Amoniaco verde
Amoniaco verde: la revolución sostenible en la industria química
Hidrógeno verde Descarbonización
El amoníaco verde, también conocido como amoníaco renovable, es una forma de amoníaco producido utilizando fuentes de energía renovable y que se plantea como una alternativa sostenible que permite reducir significativamente las emisiones, con multitud de aplicaciones en la industria y otros sectores.
¿Qué es el amoniaco verde y cómo se produce?
El amoníaco (NH3) es un compuesto químico a base de nitrógeno e hidrógeno ampliamente utilizado en la producción de fertilizantes y productos químicos industriales. Actualmente el amoníaco se produce a partir de gas natural y en su proceso de producción emite 2 toneladas de CO₂ por cada tonelada de amoníaco. Por este motivo al amoníaco convencional se le denomina amoníaco gris.
El mercado actual tiene un volumen de alrededor de 200 millones de toneladas a nivel global. Aproximadamente el 90 % de las mismas se producen y se consumen de manera cautiva en las industrias que necesitan amoniaco como materia prima en sus procesos de producción. El 10 % restante se comercializa a nivel internacional.
El amoníaco verde, por el contrario, no emite CO₂ en su proceso de producción por lo que se espera un crecimiento exponencial de su producción que reemplazará al amoníaco gris y que podrá ser utilizado para otros usos adicionales.
Para producir amoníaco verde es necesario obtener primero hidrógeno verde mediante un proceso de electrólisis del agua. Es decir, se descompone el agua en hidrógeno y oxígeno, empleando energía eléctrica generada a partir de fuentes renovables. Posteriormente, el hidrógeno se combina con nitrógeno atmosférico a través de un proceso conocido como síntesis de Haber-Bosch que permite la reacción del hidrógeno y el nitrógeno a alta presión y temperatura en presencia de un catalizador para formar amoníaco. El resultado final es la producción de amoníaco verde utilizando hidrógeno verde y nitrógeno atmosférico.
¿Cuáles son los principales usos del amoniaco verde?
Este tipo de compuesto químico es muy utilizado en la producción de fertilizantes agrícolas dado que el amoníaco es una fuente de nitrógeno esencial para el crecimiento de las plantas. También se emplea como materia prima en la producción de una variedad de productos químicos, como ácido nítrico, fibras sintéticas, explosivos, tintes y productos farmacéuticos.
Además de los usos tradicionales, la aparición del amoníaco verde dará lugar a nuevos usos de demanda con alto potencial de crecimiento.
Usos actuales
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Fertilizantes y materia prima para la industria química
La mayor parte de la producción mundial de amoníaco se destina a la fabricación de fertilizantes para la agricultura, así como a materia prima básica para la síntesis de plásticos, explosivos y otros productos químicos.
Usos emergentes
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Transporte y almacenamiento de hidrógeno
El amoníaco facilita el transporte y almacenamiento eficiente de hidrógeno. Una vez en su destino, se somete a un proceso adicional llamado “craqueo” que consiste en volver a dividir la molécula de NH3 para recuperar el hidrógeno contenido en la misma. La partícula recuperada se utiliza como combustible limpio, lo que permite reducir las emisiones de industrias altamente contaminantes como la producción de vidrio, cerámica, concreto y acero.
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Combustible alternativo para el transporte marítimo
Otro de los posibles nuevos usos del amoníaco verde es su aplicación directa como combustible para buques, pudiendo tener un papel relevante en la descarbonización a largo plazo del sector marítimo y de otros vehículos pesados.
Aplicaciones en investigación o demostración
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Generación de electricidad
El amoníaco verde tiene potencial para ser usado como combustible en calderas, turbinas o motores para generar calor y electricidad reduciendo las emisiones de gases de efecto invernadero. Para ello, se requiere de tecnologías que controlen dichas emisiones, como los óxidos de nitrógeno.
Amoniaco “verde”
Ciclo de producción y uso
- Energía renovable
- Electrolísis
- Síntesis del amoniaco (Haber-Bosch)
- Separación del aire
- Amoniaco verde
- Vector de hidrógeno verde
- Industria química
- Fertilizantes
- Combustible para buques
- Generación de electricidad y calor
VER INFOGRAFÍA: Amoníaco verde. Ciclo de producción y uso [PDF]
¿Cuáles son los principales beneficios del amoniaco verde?
Entre las principales ventajas que ofrece este compuesto químico están las siguientes:
- Reducción de emisiones: El amoníaco verde, al ser producido utilizando fuentes de energía renovable, no emite dióxido de carbono (CO₂) durante su producción y por ello su uso será clave para reducir las emisiones en los llamados sectores “difíciles de abatir” que actualmente utilizan amoníaco convencional producido a partir de gas natural que es intensivo en carbono. Así pues, al reemplazarlo por el amoníaco verde, se reduce la dependencia de los combustibles fósiles y se disminuyen las emisiones de gases de efecto invernadero, contribuyendo así a la mitigación del cambio climático.
- Aumento de la seguridad de suministro energético: El amoníaco verde permite reducir la dependencia de los combustibles fósiles en general y del gas ruso en particular en Europa. Al utilizar fuentes de energía renovable, el amoníaco verde se produce con recursos locales y reduce la exposición actual a la volatilidad de los precios de los combustibles fósiles (necesarios en la producción de amoníaco convencional).
- Vector energético o “carrier” de hidrógeno: mientras que el hidrógeno se licúa a una temperatura de -253°C, el amoníaco solo requiere enfriar hasta -33°C. La licuefacción es necesaria para poder transportar y almacenar estos compuestos. Los menores requisitos del amoniaco hacen que este proceso sea mucho más competitivo y energéticamente eficiente que el transporte de H2. De esta manera, una vez se desarrolle la infraestructura necesaria para la importación, almacenamiento y craqueo de amoniaco, será posible producir hidrógeno verde en lugares con condiciones óptimas (energía renovable competitiva) para exportarlo después a otras regiones consumidoras. Estas características hacen que el amoníaco verde sea una alternativa importante en aquellos sectores donde no ha llegado la electrificación como el transporte marítimo pesado o procesos industriales con temperaturas elevadas. En sectores como la aviación, el amoníaco verde cobra importancia en la producción de combustibles sintéticos como el hidrógeno verde.
- Contribución al despliegue de energía renovable: para satisfacer la futura demanda de amoníaco verde es necesario renovar la infraestructura de producción, almacenamiento y transporte del hidrógeno y otros derivados renovables. Sin estas adaptaciones, la expansión de las energías renovables no podrá ser masiva, por lo que sería más difícil alcanzar la meta de descarbonizar la industria.
