El amoniaco salvó a la humanidad una primera vez. Ahora, podría hacerlo de nuevo con el hidrógeno
En tiempos de crisis de energía y de crisis climática, el amoniaco podría volver a jugar un papel importante en el futuro. A corto y medio plazo, muchos parecen apostar por el amoniaco azul para solucionar sus problemas energéticos.
Fabricado con hidrógeno, también puede quemarse sin producir ninguna emisión de dióxido de carbono (CO₂) que ayude a calentar más si cabe el planeta y tiene la ventaja de ser más fácil de transportar que el hidrógeno.
El amoniaco podría de nuevo, un siglo después, volver a salvar a la humanidad, citando a Alexander H. Tullo, al cortar las emisiones de CO₂.
A principios del siglo XX, la presión demográfica del planeta era tal que resultaba casi imposible alimentar a toda la Tierra contando únicamente con los fertilizantes naturales (nitrato de Chile, guano, estiércol, etc). El químico alemán Fritz Haber dio con la solución en 1907 al sintetizar amoniaco a partir del nitrógeno del aire (el aire que respiramos se compone en un 80% de nitrógeno).
Sin el amoniaco sintetizado, no sería posible la agricultura actual.
Con la ayuda de Carl Bosch desarrolló un proceso para hacer reaccionar el hidrógeno y el nitrógeno atmosférico bajo presión para fabricar amoníaco, que los agricultores adoptaron en lugar de los fertilizantes naturales, los cuales se estaban agotando de todos modos.
Hoy, lo que se conoce como el proceso Haber-Bosch permite la producción de casi todo el amoníaco del mundo, así como de derivados como la urea (que se usa en los aditivos tipo Ad Blue, por ejemplo) y el nitrato de amonio.
Qué es el amoniaco
Actualmente, el amoniaco es visto por algunos estados e industriales como el carburante del futuro y una solución a los problemas de logística del hidrógeno.
Recordemos que la Unión Europea tiene previsto importar 10 millones de toneladas de hidrógeno verde al año de aquí a 2030, a los que se sumarán 10 millones de toneladas de producción comunitaria. Y el amoniaco azul puede ser la solución al quebradero de cabeza que supone transportar hidrógeno.
Primero hay que saber que el amoníaco es un derivado nitrogenado del hidrógeno. Su composición molecular carece de carbono (NH₃) por lo que su uso como combustible permite, al igual que el hidrógeno, evitar la emisión de CO₂, CO o partículas de hollín (un subproducto de la combustión incompleta de materiales orgánicos, es decir, que contienen carbono).
Sin embargo, su combustión sí genera óxidos de nitrógeno, como el NO2 y otros NOx, que reaccionan con otras sustancias químicas presentes en el aire para formar partículas y ozono.
Aun así, para algunos países e industrias, el amoniaco tiene la ventaja de una producción y manipulación más fácil y económica que el hidrógeno.
Además, el amoniaco, que contiene hidrógeno, se vuelve líquido a una presión de tan sólo 10 bares o a -33ºC, mientras que para licuar el hidrógeno es preciso temperaturas de casi -253ºC o una presión superior a 700 bares a 20ºC. Además, posee una densidad energética dos veces superior a la del hidrógeno y alcanza su temperatura de autoignición a 650ºC.
Así, el amoniaco es una fuente de energía bastante segura de almacenar y transportar, con una densidad energética que, aunque diste mucho de ser buena, es como mínimo interesante. Así, el amoníaco permite en teoría capturar, almacenar y enviar hidrógeno de forma segura y económica para utilizarlo posteriormente en pilas de combustible y turbinas sin emisiones.
El amoniaco es una solución al transporte del hidrógeno, necesario en los vehículos de pila de combustible.
Sin embargo, al igual que con el hidrógeno, que el amoniaco sea limpio o no depende de la energía usada para su formación. La producción actual de amoniaco tiene una huella de carbono global desfavorable, con las consiguientes emisiones de CO₂.
La generación de hidrógeno por reformado de energías fósiles, como el gas metano, provoca más del 50% de las emisiones de carbono en toda la cadena de producción de amoníaco.
Se calcula que por cada molécula de NH₃ (amoniaco) producida se emite una molécula de CO₂ en toda la cadena de producción. Y cuando se sabe que la energía consumida por la industria a nivel mundial por el proceso Haber-Bosch para formar amoniaco equivale al 1% de toda la energía mundial, no es poco el CO₂ que emite esa industria.
El amoniaco, un posible catalizador de la economía del hidrógeno
Conscientes de ello, los investigadores y la industria miran hacia el uso de energías renovables para la producción, ofreciendo una posible solución a corto y medio plazo. Por ejemplo, explotando la electrólisis del agua como proceso para la producción de hidrógeno mediante energía solar (paneles fotovoltaicos), permitiría reducir por sí solo las emisiones de CO₂ asociadas a la producción de hidrógeno en más de un 50% en el proceso Haber-Bosch.
Al igual que con el hidrógeno, se habla de amoníaco de colores. El amoniaco gris (o marrón) es el procedente del reformado de gas metano, un proceso que emite CO₂. Le siguen el amoniaco azul, que genera también CO₂ pero éste es capturado y almacenado bajo tierra, y el amoniaco verde, generado a través de hidrógeno vía electrólisis con fuentes de energías renovables o libres de CO₂.
Planta de Yara en Pilbara, Australia.
Ya hay proyectos en marcha para producir amoniaco verde. Por ejemplo, el fabricante noruego de fertilizantes Yara tiene previsto instalar electrolizadores para fabricar 3.500 toneladas al año de amoníaco verde en su planta de Pilbara (Australia). También hay programas piloto en marcha en Nueva Zelanda, Chile o Arabia Saudí. En el caso del país árabe se trata de un proyecto para producir 1,2 millones de toneladas de amoníaco verde al año en 2025 gracias a la energía solar.
El interés creciente por el amoniaco como fuente o vehículo de energía, se aprecia incluso en Europa. El pasado 10 de septiembre llegó a Alemania el primer buque cargado de amoniaco azul procedente de los Emiratos Árabes Unidos. Se trata del primero de muchos más buques que tienen que llegar.
¿Cambiamos dependencia del gas ruso por amoniaco del Golfo Pérsico?
El amoníaco azul podría ofrecer una alternativa al gas ruso sin socavar los compromisos de lucha contra el cambio climático. También podría anunciar una nueva era para los países árabes del Golfo, que compiten por dominar el incipiente pero creciente mercado de los “combustibles del futuro” a medida que el mundo se aleja de la quema ilimitada de petróleo y gas.
El problema es que el incluso el amoniaco azul podría no ser tan limpio como lo pintan. Por ejemplo, Arabia Saudita utiliza el CO₂ capturado en el proceso de formación del amoniaco para el explotación de pozos de petróleo (se inyecta para aumentar la presión y facilitar la extracción del oro negro). Siempre se ha usado, pero la imagen de amoniaco limpio se pierde con este proceso.
Por otra parte, con el amoniaco azul (o verde) se corre el riesgo de cambiar la dependencia de Rusia por la de los países del Golfo Pérsico, de los cuales Europa ya es muy dependiente. Arabia Saudí y sus vecinos han decidido adelantarse en el sector del hidrógeno y el amoníaco azul. Llegará un momento en que no puedan seguir exportando combustibles fósiles, y están empezando a diversificar sus productos.
Buque carguero con amoniaco azul en el terminal saudí (Foto: Aramco)
Arabia Saudita ya exporta amoniaco azul a diversos países de Asia, como Corea del Sur, vía la minera local Ma’aden, con capacidad para exportar 138.000 toneladas de amoniaco azul. El reino saudí tiene, además, un acuerdo con Alemania para la creación de un terminal de amoniaco verde en el puerto de Hamburgo.
En cuanto a la saudí Aramco, la mayor productora de petróleo del mundo, quiere desarrollar su negocio de amoníaco azul e hidrógeno, produciendo hasta 11 millones de toneladas de amoníaco azul al año para 2030.
Qatar, por su parte, ha anunciado la creación de una instalación que “podrá capturar y enterrar 1,5 millones de toneladas de dióxido de carbono (CO₂) al año, suministrar 35 megavatios de energía solar”, generar y comercializar amoníaco azul, según la agencia estatal Qatar News Agency. Sería la instalación más grande hasta la fecha para la generación de amoniaco azul.
El amoniaco azul tiene la ventaja para los países productores de gas y petróleo de no necesitar rediseñar por completo las infraestructuras actuales del petróleo, como sí sería preciso para el hidrógeno. Y para una solución de casi emergencia para Europa, sin gas ruso, es una oportunidad en oro para esos países.
Así, de momento y en teoría, el amoniaco azul parece una solución de transición, una solución a medio plazo. El verdadero reto es hacer que el coste de las renovables baje y el amoniaco verde sea viable económicamente.
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La noticia
El amoniaco salvó a la humanidad una primera vez. Ahora, podría hacerlo de nuevo con el hidrógeno
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Motorpasión
por
Daniel Murias
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