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Las plantas locales de amoníaco pueden funcionar, pero solo en los lugares adecuados
Un estudio global encuentra que las plantas eléctricas pequeñas de amoníaco pueden reducir emisiones y costos en algunas regiones, pero las redes basadas en carbón pueden hacerlas peores que la produc
Imagen: TechXplore
Las plantas de amoníaco a pequeña escala alimentadas por electricidad podrían acortar las cadenas de suministro de fertilizantes y hacerlas más resilientes, pero un nuevo análisis global muestra que solo tienen sentido económico y climático en lugares específicos.
El estudio, publicado en Energy & Environmental Science, analizó aproximadamente 13.000 escenarios en todo el mundo con investigadores del Paul Scherrer Institute (PSI), ETH Zúrich y la Carnegie Institution for Science de la Universidad de Stanford. El equipo examinó dónde las plantas descentralizadas que usan una versión eléctrica del proceso Haber–Bosch podrían producir amoníaco cerca de la demanda con menores emisiones y costos aceptables.
El amoníaco es esencial para la producción de fertilizantes y también se está considerando como un posible combustible para el transporte marítimo en el futuro. Hoy se fabrica principalmente en un pequeño número de grandes plantas químicas y luego se transporta a grandes distancias. Según los investigadores, la producción localizada podría reducir el riesgo en la cadena de suministro y las emisiones de gases de efecto invernadero, pero solo si la mezcla eléctrica es lo suficientemente limpia.
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«Las plantas descentralizadas podrían acortar las cadenas de suministro, reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y hacer que el suministro de fertilizantes sea más robusto. Pero no serían automáticamente bajas en carbono ni económicas. Los factores cruciales son su ubicación y la fuente de la electricidad.»
Dónde tiene sentido el amoníaco eléctrico
Se estima que la producción actual de amoníaco representa entre el 1% y el 2% de las emisiones globales de gases de efecto invernadero. En el proceso convencional, el hidrógeno se obtiene típicamente a partir de gas natural, generando emisiones sustanciales de dióxido de carbono. Una ruta con menor carbono emplea electrólisis para separar el agua en hidrógeno y oxígeno, idealmente con energía procedente de viento, solar u otras fuentes renovables.
El estudio halló que las plantas híbridas rinden mejor en muchos casos. Estas combinan generación local eólica y solar con electricidad de la red pública. Los sistemas completamente fuera de la red pueden ofrecer las emisiones más bajas, pero hoy suelen ser más caros porque requieren instalaciones renovables mayores además de almacenamiento adicional.
Terlouw dijo que el amoníaco producido eléctricamente sigue siendo generalmente más caro que el amoníaco convencional, aunque puede acercarse a los precios de mercado actuales en lugares con:
- electricidad barata
- abundante energía renovable
- bajos costos de financiación
Los investigadores señalan a China y a los Países Bajos como ejemplos donde esas condiciones ya pueden coincidir.
Las redes dominadas por carbón pueden eliminar el beneficio climático
El artículo también advierte contra tratar todo el amoníaco eléctrico como inherentemente bajo en carbono. En países donde la electricidad de la red depende aún en gran medida del carbón, como Polonia o Sudáfrica, el impacto climático puede ser peor que con la producción convencional de amoníaco.
La evaluación cubrió todo el ciclo de vida, no solo las operaciones de la planta. Eso incluye los impactos de fabricar electrolizadores, instalaciones solares y eólicas, baterías y sistemas de almacenamiento.
Para Suiza, que no tiene producción industrial de amoníaco y importa tanto fertilizantes minerales como insumos de amoníaco de países vecinos, la producción local podría ser atractiva. Una razón es su mezcla eléctrica relativamente baja en carbono, dominada por la energía hidroeléctrica y nuclear, y con los combustibles fósiles representando menos del 2%.
Los investigadores afirman que la economía podría mejorar significativamente para 2050 a medida que sigan cayendo los costos de electrolizadores, almacenamiento y energía renovable. Pero Terlouw dijo que el despliegue aún dependerá de la inversión, de estándares para el amoníaco bajo en carbono y de una política industrial de descarbonización estable.
Frontier Editor
Dan is our resident futurist, covering electric mobility, space exploration, and the smart home. He's interested in atoms just as much as bits. Whether it's a new battery chemistry, a reusable rocket, or a protocol that finally makes IoT devices talk to each other, Dan breaks down the engineering that pushes humanity forward.
vía TechXplore
