El amoníaco se ha convertido en una alternativa prometedora a medida que la industria naviera busca opciones de combustible más sostenibles. Este artículo explora las múltiples ventajas del uso del amoníaco como combustible marino y ofrece ideas para una gestión inteligente.

¿Tienes prisa? Aquí tienes las seis claves

• El amoníaco es un combustible sin emisiones de carbono durante su combustión y un fuerte candidato para descarbonizar el transporte marítimo, especialmente cuando se produce utilizando energía renovable (amoníaco verde).
• La seguridad es fundamental: el amoníaco es tóxico y corrosivo y requiere sistemas de manipulación especializados y capacitación de la tripulación.
• La eficiencia del combustible es menor que la del diésel , lo que significa que los barcos necesitan una mayor capacidad de almacenamiento y pueden enfrentar limitaciones de alcance.
• La modernización es posible , aunque las construcciones nuevas son más adecuadas para el amoníaco debido al espacio requerido.
• La solución de amoníaco de Wärtsilä está disponible comercialmente , incluida la plataforma de motor Wärtsilä 25 y los sistemas de soporte para un uso seguro a bordo.
• Las regulaciones y la infraestructura de abastecimiento de combustible aún están evolucionando , pero hay más de 200 proyectos de amoníaco con bajas emisiones de carbono en desarrollo en todo el mundo.

Para cumplir el objetivo de la OMI de cero emisiones netas de gases de efecto invernadero para 2050, la industria naviera necesita adoptar combustibles más limpios. Si bien no hay una clara ventaja entre las diversas opciones potenciales, el amoníaco ofrece ventajas únicas que lo convierten en un contendiente líder. 

• No produce emisiones de CO2, azufre ni partículas durante su combustión.
• Ya existe una cadena de suministro y una infraestructura para otras aplicaciones.
• Se puede producir utilizando fuentes de energía renovables.
• Es relativamente fácil de almacenar y manipular a bordo de los barcos.

¿Pero es la solución adecuada para su embarcación? Siga leyendo para descubrirlo o utilice estos atajos para acceder directamente a los temas que le interesan:

• Todo sobre el amoniaco
• El amoníaco y el medio ambiente
• El amoníaco como combustible marino
• Seguridad del combustible marino de amoníaco
• Amoníaco y cumplimiento
• Disponibilidad de amoníaco
• Consideraciones operativas para el amoníaco
• El futuro del amoniaco

Todo sobre el amoniaco

¿Qué es el amoniaco?

El amoníaco es un gas incoloro con un olor intenso. Se utiliza comúnmente en productos de limpieza, sistemas de refrigeración y fertilizantes. Se ha convertido en un combustible alternativo prometedor para la industria marítima gracias a su gran potencial para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero.

Si bien el amoníaco ofrece numerosas ventajas, también presenta algunas desventajas, como su toxicidad e inflamabilidad.

¿Cómo se produce el amoniaco?

El nitrógeno y el hidrógeno se combinan a alta presión y temperatura en presencia de un catalizador. Esta reacción produce amoníaco.

¿Qué es el amoniaco marrón o gris?

El amoníaco se ha producido tradicionalmente utilizando gas natural o incluso carbón como fuente de energía. Debido a que este proceso genera importantes emisiones de carbono, el resultado se denomina amoníaco gris o, en ocasiones, amoníaco marrón.

¿Qué es el amoniaco azul?

Cuando se agrega captura de carbono al proceso de producción de amoníaco, se reducen las emisiones de carbono y se obtiene amoníaco azul.

¿Qué es el amoniaco verde?

El amoníaco verde se produce mediante fuentes de energía renovables, como la eólica o la solar. El uso de amoníaco como combustible solo reducirá las emisiones totales de gases de efecto invernadero si se trata de amoníaco verde. Existe un creciente interés en producir combustible de amoníaco verde.

El amoníaco y el medio ambiente

¿El amoniaco es respetuoso con el medio ambiente?

El amoníaco no libera CO2 durante su combustión, por lo que tiene un gran potencial como combustible más sostenible. Sin embargo, en cuanto a las emisiones totales del pozo a la estela, solo el amoníaco verde aportará beneficios ambientales significativos. De hecho, el amoníaco verde es completamente libre de carbono, tanto si se consideran las emisiones resultantes del tanque a la estela como del pozo a la estela. 

Por otro lado, la producción de amoníaco gris genera un tercio más de emisiones de carbono del pozo a la estela que el fueloil pesado. 

En el futuro, los motores podrán funcionar con amoníaco al 100 % y utilizar biodiésel como combustible piloto, lo que permitirá una solución totalmente sostenible.

¿Cuáles son las emisiones de gases de efecto invernadero del amoníaco? ¿Cómo podemos controlarlas?

El amoníaco se utiliza en los sistemas tradicionales de reducción catalítica selectiva (SCR) para capturar las emisiones de NOx. Actualmente, el reactivo es la urea por su seguridad y facilidad de manejo, pero en el futuro veremos amoníaco como reactivo, aunque probablemente inicialmente con urea como complemento.

La gestión de la reducción de emisiones en el futuro y los reactivos que utilicemos en los sistemas SCR dependerán en gran medida del concepto de combustión del motor que se perfile como pionero. 

Los catalizadores para eliminar el escape de amoníaco del reactivo en el proceso SCR ya se utilizan en proyectos en EE. UU. donde se aplican estrictos límites de emisiones. Estos proyectos constituyen un excelente punto de partida para el desarrollo de configuraciones de catalizadores optimizadas para aplicaciones marítimas. 

El amoníaco como combustible marino 

¿Es el amoníaco un combustible viable? ¿Se puede utilizar como combustible?

El amoníaco es una alternativa atractiva a los combustibles fósiles para la industria naviera. Tiene el potencial de reducir significativamente las emisiones de gases de efecto invernadero, pero aún existen desafíos por superar. Estos incluyen el desarrollo de una red confiable de abastecimiento de combustible de amoníaco y el hecho de que los motores de amoníaco requieren mantenimiento adicional debido a su naturaleza corrosiva.

El amoníaco puede utilizarse como combustible gaseoso o líquido. Los motores pueden quemar este combustible eficazmente con pequeñas adaptaciones.

Contenido relacionado seleccionado: ¿ Quiere saber más sobre los combustibles del futuro en el transporte marítimo? Descubra las opciones disponibles.

¿Cuál es la eficiencia del combustible del amoniaco?

En cuanto a la eficiencia del combustible de amoníaco, la conclusión es que presenta una menor eficiencia volumétrica y densidad energética que el diésel. Los motores de amoníaco también presentan una menor eficiencia que los motores tradicionales de combustibles fósiles. En resumen, un buque que utiliza amoníaco necesita una capacidad de almacenamiento de combustible mucho mayor. El volumen y el peso de la infraestructura de almacenamiento necesaria también influyen significativamente en la autonomía operativa del buque.

¿Cuáles son los principales desafíos al utilizar amoniaco como combustible para barcos?

Existen tres desafíos principales al utilizar amoníaco como combustible para barcos:

• El amoníaco es tóxico, por lo que debe considerarse la seguridad de todo el recipiente, incluidos los sistemas de ventilación. 
• Cuando se utiliza amoníaco, los barcos necesitarán una mayor capacidad de almacenamiento de combustible en comparación con el diésel o el GNL porque el amoníaco tiene una densidad energética volumétrica menor que ambos combustibles.
• Dado que el amoníaco es un combustible nuevo, el panorama regulatorio aún está en desarrollo.

¿Cuáles son las ventajas del amoniaco como combustible marino?

Una de las mayores ventajas del amoníaco es que no contiene carbono molecular, por lo que al quemarse en un motor no produce emisiones de CO2. Adoptar amoníaco verde como combustible marítimo es una excelente manera de descarbonizar el transporte marítimo, ayudando a reducir la dependencia de los combustibles fósiles y a avanzar hacia un futuro más sostenible.

El amoníaco es abundante y puede producirse mediante fuentes de energía renovables como la eólica y la solar. Se fabrica y comercializa ampliamente, principalmente para su uso en la producción de fertilizantes, y tiene el potencial energético de ser un combustible marino viable. 

Los sistemas de almacenamiento y suministro de combustible no necesitan ser excesivamente complejos cuando se utiliza amoníaco en su forma líquida. Esto reduce los costos operativos. 

El amoníaco ya se utiliza como combustible en la generación de energía. 

¿Cuáles son las desventajas del amoniaco como combustible marino?

Dado que el amoníaco es altamente tóxico y corrosivo, requiere una manipulación y un almacenamiento cuidadosos. Sin embargo, los riesgos pueden mitigarse con la capacitación adecuada de la tripulación y el equipo necesario, como equipos de protección y sistemas de ventilación. 

El amoníaco no produce CO2 al quemarse como combustible. Las emisiones de NOx que produce pueden gestionarse con una solución de reducción, y podría requerirse un sistema de depuración húmeda para gestionar las posibles emisiones de amoníaco. Se requiere mayor investigación sobre estas soluciones, con la colaboración de las sociedades de clasificación.

Una de las mayores incógnitas del amoníaco es cómo gestionar las posibles emisiones de N₂O. Se están desarrollando catalizadores para el N₂O, un potente gas de efecto invernadero, con el fin de minimizar las emisiones de N₂O y convertir el amoníaco en una solución sostenible. Por ejemplo, la solución de amoníaco Wärtsilä 25, con su combustión optimizada y postratamiento integrado, ha sido diseñada para minimizar todas las emisiones de gases de efecto invernadero.

Contenido relacionado seleccionado: El amoníaco es una alternativa prometedora, ya que la industria naviera busca opciones de combustible más sostenibles para apoyar sus esfuerzos de descarbonización. Además, la tecnología moderna de motores multicombustible facilita enormemente el uso del amoníaco como combustible. Si desea obtener más información, descargue este informe técnico: "¿Le entusiasma el amoníaco como combustible marino? Seis cosas que debe saber" .

Si prefiere una descripción general rápida, puede descargar una práctica guía de una página sobre el amoníaco como combustible marino: Amoníaco: guía rápida de combustibles alternativos

Seguridad del combustible marino de amoníaco 

¿Cómo se puede utilizar de forma segura el amoníaco como combustible marino?

El amoníaco presenta varios problemas de seguridad relacionados con la toxicidad, el riesgo de explosión y los olores. Actualmente se están desarrollando normativas para garantizar su uso seguro como combustible marítimo.

Es importante recordar tres consideraciones cuando se trata de la seguridad del combustible de amoníaco:

• El amoníaco es altamente tóxico y puede ser peligroso si no se manipula adecuadamente.
• El amoníaco requiere equipos especializados de almacenamiento y manipulación.
• Los sistemas de combustible de amoníaco deben diseñarse teniendo en cuenta la seguridad.

¿Cómo manejar el amoníaco de forma segura a bordo de los barcos? Infórmese ahora y prepárese para el futuro: descargue esta guía electrónica con información esencial sobre seguridad, repleta de consejos de expertos . Desde la protección de la tripulación y la detección de fugas hasta la conversión de tanques y la extinción de incendios, esta guía cubre todo lo que necesita saber sobre el uso del amoníaco como combustible marino.

¿Qué tan tóxico es el amoniaco?

Si huele a amoníaco, significa que hay una fuga. Dependiendo de la concentración, también puede indicar un riesgo para la salud. 

En niveles bajos, el amoníaco puede causar irritación en ojos, nariz y garganta. En niveles altos, puede causar problemas de salud más graves. Es importante evacuar la zona inmediatamente si hay una fuga y buscar atención médica si experimenta cualquier síntoma.

El amoníaco presenta riesgo de explosión cuando su concentración en el aire alcanza el 15-28 % vol. 
El riesgo de toxicidad por amoníaco se ha definido según los niveles de referencia de exposición aguda (AEGL).

• El AEGL-1 es la concentración en el aire (expresada en ppm o mg/m³) de una sustancia por encima de la cual se prevé que la población general, incluidas las personas susceptibles, podría experimentar molestias notables, irritación o ciertos efectos asintomáticos no sensoriales. Sin embargo, estos efectos no son incapacitantes, sino transitorios y reversibles al cesar la exposición.
• AEGL-2 es la concentración en el aire (expresada en ppm o mg/m3) de una sustancia por encima de la cual se prevé que la población general, incluidos los individuos susceptibles, podría experimentar efectos adversos para la salud irreversibles u otros efectos adversos graves y duraderos o una capacidad deteriorada para escapar.
• AEGL-3 es la concentración en el aire, expresada en partes por millón (ppm) o miligramos por metro cúbico (mg/m3), de una sustancia por encima de la cual se prevé que la población general, incluidos los individuos susceptibles, podría experimentar efectos potencialmente mortales para la salud o la muerte.

La siguiente tabla muestra los AEGL de amoníaco para cinco períodos de exposición.

Amoníaco y cumplimiento

¿Cuáles son las regulaciones que regulan el amoniaco como combustible marino?

Los marcos regulatorios para el desarrollo del amoníaco como combustible marino aún se encuentran en desarrollo. La colaboración con los armadores y operadores es fundamental para generar confianza en las soluciones que se están desarrollando.

Disponibilidad de amoníaco 

¿Está disponible el amoniaco como combustible para los barcos?

Aún no hay mucho amoníaco disponible para el transporte marítimo, debido a la fuerte competencia por el amoníaco como combustible. La industria naviera compite con las industrias de fertilizantes y energía, y aumentar la producción lleva tiempo. La construcción y puesta en marcha de una planta de amoníaco puede tardar entre cuatro y seis años. Sin embargo, actualmente se están planificando más de 200 instalaciones de amoníaco bajas en carbono en todo el mundo. 

¿Hay motores que utilizan amoníaco como combustible?

Actualmente, el amoníaco no está ampliamente disponible para su uso como combustible marino. La industria naviera compite con los sectores de fertilizantes y energía por el suministro, y aumentar la producción lleva tiempo. La construcción y puesta en marcha de una planta de amoníaco puede tardar entre cuatro y seis años, pero el impulso está creciendo: se están planificando más de 200 instalaciones de amoníaco bajas en carbono en todo el mundo.

¿Cómo encaja el amoníaco en la transición energética más amplia? ¿Qué acciones se necesitan para que el transporte marítimo sostenible sea una realidad para 2050?

El informe de Wärtsilä " Combustibles sostenibles para el transporte marítimo en 2050: los 3 elementos clave del éxito" ofrece información esencial. Describe lo que los responsables políticos, los actores del sector y los operadores individuales pueden hacer hoy para acelerar el progreso. Descargue el informe para explorar la hoja de ruta hacia los combustibles del futuro y los pasos prácticos necesarios para afrontar la transición con confianza.

A medida que la industria explora alternativas más limpias, el amoníaco se está convirtiendo en una realidad práctica. En un avance significativo, Wärtsilä introdujo en noviembre de 2023 la primera solución comercial del sector marino basada en un motor de 4 tiempos para combustible de amoníaco. Ahora está disponible como parte de la plataforma de motores Wärtsilä 25.

Obtenga más información sobre este innovador motor de amoníaco Wärtsilä 25 y cómo contribuye a un transporte marítimo más seguro y sostenible.

¿Qué soluciones de amoniaco están listas?

Además de la plataforma de motores Wärtsilä 25, la solución de Wärtsilä para combustible de amoníaco incluye: 

• Sistema de suministro de gas combustible AmmoniaPac 
• Sistema de mitigación de liberación de amoníaco Wärtsilä (WARMS)
• Reductor de NOx (NOR) de Wärtsilä para un postratamiento óptimo de los gases de escape. 

La solución también incluye: 

• Un sofisticado sistema de automatización y un acuerdo de mantenimiento para garantizar operaciones a bordo seguras y eficientes
• Entrenamiento dedicado para la tripulación
• Soporte global 24/7 

La solución Wärtsilä para el combustible de amoníaco ha sido diseñada para garantizar una adopción fluida y segura del amoníaco como nuevo combustible.

Trabajar con un único fabricante para diseñar, integrar y suministrar los componentes y sistemas necesarios permite obtener una solución más segura y un proceso más eficiente.

Consideraciones operativas para el amoníaco 

¿Cómo puedo realizar operaciones con amoniaco?

Para migrar a operaciones basadas en amoníaco, su embarcación debe estar diseñada para usar amoníaco. También es posible modernizar una embarcación existente, pero podría ser difícil encontrar espacio para equipos como tanques de amoníaco. El sistema de suministro de gas combustible debe estar diseñado para amoníaco, lo cual incluye numerosos componentes.

También necesitará un motor de amoníaco, ya sea uno desarrollado específicamente para su uso o un motor adaptado que funcione con amoníaco. Un motor flexible en cuanto a combustible y fácilmente actualizable, como el Wärtsilä 25, será beneficioso si considera utilizar amoníaco en el futuro.

El sistema de postratamiento de su embarcación debe adaptarse al combustible que utiliza. Dependiendo de si sus motores funcionarán con amoníaco líquido o gaseoso, podría requerir equipo adicional, como una cámara de alta presión para las bombas si se utiliza un sistema de alta presión para inyectar el amoníaco en el motor.

¿Qué debo tener en cuenta al adoptar amoniaco como combustible marino? 

A medida que la industria naviera avanza hacia la descarbonización, el amoníaco se perfila como un combustible alternativo prometedor. Sin embargo, su adopción no es solo un cambio técnico: requiere un enfoque holístico para garantizar operaciones seguras y conformes.

Su motor debe estar diseñado o adaptado para funcionar con amoníaco , y se deben utilizar materiales específicos para los componentes expuestos al combustible. El uso de amoníaco como combustible marino también requiere cambios significativos en la sala de máquinas y el sistema de manejo de combustible.

Al construir un nuevo buque, es fundamental considerar en la fase de diseño los requisitos para utilizar amoníaco como combustible. Desde la perspectiva de la modernización, es necesario modificar algunas de las estructuras existentes del buque para poder abastecer, manipular y quemar amoníaco de forma segura a bordo. Será necesario diseñar, ensamblar y construir nuevas estructuras para crear el espacio necesario para almacenar amoníaco a bordo y transferirlo a los motores reconvertidos.

Será necesario instalar sistemas auxiliares para garantizar los niveles de seguridad exigidos por la normativa aplicable. También podrían necesitarse nuevos sistemas auxiliares, como un sistema de drenaje, un sistema de sentina, un sistema de nitrógeno y un sistema de ventilación. 

Igualmente importante es la preparación de su personal . Cambiar a un nuevo combustible marino como el amoníaco es más que una actualización técnica: también es un proceso humano. Desde los protocolos de seguridad hasta los conocimientos operativos, la incorporación de su tripulación y personal de tierra es fundamental para una transición fluida y segura. Explore los cinco principales desafíos de la incorporación a nuevos combustibles y cómo superarlos.

El futuro del amoniaco

¿Es el amoniaco el combustible del futuro?

Dado que el amoníaco tiene el potencial de ser libre de carbono desde su producción hasta su combustión, es muy prometedor como combustible futuro, especialmente para buques de nueva construcción. Sin embargo, el espacio adicional requerido para almacenar y manipular el amoníaco podría significar que no sea una opción viable para la modernización de buques más pequeños, como remolcadores y pesqueros. 

El amoníaco ya se ha probado en soluciones de pilas de combustible y en motores de amoníaco de cuatro tiempos. Que el amoníaco se convierta en el combustible dominante del futuro dependerá de numerosos factores, como los avances tecnológicos, el apoyo regulatorio y las inversiones en el suministro de combustible. Los combustibles sin emisiones de carbono, como el amoníaco verde, desempeñarán un papel fundamental para que el transporte marítimo sea más sostenible.

¿Cómo será la red de abastecimiento de combustible de amoniaco?

La disponibilidad de amoníaco como combustible marino, especialmente el amoníaco verde, será esencial para alcanzar los objetivos de descarbonización de la industria marina. Estamos empezando a ver más debates y decisiones de inversión sobre una red de abastecimiento de combustible de amoníaco. Esta red se ampliará a medida que el mercado comience a adoptar el amoníaco.

Actualmente, la demanda de amoníaco se debe principalmente al consumo de fertilizantes, pero la demanda de la industria marítima comenzará a aumentar a medida que más buques utilicen amoníaco. DNV predice que el uso de amoníaco en el transporte marítimo será de 170 PJ (1 % de la mezcla de combustibles) en 2030, 1900 PJ (13 % de la mezcla de combustibles) en 2040 y 5000 PJ (36 % de la mezcla de combustibles) en 2050.

El sistema de abastecimiento de amoníaco puede ser fijo o móvil. El abastecimiento fijo implica infraestructura fija en puertos o estaciones de servicio, mientras que los sistemas móviles utilizan tanques transportables. El amoníaco puede almacenarse en estado líquido o gaseoso, dependiendo de la temperatura o la presión.

Las medidas de seguridad y las consideraciones medioambientales desempeñan un papel fundamental en el despliegue de sistemas de abastecimiento de combustible. 

¿Quieres saber más?

¿Te interesa saber cómo empezar a usar amoníaco como combustible marino? Descarga nuestro informe técnico para descubrir los seis aspectos más importantes que debes saber. Desde por qué el amoníaco está ganando terreno hasta pasos prácticos para su adopción, esta guía está repleta de información para ayudarte a tomar decisiones informadas sobre este prometedor combustible alternativo. Empieza hoy mismo tu camino hacia un transporte marítimo más limpio.

Conclusión

El amoníaco es un combustible alternativo prometedor que puede ayudar a la industria naviera a alcanzar los objetivos de descarbonización. Solo el amoníaco verde, producido con energía renovable, ofrece neutralidad de carbono de principio a fin.

El amoníaco conlleva desafíos, entre ellos toxicidad, menor densidad energética y la necesidad de sistemas especializados de manipulación y seguridad.

Las regulaciones y la infraestructura están evolucionando, pero el impulso mundial está creciendo, con cientos de proyectos de amoníaco en desarrollo.

Adoptar amoníaco como combustible marino puede no ser sencillo, pero con el conocimiento, la preparación y las medidas de seguridad adecuadas, la transición puede ser más sencilla.

Fuentes:
Wärtsilä Technical Journal, vol. 2, 2021
Directrices de la Organización Marítima Internacional (OMI) sobre el uso de amoníaco como combustible marino

Este artículo que responde preguntas frecuentes sobre el amoníaco como combustible marino apareció por primera vez como un artículo de Wärtsilä Insights.

La mayor parte de este artículo ha sido escrito por humanos, aunque algunas partes se han creado con la ayuda de IA.