En la obsesión centenaria por el pico de carbono y la neutralidad de carbono, países de todo el mundo buscan activamente la próxima generación de tecnología energética y energías renovables.amoníacoEl amoníaco se ha convertido recientemente en el centro de atención mundial. En comparación con el hidrógeno, el amoníaco está pasando del sector de los fertilizantes agrícolas, el más tradicional, al sector energético, debido a sus evidentes ventajas en almacenamiento y transporte.

Faria, experta de la Universidad de Twente en los Países Bajos, afirmó que, con el aumento de los precios del carbono, el amoníaco verde podría convertirse en el rey de los combustibles líquidos en el futuro.

Entonces, ¿qué es exactamente el amoníaco verde? ¿Cuál es su estado de desarrollo? ¿Cuáles son sus aplicaciones? ¿Es económico?

Amoníaco verde y su estado de desarrollo

El hidrógeno es la principal materia prima paraamoníacoproducción. Por lo tanto, según las diferentes emisiones de carbono en el proceso de producción de hidrógeno, el amoníaco también se puede clasificar en las siguientes cuatro categorías por color:

Grisamoníaco: Elaborado a partir de energía fósil tradicional (gas natural y carbón).

Amoniaco azul: El hidrógeno crudo se extrae de combustibles fósiles, pero en el proceso de refinación se utiliza tecnología de captura y almacenamiento de carbono.

Amoníaco azul-verdoso: El proceso de pirólisis del metano descompone este en hidrógeno y carbono. El hidrógeno recuperado se utiliza como materia prima para producir amoníaco mediante electricidad verde.

Amoníaco verde: La electricidad verde generada por energías renovables como la eólica y la solar se utiliza para electrolizar el agua y producir hidrógeno, y luego se sintetiza amoníaco a partir del nitrógeno y el hidrógeno presentes en el aire.

Debido a que el amoníaco verde produce nitrógeno y agua tras la combustión, y no produce dióxido de carbono, se considera un combustible "cero emisiones de carbono" y una de las fuentes de energía limpia importantes del futuro.

El verde globalamoníacoEl mercado aún está en sus inicios. A nivel mundial, el mercado del amoníaco verde alcanzó un valor aproximado de 36 millones de dólares en 2021 y se prevé que llegue a los 5480 millones de dólares en 2030, con una tasa de crecimiento anual compuesta promedio del 74,8%, lo que demuestra su considerable potencial. Yundao Capital pronostica que la producción mundial anual de amoníaco verde superará los 20 millones de toneladas en 2030 y los 560 millones de toneladas en 2050, lo que representará más del 80% de la producción mundial de amoníaco.

A septiembre de 2023, se habían puesto en marcha más de 60 proyectos de amoníaco verde en todo el mundo, con una capacidad de producción total prevista de más de 35 millones de toneladas al año. Los proyectos de amoníaco verde en el extranjero se distribuyen principalmente en Australia, Sudamérica, Europa y Oriente Medio.

Desde 2024, la industria nacional de amoníaco verde en China ha experimentado un rápido desarrollo. Según estadísticas incompletas, desde ese año se han impulsado más de 20 proyectos de amoníaco de hidrógeno verde. Empresas como Envision Technology Group, China Energy Construction, State Power Investment Corporation y State Energy Group han invertido cerca de 200 mil millones de yuanes en la promoción de estos proyectos, lo que liberará una gran capacidad de producción de amoníaco verde en el futuro.

Escenarios de aplicación del amoníaco verde

Como fuente de energía limpia, el amoníaco verde tiene diversas aplicaciones futuras. Además de sus usos tradicionales en la agricultura y la industria, también se utiliza principalmente en la generación de energía mediante mezcla, como combustible para el transporte marítimo, para la fijación de carbono, el almacenamiento de hidrógeno y otros campos.

1. Industria naviera

Las emisiones de dióxido de carbono del transporte marítimo representan entre el 3 % y el 4 % de las emisiones globales. En 2018, la Organización Marítima Internacional adoptó una estrategia preliminar para la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero, proponiendo que para 2030 las emisiones globales de carbono del transporte marítimo se reduzcan al menos un 40 % con respecto a 2008, y que se procure reducirlas un 70 % para 2050. Para lograr la reducción de carbono y la descarbonización en la industria naviera, la sustitución de la energía fósil por combustibles limpios es la solución técnica más prometedora.

En el sector del transporte marítimo se cree generalmente que el amoníaco verde es uno de los principales combustibles para la descarbonización de este sector en el futuro.

Lloyd's Register of Shipping predijo en su momento que, entre 2030 y 2050, la proporción de amoníaco como combustible para el transporte marítimo aumentaría del 7% al 20%, sustituyendo al gas natural licuado y otros combustibles para convertirse en el combustible más importante para el transporte marítimo.

2. Industria de generación de energía

AmoníacoLa combustión no produce CO2, y la combustión con amoníaco puede utilizar las instalaciones existentes de las centrales termoeléctricas de carbón sin necesidad de realizar modificaciones importantes en la caldera. Es una medida eficaz para reducir las emisiones de dióxido de carbono en las centrales termoeléctricas de carbón.

El 15 de julio, la Comisión Nacional de Desarrollo y Reforma y la Administración Nacional de Energía publicaron el “Plan de Acción para la Transformación y Construcción de Centrales Eléctricas de Carbón con Bajas Emisiones de Carbono (2024-2027)”, que propone que, tras su transformación y construcción, las centrales de carbón tengan la capacidad de incorporar más del 10 % de amoníaco verde a la combustión del carbón. Esto reduce significativamente el consumo y las emisiones de carbono. Se observa que la mezcla de amoníaco, ya sea puro o mezclado con otros combustibles, en las centrales térmicas constituye una importante estrategia técnica para la reducción de las emisiones de carbono en el sector de la generación de energía.

Japón es uno de los principales promotores de la generación de energía mediante combustión con amoníaco mezclado. En 2021, Japón formuló la "Hoja de ruta del combustible de amoníaco de Japón 2021-2050" y completará la demostración y verificación del combustible con un 20 % de amoníaco mezclado en centrales térmicas para 2025; a medida que la tecnología de mezcla de amoníaco madure, esta proporción aumentará a más del 50 %; y hacia 2040 se construirá una central eléctrica de amoníaco puro.

3. Portador de almacenamiento de hidrógeno

El amoníaco se utiliza como portador de hidrógeno y requiere procesos de síntesis, licuefacción, transporte y reextracción del hidrógeno gaseoso. Todo el proceso de conversión de amoníaco en hidrógeno está consolidado.

Actualmente, existen seis métodos principales para el almacenamiento y transporte de hidrógeno: almacenamiento y transporte en cilindros de alta presión, transporte gaseoso presurizado por tuberías, almacenamiento y transporte de hidrógeno líquido a baja temperatura, almacenamiento y transporte de hidrógeno orgánico líquido, almacenamiento y transporte de amoníaco líquido y almacenamiento y transporte de hidrógeno sólido metálico. El almacenamiento y transporte de amoníaco líquido consiste en extraer hidrógeno mediante síntesis, licuefacción, transporte y regasificación de amoníaco. El amoníaco se licúa a -33 °C o 1 MPa. El costo de la hidrogenación/deshidrogenación representa más del 85 %. Este método no es sensible a la distancia de transporte y es adecuado para el almacenamiento y transporte de hidrógeno a granel a media y larga distancia, especialmente el transporte marítimo. Es uno de los métodos más prometedores para el almacenamiento y transporte de hidrógeno en el futuro.

4. Materias primas químicas

Como fertilizante nitrogenado verde potencial y principal materia prima para productos químicos verdes,amoníacoPromoverá activamente el rápido desarrollo de las cadenas industriales de "amoniaco verde + fertilizante verde" y "productos químicos de amoniaco verde".

En comparación con el amoníaco sintético producido a partir de energía fósil, se prevé que el amoníaco verde no podrá alcanzar una competitividad efectiva como materia prima química antes de 2035.