La industria del automóvil parece dirigirse hacia un futuro completamente dominado por la electricidad. No obstante, algunos fabricantes, en particular los japoneses, prefieren no depender exclusivamente de una sola tecnología y están explorando otras alternativas que permiten aprovechar los motores de combustión existentes, al tiempo que conservan los beneficios de cero emisiones vinculados a la electricidad.
Existen varias estrategias para optimizar el funcionamiento de los motores de amoníaco. Una de ellas consiste en descomponer el amoníaco en hidrógeno y nitrógeno, y luego usar el hidrógeno en una pila de combustible para generar electricidad. Otra es combinar el amoníaco con combustibles tradicionales como diésel, gasolina o hidrógeno, lo que facilita el encendido y la continuidad de la combustión. Un último planteamiento, más complejo, utiliza amoníaco como único combustible, empleando tecnologías avanzadas como el encendido por chispa, por compresión o por compresión de carga homogénea. Pero el verdadero papel del amoníaco no está bajo el capó de un coche.
Los colores del amoniaco en la transición energética
El amoníaco (NH3) es un componente crucial de los fertilizantes nitrogenados esencial para la alimentación global. Además, ofrece una solución para descarbonizar sectores difíciles, actuando como portador de energía para el hidrógeno y combustible limpio para el transporte marítimo.
En 2021, se produjeron alrededor de 180 millones de toneladas de amoníaco a nivel mundial, el 70% destinado a la fabricación de fertilizantes nitrogenados y el resto utilizado en productos farmacéuticos, fabricación textil y minería. Próximamente, el amoníaco tendrá un papel aún más significativo en los sistemas alimentarios y energéticos globales.
El amoníaco se produce actualmente a partir de combustibles fósiles, contribuyendo con más del 1% de las emisiones globales de gases de efecto invernadero. Este proceso utiliza principalmente gas natural y carbón para combinar nitrógeno e hidrógeno mediante el proceso Haber-Bosch. El amoníaco resultante se clasifica por colores según su intensidad de sus emisiones de carbono: negro, marrón, gris, azul y verde.
La mayor parte del amoníaco se produce en regiones con costes bajos y uso intensivo de carbón y gas natural, como el Golfo de Estados Unidos, China y Rusia. La producción de amoníaco a partir de gas natural emite 2,3 toneladas de CO2 por tonelada de amoníaco, mientras que la de carbón puede llegar a 3,9 toneladas. El amoníaco azul, producido con tecnología de captura de carbono, puede reducir las emisiones, pero no las elimina completamente. Se trata de una tecnología madura comercialmente, pero cuya eficiencia suele ser inferior a la anunciada. El carbono capturado, si no se almacena, se puede utilizar en otros procesos de fabricación.
El amoniaco verde a partir de hidrógeno verde
Alcanzar la neutralidad de carbono con la producción de amoníaco no solo es posible, sino que es bastante sencillo desde una perspectiva tecnológica. Requiere cambiar la producción de hidrógeno a un proceso sin emisiones de carbono y operar la unidad de síntesis de amoníaco con electricidad limpia, eólica o solar, dando lugar al amoníaco verde.
Producido con hidrógeno verde derivado de la electrólisis del agua utilizando electricidad renovable ofrece una opción prácticamente libre de carbono. Aunque la tecnología de los electrolizadores está bastante madura, la producción de amoníaco verde aún no está ni mucho menos generalizada, pero es competitiva económicamente en aquellas regiones con abundantes recursos renovables.
El hidrógeno posee un gran potencial como combustible, como materia prima y como solución de almacenamiento de energía económica en el futuro. Sus derivados químicos, como el amoníaco, están destinados a desempeñar un papel crucial.
Los avances recientes en la tecnología del amoníaco están facilitando su ‘craqueo’ para convertirlo en hidrógeno y utilizarlo como un medio económico para el transporte y recepción y volver a ‘craquearlo’ para convertirse en una forma rentable de transportar este gas a largas distancias.
El futuro del amoniaco
Se espera que el amoníaco sea uno de los combustibles bajo en carbono más escalable y rentable para la industria marítima, que ha fijado un objetivo de cero emisiones netas para 2050. Sin embargo, el uso del amoníaco en buques aún se enfrenta a desafíos técnicos y requiere normas de seguridad adecuadas.
El amoníaco verde, producido con hidrógeno verde y energía renovable, es crucial para eliminar importantes fuentes de contaminación de carbono y para impulsar nuevas tecnologías de combustibles.
En este escenario, se convierte en imprescindible implementar soluciones para acelerar su adopción a gran escala, introduciendo herramientas financieras para reducir los costes de inversión en plantas de amoníaco verde, la agilización de permisos para acceder a energía renovable, la creación de iniciativas para agregar demanda y el apoyo político para mejorar la competitividad en costes.
