El amoníaco verde podría reducir las emisiones agrícolas y alimentar los barcos del futuro

Una simple molécula ha tenido un impacto enormemente positivo en nuestro mundo durante los últimos 100 años. El amoníaco, que consta de tres átomos de hidrógeno unidos a un solo átomo de nitrógeno, se usa ampliamente para fabricar fertilizantes que nos permiten producir suficientes alimentos para todos en el planeta. Esto la convierte en la molécula más importante después del agua.

Sin embargo, la fabricación de amoníaco es el tercer emisor de CO2 de procesos industriales más grande del mundo, produciendo 5 mil millones de toneladas de CO2 al año, lo que representa el 1,8% de las emisiones globales de CO2.

Mi colega y yo acabamos de hacer un Informe de la Real Sociedad Esto sugiere que la producción de amoníaco verde sin carbono podría reducir las emisiones globales de carbono en casi un 2 por ciento. Además, también puede almacenar energía renovable y propulsar barcos, trenes y vehículos pesados ​​a escala nacional.

El amoníaco generalmente se produce al hacer reaccionar metano con vapor para producir hidrógeno, que luego reacciona con nitrógeno en el aire mediante el llamado proceso Haber-Bosch. Pero el reformado de metano con vapor también libera dióxido de carbono.Por el contrario, el amoníaco verde producido Hidrógeno separado del agua mediante electricidad renovable.

El amoníaco también se puede descomponer en hidrógeno y nitrógeno, liberando energía en el proceso. Puede quemarse como los combustibles fósiles como el diesel.Esto significa que el amoníaco también se puede utilizar como almacen de energia.

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Laboratorio Rutherford Appleton en Oxfordshire, Reino Unido Demostración única de amoníaco verde sistema. Está alimentado por turbinas eólicas en el sitio capaces de producir hasta 30 kg de amoníaco verde por día. También puede devolver electricidad verde a la red según sea necesario.

El desafío para hacer de la producción de amoníaco verde una alternativa viable es la reducción de costos, el 85% de los cuales es electricidad. En gran parte del mundo, la energía renovable sigue siendo significativamente más cara que el metano utilizado en la producción de amoníaco convencional.

Sin embargo, el costo de la electricidad en regiones con abundante potencial de energía renovable se ha reducido drásticamente durante la última década, en aproximadamente £1.7-3.4p por kWhEsto significa que puede producir amoníaco verde por alrededor de £ 220 por tonelada.

Esto todavía no es tan barato como la artesanía tradicional. Pero para continuar usando este enfoque, mientras reducimos nuestras emisiones a cero neto, debemos combinar la captura y el almacenamiento de carbono para que el dióxido de carbono resultante no ingrese a la atmósfera. En ese punto, el amoníaco verde puede volverse rentable.

combustible sin carbono

El amoníaco verde también tiene el potencial de abordar uno de los mayores desafíos sin resolver en la carrera por el cero neto: ¿cómo creamos reservas flexibles de combustible sin carbono que duren muchos años como los combustibles fósiles actuales?

El amoníaco es fácil de almacenar Almacenar a granel en forma líquida a presión moderada (entre 10 y 15 veces la presión atmosférica) o refrigerado a -33°C. Ene sta forma, Densidad de energia Es aproximadamente la mitad que la gasolina y más de diez veces la de las baterías.

La ventaja del amoníaco sobre otras posibles alternativas de combustible es que ya contamos con un sistema global de fabricación y distribución porque se usa ampliamente como materia prima para fertilizantes. También hay una red integral de puertos que pueden manejar amoníaco a gran escala, por lo que puede convertirse en un combustible para envíos de larga distancia con relativa facilidad.

De hecho, la industria del transporte marítimo internacional ya ha demostrado la viabilidad de utilizar amoníaco como combustible en sus buques portacontenedores más grandes de alta mar.El diseñador y fabricante de motores marinos MAN Energy Solutions anuncia que el primer motor de amoníaco está listo para funcionar A principios de 2022Esto también brindará oportunidades de combustible ecológico para trenes, carga pesada e incluso aviación sin emisiones de carbono.

El amoníaco presenta otros desafíos.El uso de fertilizantes amino ayuda disminución de la biodiversidad mundial, ampliamente problemas de calidad del aire y emisiones de gases de efecto invernadero. Los nuevos usos del amoníaco deben incluir medidas eficaces para evitar cualquier emisión adicional.

Ya existen controles estrictos en todos los sitios industriales de almacenamiento de amoníaco y relacionados para garantizar que el riesgo de liberación de amoníaco y la formación resultante de óxidos de nitrógeno (NOx) dañinos sea insignificante.

Lo que debemos hacer ahora es investigar y demostrar el potencial del amoníaco, desde mejorar la energía eólica y solar hasta optimizar la producción y el almacenamiento de amoníaco verde. Necesitamos desarrollar una cartera integral de métodos para convertir el amoníaco en electricidad cuando y donde la necesitemos.