso en muchos lugares del planeta. La huella hídrica computa el uso de agua dulce en la producción y consumo de bienes y servicios. Actualmente, la demanda de agua dulce está aumentando de manera insostenible en el mundo, y si este crecimiento 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 (WFN, 2021).
	Uso de recursos, minerales y metálicos	Agotamiento de los recursos no renovables y privación de estos para las generaciones futuras. La extracción global de materiales se ha triplicado en los últimos 50 años, y se espera que esta cifra siga aumentando (IRP, 2019). La tasa de agotamiento de los recursos minerales y metálicos es particularmente alta, lo que representa una preocupación significativa para la sostenibilidad a largo plazo de la economía global, no sólo desde un punto de vista ambiental, también desde una perspectiva económica y social.

Consumo del recurso hídrico

En el caso de los vehículos eléctricos, el cómo se lleve a cabo la generación eléctrica es completamente determinante del 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. En relación con este mismo impacto ambiental, 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 de 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 parte de estos vehículos. Por otro lado, y en lo que a este impacto se refiere, el cómo se genere la energía eléctrica también es determinante, dado que 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.

Uso de recursos minerales y metálicos, material particulado y toxicidad humana

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 del vehículo. En este sentido, la fabricación de determinados elementos presentes en las nuevas tecnologías de vehículos disponibles en el mercado, como por ejemplo las baterías de los vehículos eléctricos, fabricadas a partir de metales que son necesarios extraer del planeta, 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.

En el caso del material particulado, 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. Debido al avance en las tecnologías de reducción de las emisiones procedentes de la combustión, implementadas en los vehículos en los últimos años, la contribución de las emisiones procedentes de abrasión y desgaste es cada vez mayor, al reducirse las procedentes de la combustión emitidas a través del tubo de escape. En España en el año 2021, y de acuerdo con MITECORD (2023), un 67% de las emisiones totales de material particulado procedente del transporte rodado se deben 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 PM_2,5 (material particulado con un diámetro aerodinámico equivalente inferior a 2,5 micrómetros, las más perjudiciales para la salud de las personas) del 20 al 41%.

Otros impactos también relevantes: acidificación y uso de recursos fósiles

Otros impactos ambientales que históricamente han sido relevantes al considerar el ciclo de vida de los vehículos de combustión interna que emplean combustibles fósiles 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 empleados por el sector ha provocado que este impacto ambiental haya ido reduciendo su presencia en los estudios de ACV del transporte rodado, al haberse reducido significativamente las emisiones de óxidos de azufre a la atmosfera (uno de los principales causantes del este impacto ambiental). 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 cobren especial relevancia los procesos de transporte del vehículo una vez fabricado, 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, es un impacto asociado al uso de combustibles fósiles en el transporte rodado y su presencia en estudios comparativos actuales de ACV es limitada y escasa, por lo evidente de los resultados a obtener en cualquier comparativa planteada.

¿Existen soluciones únicas para minimizar todos los impactos ambientales?

Queda claro que una comparación entre las distintas tecnologías/fuentes energéticas empleadas en la actualidad, y que se seguirán utilizando en los próximos años, desde un punto de vista de la sostenibilidad ambiental, además de evaluar el cambio climático, debe incorporar otras categorías de impacto ambiental. Dependiendo de los condicionantes locales y temporales, al considerar el ciclo de vida completo del transporte, se puede incrementar la magnitud del impacto ambiental provocado por alguno de los procesos que lo conforman y, por tanto, condicionando la comparación entre tecnologías/fuentes energéticas. Soluciones únicas que consigan minimizar todos los impactos ambientales a la vez, y aplicables en todos los ámbitos geográficos, se antojan imposibles.

Y todo esto, únicamente evaluando la sostenibilidad desde un punto de vista ambiental, ¿qué ocurre si además introducimos la componente social y económica?

Referencias bibliográficas:

• Agencia Europea de Medio Ambiente (EEA), 2022. Air quality in Europe – 2022 report. Disponible en: https://www.eea.europa.eu/publications/air-quality-in-europe-2022
• European Chemicals Agency, (ECHA), 2021. Chemicals in our life. Disponible en: https://chemicalsinourlife.echa.europa.eu/health
• European Commission (EC), 2021. Understanding Product Environmental Footprint and Organisation Environmental Footprint methods. Disponible en: https://environment.ec.europa.eu/publications/recommendation-use-environmental-footprint-methods_en
• International Resource Panel (IRP), 2019. Global Resources Outlook 2019: Natural Resources for the Future We Want. Oberle, B., Bringezu, S., Hatfeld-Dodds, S., Hellweg, S., Schandl, H., Clement, J., and Cabernard, L., Che, N., Chen, D., Droz-Georget, H., Ekins, P., FischerKowalski, M., Flörke, M., Frank, S., Froemelt , A., Geschke, A., Haupt , M., Havlik, P., Hüfner, R., Lenzen, M., Lieber, M., Liu, B., Lu, Y., Lutter, S., Mehr , J., Miatto, A., Newth, D., Oberschelp , C., Obersteiner,  M.,  Pfster,  S.,  Piccoli,  E.,  Schaldach,  R.,  Schüngel,  J., Sonderegger, T., Sudheshwar, A., Tanikawa, H., van der Voet, E., Walker, C., West, J., Wang, Z., Zhu, B. A Report of the International Resource Panel. United Nations Environment Programme. Nairobi, Kenya. Disponible en: https://wedocs.unep.org/handle/20.500.11822/27518
• Ministerio para la Transición Ecológica y el Reto demográfico (MITECORD), 2023. Inventario Nacional de Contaminantes Atmosféricos, correspondiente a la serie 1990-2021, edición 2023. Disponible en: https://www.miteco.gob.es/es/calidad-y-evaluacion-ambiental/temas/sistema-espanol-de-inventario-sei-/inventario-contaminantes-atmosfericos/
• Organización Mundial de la Salud (OMS), 2021. Contaminación del aire. Disponible en: https://www.who.int/es/news-room/fact-sheets/detail/ambient-(outdoor)-air-quality-and-health#:~:text=Seg%C3%BAn%20estimaciones%20de%202019%2C%20la,y%20respiratorias%2C%20as%C3%AD%20como%20c%C3%A1nceres
• Water Footprint Network. (WFN), 2021. National water footprint. Disponible en https://www.waterfootprint.org/time-for-action/what-can-governments-do/

Nota sobre la publicación

Contenido original del artículo publicado en la plataforma The Conversation y escrito también por Javier Pérez Rodríguez.

https://theconversation.com/de-combustion-de-hidrogeno-o-electrico-el-impacto-ambiental-de-los-vehiculos-mas-alla-de-la-huella-de-carbono-209453

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