El hidrógeno verde se ha convertido en una pieza clave para hacer posible la descarbonización de la economía y, por tanto, para la transición energética.
Su capacidad para almacenar el excedente de energía eléctrica procedente de otras renovables, como la solar o la eólica, lo convierten en un vector energético de gran interés para los objetivos cero neto. Además, su poder calorífico es elevado y transporta tres veces más energía por unidad de peso que la gasolina.
No obstante, este potencial del hidrógeno renovable no está exento de limitaciones.
El hidrógeno es un gas difícil de transportar en grandes cantidades, de forma económica y segura, y los volúmenes de almacenamiento requieren de su compresión a 700 veces la presión atmosférica o enfriarlo a – 253 ˚C.
Esto implica que los tanques de transporte deben ser especiales para evitar el debilitamiento que se produce en muchos metales y el riesgo de fugas.
Se trata de una limitación que afecta en especial al transporte marítimo del hidrógeno, una de las opciones destacadas para el transporte de hidrógeno verde a largas distancias.
Una solución a este problema pasa por la conversión del hidrógeno verde a amoniaco, situándose como un nuevo vector energético de interés.
Ventajas de la conversión de hidrógeno verde en amoniaco verde
El amoniaco producido a partir de la conversión de hidrógeno verde es considerado limpio y tiene, como ventaja, el necesitar de condiciones menos extremas para su transporte y almacenamiento (11,72 bar de presión o – 33 ˚C), lo que reduce el coste respecto al hidrógeno verde comprimido o licuado.
En el transporte marítimo del hidrógeno verde, su conversión a amoniaco permite el acceso a las terminales de carga o recepción ya existentes para el amoniaco, ahorrando costes de infraestructura.
Este es un compuesto para el que ya existe un comercio internacional bien desarrollado, con lo que se cuenta con la experiencia e infraestructura para su manejo, reduciendo costes y aportando seguridad.
Además, el amoniaco cuenta con una densidad energética mayor que el hidrógeno, resulta muy poco inflamable y las fugas son más fáciles de detectar.
Como desventajas de este compuesto podemos señalar la posible generación de óxidos de nitrógeno, aunque existen tecnologías para reducir esta posibilidad, y la necesidad de construir terminales de reconversión a hidrógeno, que aún así, resultan más rápidas de construir que los gasoductos internacionales para hidrógeno renovable.
Además del papel del amoniaco verde en el transporte del hidrógeno renovable, este va a jugar un papel clave en la sustitución del amoniaco gris en el resto de sus usos.
El amoniaco es el segundo compuesto químico que más se produce en el mundo para su aplicación en diversos sectores y, hasta ahora, su obtención ha sido de forma contaminante.
De este modo, la conversión del hidrógeno renovable en amoniaco verde va a contribuir de forma importante en la descarbonización de aquellos sectores que emplean este compuesto.
Los otros usos del amoniaco verde
De la producción mundial de amoniaco (183 MT/año en 2020, IRENA 2020), alrededor del 85% se destina a la fabricación de fertilizantes, como amoniaco anhidro (sin agua).
Además de para producir fertilizantes, las aplicaciones del amoniaco llegan a las industrias de explosivos, farmacéuticas, plásticas y textiles.
También se emplea como refrigerante en la industria alimentaria o en los circuitos industriales de aire acondicionado, y en la tecnología AdBlue para el control de las emisiones de NOx en los vehículos diésel.
Uno de los usos potenciales del amoniaco es como combustible para el transporte marítimo de mercancías en trayectos de media y larga distancia.
Así, existen varios proyectos en esta línea, como el que están desarrollando Nutriem y la naviera Exmar para un barco que funcionará con amoniaco y que estará listo en 2025, o el de MAN o Wärstila, que están desarrollando motores marinos para amoniaco.
Otra opción que se está planteando es su uso como combustible alternativo para la aviación. En este sentido, ya existe un primer prototipo desarrollado por la compañía australiana AviationH2, que empezará a volar en 2023.
La utilización de amoniaco verde como combustible también se plantea como una opción para reducir las emisiones del sector eléctrico, en especial en lugares con restricciones para la producción e importación de energías renovables, o su uso en pilas de combustibles compatibles con amoniaco para lugares remotos sin acceso a la red eléctrica.
Además, el amoniaco se presenta también como un candidato para el almacenamiento energético en forma química. Este se puede almacenar en los depósitos GLP adaptados y presenta una mayor densidad volumétrica que el hidrógeno.
El papel que pueda jugar el amoniaco verde como vector energético, junto al hidrógeno renovable y el resto de gases renovables, nos muestra cómo la descarbonización de la industria pasa por tener una visión más amplia.
Para conseguirlo, no solo se trata de aportar energía renovable, sino que también hay que convertir en verde muchos compuestos y elementos químicos que se usan como materias primas y que, hoy por hoy, se generan a partir de los combustibles fósiles, como el petróleo o el gas.
En este sentido, la conversión del hidrógeno renovable a amoniaco verde es un paso clave, al ser este un compuesto ampliamente utilizado en la industria química y en fertilizantes.
