Amónia Verde - a chave para descarbonizar a expedição?

Não há dúvidas quanto à magnitude do problema. E a necessidade urgente de o resolver. O transporte marítimo é responsável por quase 3% das emissões anuais mundiais de_CO2, diz a OMI. Em 2018, os delegados da OMI concordaram em reduzir as emissões em 50% em relação aos níveis de 2008 até 2050. Mas com menos de três décadas pela frente, o objectivo parece mais inalcançável do que nunca. O desenvolvimento de alternativas viáveis ao gasóleo é um desafio mais crítico em termos de tempo do que nunca. Poderá o amoníaco verde resolver a crise do carbono na navegação?

O que é a Amónia Verde?

No contexto da ecologização do amoníaco, é importante lembrar o quanto o mundo já está dependente do produto convencional. Metade da nossa produção global de alimentos depende do amoníaco como componente chave do fertilizante mineral. A produção deste gás pungente e incolor - uma molécula simples composta por três átomos de hidrogénio ligados a um único átomo de azoto - é responsável por cerca de 5% do consumo mundial de gás. Isto porque o amoníaco (NH3) é produzido convencionalmente através do processo de reforma do metano a vapor Haber-Bosch, que envolve a reacção de hidrogénio e azoto com um catalisador a alta temperatura (cerca de 500° C.) e alta pressão (20-40 mPa). O gás natural alimenta este processo. Assim, a equação do amoníaco verde envolve a substituição deste combustível fóssil por energia renovável. O hidrogénio verde é produzido pela divisão da água em hidrogénio e oxigénio através de electrólise, enquanto o azoto necessário para a síntese do amoníaco é produzido pela tecnologia de separação do ar. Muitas vezes referido como "Power-to-X", o fabrico do amoníaco verde não é um processo tão complexo; apenas requer grandes quantidades de energia verde.

Amónia verde como combustível

Embora o amoníaco verde tenha nove vezes a densidade energética das baterias de iões de lítio e três vezes a de hidrogénio comprimido, existem obstáculos significativos à sua utilização na navegação marítima - principalmente as suas despesas, a falta de instalações de produção, e a sua toxicidade. Uma sondagem na Conferência sobre Energia de Amónia, em Novembro de 2020, revelou que 35% dos inquiridos consideraram que a maior barreira ao amoníaco verde como combustível naval era a falta de um imposto sobre o carbono, 32% consideraram que era o custo da produção de hidrogénio verde. Aqui, o caminho a seguir tem de vir da introdução de impostos sobre as emissões de carbono e de uma legislação mais punitiva. Há anos que se ouvem pedidos de um imposto sobre o carbono, mas, até à data, poucos progressos foram feitos, uma vez que o quadro regulamentar está em grande parte em falta. Mesmo que o preço do amoníaco verde caísse, a actual falta de instalações de produção em larga escala constitui um enorme desafio para a navegação movida a amoníaco. Por último, mas não menos importante, a utilização de amoníaco para alimentar um navio traz novos riscos. O amoníaco é corrosivo para algumas ligas que contêm cobre e níquel, bem como para alguns plásticos. É difícil de inflamar, não mantém a combustão bem, e quando queimado a altas temperaturas, produz dióxido de azoto, que é prejudicial para os sistemas respiratórios, assim como pequenas quantidades de óxido nitroso, um gás de estufa altamente potente. Por outras palavras, o caminho para este combustível sem carbono está longe de ser suave.

Os riscos são óbvios e tem havido vários acidentes marítimos com amoníaco envolvido. Visite a secção de Notícias Marítimas de FleetMon.com para encontrar uma lista de incidentes recentes.

Sinais de progresso

Um meio de eliminar emissões nocivas é a utilização de células de combustível para alimentar um navio. Vários projectos demonstraram que as células de combustível de membrana de troca de protões podem propulsar navios mais pequenos (por exemplo, ferries e submarinos), mas o amoníaco não é um combustível tão adequado como o hidrogénio para estas células de combustível. No entanto, as células de combustível de óxido sólido podem revelar-se um combustível mais adequado. Um sistema de 2-megawatt que utiliza esta tecnologia foi instalado no navio de abastecimento Viking Energy na Noruega e será testado a partir de 2024. A Wärtsilä começou a testar o amoníaco num motor de combustão marítima em Stord, Noruega. A MAN Energy Solutions e a Samsung Heavy Industries estão a colaborar para desenvolver o primeiro petroleiro alimentado a amoníaco até 2024.

Na frente da produção, as coisas também estão a avançar, embora muito lentamente. A nível mundial, apenas pequenas quantidades de amoníaco verde são actualmente produzidas. As plantas de ensaio no Japão e no Reino Unido produzem apenas 30-50 kg por dia, embora tenham sido lançadas iniciativas maiores na Austrália, Dinamarca, Chile, Nova Zelândia, e Arábia Saudita. Em Queensland, um projecto de viabilidade para uma central que poderia produzir 20.000 toneladas métricas por ano utilizando 208 GWh de electricidade verde recebeu apoio estatal. Mas para colocar esse valor em perspectiva, a indústria naval mundial consumiu o equivalente a 3,05 milhões de GWh em 2015. A substituição de apenas 10% desse total por amoníaco verde exigiria cerca de 550.000 GWh de energia renovável.

Em Julho de 2020, foi anunciado que seria construída uma fábrica de amoníaco verde no noroeste da Arábia Saudita no valor de 5 mil milhões de dólares para produzir 1,2 milhões de toneladas métricas por ano. Em mais um pequeno passo em frente na Jutlândia Ocidental, Dinamarca, o gigante da energia eólica Vestas está a apoiar o desenvolvimento de uma fábrica de amoníaco verde à escala comercial de 10 MW que poderá estar a funcionar até 2022. 

Embora o amoníaco convencional seja actualmente armazenado e manuseado em 120 portos em todo o mundo e estas instalações possam facilmente ser mudadas para a variedade verde, ainda há um longo caminho a percorrer até que o amoníaco verde se torne viável para a navegação marítima. Mas como combustível sem carbono, acredita-se que tenha um futuro viável na navegação marítima. Um relatório publicado em Setembro de 2019 pela DNV previu que o amoníaco poderia representar 25% do combustível marítimo até 2050, enquanto todos os navios recém-construídos podem muito bem estar a funcionar com amoníaco a partir de 2044. Dois peritos da indústria também estão optimistas. Morten Bo Christiansen, Vice-Presidente e Chefe da descarbonização da A.P. Möller - Maersk: "Ao lado do metanol ... vemos o amoníaco verde como um importante combustível futuro ...". Peter Kirkeby da MAN Energy Solutions: "Do lado da tecnologia, vemos algum trabalho pela frente para o amoníaco. Mas é exequível".

Leia um artigo convidado sobre cenários para uma rede de oferta e procura de Amónia Verde fornecido pelo Professor René Bañares-Alcántara da Universidade de Oxford. FleetMon forneceu certos dados AIS para apoiar este projecto sobre descarbonização de rotas de navegação cruciais. Contacte-nos se necessitar de dados AIS para fins académicos.