Amoníaco verde: ¿la clave para descarbonizar el transporte marítimo?

No hay duda de la magnitud del problema. Y la necesidad urgente de atajarlo. El transporte marítimo representa casi el 3% de las emisiones anuales de_CO2 del mundo, según la OMI. En 2018, los delegados de la OMI acordaron reducir las emisiones en un 50% respecto a los niveles de 2008 para 2050. Pero con menos de tres décadas por delante, el objetivo parece más inalcanzable que nunca. El desarrollo de alternativas viables al gasóleo es un reto que requiere más tiempo que nunca. ¿Puede el amoníaco verde resolver la crisis del carbono en el transporte marítimo?

¿Qué es el amoníaco verde?

En el contexto de la ecologización del amoníaco, es importante recordar lo dependiente que es ya el mundo del producto convencional. La mitad de nuestra producción alimentaria mundial depende del amoníaco como componente clave de los fertilizantes minerales. La producción de este gas punzante e incoloro -una simple molécula compuesta por tres átomos de hidrógeno unidos a un único átomo de nitrógeno- representa aproximadamente el 5% del consumo mundial de gas. Esto se debe a que el amoníaco (NH3) se fabrica convencionalmente mediante el proceso de reformado de metano al vapor Haber-Bosch, que requiere un alto consumo de energía y que implica la reacción del hidrógeno y el nitrógeno con un catalizador a alta temperatura (unos 500º C) y alta presión (20-40 mPa). El gas natural impulsa este proceso. Por tanto, la ecuación del amoníaco verde implica la sustitución de este combustible fósil por energía renovable. El hidrógeno verde se produce dividiendo el agua en hidrógeno y oxígeno mediante electrólisis, mientras que el nitrógeno necesario para la síntesis del amoníaco se produce mediante la tecnología de separación del aire. A menudo denominada "Power-to-X", la fabricación de amoníaco verde no es un proceso tan complejo; sólo requiere grandes cantidades de energía verde.

El amoníaco verde como combustible

Aunque el amoníaco verde tiene una densidad energética nueve veces superior a la de las baterías de iones de litio y tres veces superior a la del hidrógeno comprimido, existen importantes obstáculos para su uso en el transporte marítimo, principalmente su coste, la falta de instalaciones de producción y su toxicidad. Una encuesta realizada en la Conferencia sobre la Energía del Amoníaco en noviembre de 2020 reveló que el 35% de los encuestados consideraba que el mayor obstáculo para el amoníaco verde como combustible marítimo era la falta de un impuesto sobre el carbono, mientras que el 32% pensaba que era el coste de la producción de hidrógeno verde. En este caso, el camino a seguir tiene que venir de la mano de la introducción de impuestos sobre las emisiones de carbono y de una legislación más punitiva. Hace años que se reclama un impuesto sobre el carbono, pero hasta ahora no se ha avanzado mucho porque falta el marco normativo. Incluso si el precio del amoníaco verde bajara, la actual falta de instalaciones de producción a gran escala es un enorme desafío para el transporte marítimo con amoníaco. Por último, pero no menos importante, el uso de amoníaco para propulsar un buque conlleva nuevos riesgos. El amoníaco es corrosivo para algunas aleaciones que contienen cobre y níquel, así como para algunos plásticos. Es difícil de encender, no mantiene bien la combustión y, cuando se quema a altas temperaturas, produce dióxido de nitrógeno, que es perjudicial para los sistemas respiratorios, así como pequeñas cantidades de óxido nitroso, un gas de efecto invernadero muy potente. En otras palabras, el camino hacia este combustible libre de carbono dista mucho de ser fácil.

Los riesgos son evidentes y se han producido varios accidentes marítimos con amoníaco implicado. Visite la sección de noticias marítimas de FleetMon.com para encontrar una lista de incidentes recientes.

Señales de progreso

Una forma de eliminar las emisiones nocivas es utilizar pilas de combustible para propulsar un barco. Numerosos proyectos han demostrado que las pilas de combustible de membrana de intercambio de protones pueden propulsar buques más pequeños (por ejemplo, transbordadores y submarinos), pero el amoníaco no es un combustible tan adecuado como el hidrógeno para estas pilas de combustible. Sin embargo, las pilas de combustible de óxido sólido pueden resultar más adecuadas. Se ha instalado un sistema de 2 megavatios con esta tecnología en el buque de suministro Viking Energy , en Noruega, y se probará a partir de 2024. Wärtsilä ha empezado a probar el amoníaco en un motor de combustión marino en Stord (Noruega). MAN Energy Solutions y Samsung Heavy Industries están colaborando para desarrollar el primer petrolero con amoníaco para 2024.

En el ámbito de la producción, las cosas también avanzan, aunque muy lentamente. En todo el mundo, sólo se producen actualmente pequeñas cantidades de amoníaco verde. Las plantas de prueba de Japón y el Reino Unido producen apenas 30-50 kg al día, aunque se han puesto en marcha iniciativas de mayor envergadura en Australia, Dinamarca, Chile, Nueva Zelanda y Arabia Saudí. En Queensland, un proyecto de viabilidad para una planta que podría producir 20.000 toneladas métricas al año utilizando 208 GWh de electricidad verde ha recibido el respaldo del Estado. Pero para poner esta cifra en perspectiva, el sector naviero mundial consumió el equivalente a 3,05 millones de GWh en 2015. Sustituir solo el 10% de ese total por amoníaco verde requeriría unos 550.000 GWh de energía renovable.

En julio de 2020 se anunció la construcción de una planta de amoníaco verde de 5.000 millones de dólares en el noroeste de Arabia Saudí para producir 1,2 millones de toneladas métricas al año. En otro pequeño avance en Jutlandia Occidental (Dinamarca), el gigante de la energía eólica Vestas respalda el desarrollo de una planta de amoníaco verde de 10 MW a escala comercial que podría estar en funcionamiento en 2022. 

Aunque el amoníaco convencional se almacena y manipula actualmente en 120 puertos de todo el mundo y estas instalaciones podrían cambiarse fácilmente a la variedad verde, aún queda mucho camino por recorrer antes de que el amoníaco verde sea viable para el transporte marítimo. Pero como combustible libre de carbono, se cree que tiene un futuro viable en el transporte marítimo. Un informe publicado en septiembre de 2019 por DNV predijo que el amoníaco podría representar el 25% del combustible marítimo en 2050, mientras que todos los buques de nueva construcción podrían funcionar con amoníaco a partir de 2044. Dos expertos del sector también son optimistas. Morten Bo Christiansen, vicepresidente y responsable de descarbonización de A.P. Möller - Maersk: "Junto con el metanol ... vemos el amoníaco verde como un importante combustible futuro ...". Peter Kirkeby, de MAN Energy Solutions: "En cuanto a la tecnología, vemos que el amoníaco tiene mucho trabajo por delante. Pero es factible".

Lea un artículo invitado sobre los escenarios de una red de oferta y demanda de amoníaco verde proporcionado por el profesor René Bañares-Alcántara de la Universidad de Oxford. FleetMon proporcionó ciertos datos AIS para apoyar este proyecto sobre la descarbonización de las rutas marítimas cruciales. Póngase en contacto con nosotros si necesita datos AIS con fines académicos.