Amoniaco verde, el paso más allá del hidrógeno que ayudará a decir adiós al petróleo y al gas natural

Las virtudes del hidrógeno en la descarbonización de la sociedad son muchas. La primera es que si se obtiene mediante el uso de electricidad verde, se convierte en un “almacenador” de esa electricidad para su uso posterior (en picos de caída de producción solar o eólica) como vector energético. Sabemos que posee un poder calorífico enorme y también que descompuesto a posteriori por una célula de combustible, sólo expulsa agua, lo que hace su uso pertinente en el transporte pesado o de larga distancia, pues la autonomía que permite, así como los tiempos de recarga, son similares a la de la gasolina o el diésel. De hecho, el hidrógeno transporta tres veces más energía por unidad de peso que la gasolina. Usado en una pila de combustible su eficiencia energética es del 60% aproximadamente, una cifra muy interesante aunque indiscutiblemente se sitúe por detrás de la electricidad, cuya eficiencia está por encima del 90%.

Sin embargo, el potencial del hidrógeno se limita porque es difícil de transportar cantidades importantes del mismo de una forma económica y segura. Además, los volúmenes que necesita su almacenamiento son otro condicionante. Para almacenarlo hay que comprimirlo a 700 veces la presión atmosférica o enfriarlo a 253 grados bajo cero. Los tanques de transporte deben ser especiales ya que su almacenamiento puede debilitar muchos metales y además se escapa con mucha facilidad. Aunque es fácilmente inflamable pero su alta volatilidad hace que la llama se eleve, queme rápido y se disperse enseguida.

¿Pero y si consiguiéramos transformarlo en líquido? Pues resulta que no solo es posible, sino que ya se hace y es un viejo conocido de todos. Es el amoniaco (NH3), el segundo compuesto químico que más se produce en el mundo sólo por detrás del ácido sulfúrico. Entre sus ventajas se encuentran:

- Su almacenamiento, distribución y transporte es mucho más sencillo, ya que se puede condensar en líquido a una presión de sólo 11,72 bar o 33 grados bajo cero.

- Cuenta con una densidad energética mayor que la del hidrógeno.

- Es muy poco inflamable (de hecho tiene la consideración de “no inflamable”).

- Es más fácil descubrir sus fugas debido al olor, aunque a cambio sea muy tóxico.

Todo esto indica que su uso como vector energético podría tener mucho sentido en un mundo que pretende ser descarbonizado.

Sí. Ya lo estamos usando en numerosas aplicaciones, principalmente en la industria de los fertilizantes, en cuyos procesos se utiliza el 80% del amoniaco producido en el mundo. De hecho, los expertos afirman que es una de las más grandes innovaciones en la historia de la Humanidad, al haber proporcionado el nitrógeno suficiente como para permitir los cultivos intensivos, haber acabado con hambrunas y haber contribuido grandemente al bienestar de la sociedad.

Pero además se usa en la fabricación de plásticos, en la industria farmacéutica, para producir desinfectantes y líquidos de limpieza, en la producción de tintes, refrigerantes y también de explosivos industriales. En el automóvil su principal uso se da en los sistemas de escape destinados a reducir las emisiones de óxidos de nitrógeno (NOx). Lo hace a través de un subproducto de la generación de amoniaco, la urea, que transformada en AdBlue se utiliza en los modelos de gasóleo para convertir dichos óxidos en el nitrógeno inerte que compone el 78% del aire atmosférico, llamado nitrógeno molecular (N2).

Todo esto significa que sobre el amoniaco hay conocimiento previo y que tanto su producción como la infraestructura de distribución están bien establecidas, aunque lógicamente dimensionadas a las necesidades actuales.

El amoniaco se produce a partir de la separación de los componentes del agua y del aire mediante electricidad (procedente de fuentes renovables) y la combinación posterior de las moléculas de hidrógeno y nitrógeno (proceso Haber-Bosch). Aquí es donde muchas personas se preguntan ¿pero en el paso de la electricidad a hidrógeno y de este a amoníaco no se pierde energía? La respuesta es sí, pero estamos hablando de que el amoniaco, al igual que el hidrógeno es un vector energético, un modo de almacenar y poder transportar de forma conveniente esa energia. Es decir, un modo de apoyar el avance y la aplicación de las energías renovables a todas nuestras actividades, a la par que avanzar hacia la descarbonización de la economía.

Quizá el principal problema es que en su descomposición para la obtención de energía (llamado craqueo térmico) se necesitan catalizadores, que incluyen metales como cobalto, níquel, hierro, rutenio... al igual que en las actuales baterías de acumulación de electricidad. En esa descomposición se vuelve a obtener hidrógeno que se reconvierte a electricidad, todo bajo procesos perfectamente conocidos. Además, el amoniaco también puede usarse como combustible directamente (al igual que el hidrógeno) en turbinas, calderas y motores alternativos, aunque estos usos están más en desarrollo. Su combustión sólo genera agua y nitrógeno molecular (N2), además de calor.

Por otro lado, ya está comenzando a probar su uso en la movilidad. Debido a su mayor densidad energética, de momento es en el transporte marítimo donde se han iniciado los test para sustituir el fuel oil poco refinado por amoniaco mezclado con otros combustibles como el propio hidrógeno, los biocombustibles o incluso los mismos combustibles fósiles. Su combustión mejora -tiene una baja velocidad de llama- y aún así reduce parcialmente las emisiones siempre que el contenido de amoniaco no supere el 60% en peso.

Además, el fabricante Amogy acaba de presentar el prototipo del primer tractor movido con amoniaco del mundo. Se ha basado en un tractor de John Deere, el especialista en maquinaria pesada y para el campo. La empresa afirma que este tractor es capaz de mantener el ritmo de trabajo durante varias horas. Amogy afirma que el sistema multiplica por cinco la densidad energética de una batería de iones de litio, mientras que al tratarse de un líquido su repostaje dura un tiempo similar al de un repostaje de gasóleo o gas convencional.