La opción de una empresa de transición energética para producir amoníaco verde

A medida que los países incrementan el número de parques de renovables y dejan atrás la generación utilizando combustibles fósiles, las redes eléctricas se vuelven más limpias, pero los operadores en Latinoamérica enfrentan el desafío asociado de hacer frente a la intermitencia de la energía eólica y solar.

Durante los períodos en que la producción de tales plantas supera la demanda, el vertimiento del excedente podría aprovecharse en otra esfera de la transición energética.

Y First Ammonia, con sede en EE.UU., propone emplearlo para producir materia prima destinada a la industria de fertilizantes y combustibles limpios.

El promotor de proyectos de transición energética, que tiene en la mira a Colombia y Chile, desarrolla en Alemania lo que probablemente será la primera planta modular a escala comercial del mundo para producir amoníaco verde a partir de energía renovable intermitente. Esta unidad piloto estaría 100% operativa en el 1T25 como parte de una eventual flota de 5GW. En paralelo, la afiliada First Ammonia Motors trabaja en el primer motor de combustión que funcionará en un 100% con amoníaco.

BNamericas conversa con el presidente ejecutivo de First Ammonia, Joel Moser, sobre los proyectos, América Latina y más. El ejecutivo también es profesor de la Universidad de Columbia en Nueva York, donde da conferencias sobre infraestructura internacional.

BNamericas: ¿Cuál es el estado de los proyectos de la compañía y cómo se aborda el dilema de la oferta y demanda, que a menudo se menciona como un obstáculo?

Moser: Empezamos hace unos dos años. No había mercado para el amoníaco verde, pero sí la expectativa de que sería un importante combustible para la transición energética, y empezamos a hacer un par de cosas diferentes.

Aseguramos el suministro de los mejores electrolizadores de próxima generación del mundo, las [celdas de electrolizador de óxido sólido] SOEC, que fabricará la empresa danesa Topsoe, líder de la industria.

Cumplimos ese objetivo al anunciar hace unos dos meses un acuerdo multianual de compra anticipada de celdas de electrolizador por 5GW. También nos dedicamos a conseguir los terrenos. El número 5 nos persigue: tenemos sitios en 5 regiones y conseguimos 5GW para producir, a una capacidad nominal, alrededor de 5 millones de toneladas [Mt] de amoniaco verde una vez todo instalado.

Las primeras dos regiones en prioridad serían Europa y Norteamérica: en el norte de Alemania tenemos dos sitios y en el suroeste de EE.UU, otros dos. También tenemos sitios en Sudamérica, África y el Sudeste Asiático. Necesitamos terrenos que eventualmente albergarán 5GW de producción, que es una gran cantidad. 

Usted preguntó, sin embargo, sobre la compra, que suele ser el catalizador tradicional para la ejecución de un proyecto y que, en específico, es una transacción basada en project finance.

Pero cuando empezamos no había consumo, ni mercado, ni producto ni demanda. Así que nos aventuramos hacia lo desconocido. Nuestra expectativa original era ser los creadores del mercado del amoniaco verde, nosotros mismos como autoconsumidores, lo que aún es parte de nuestros planes a largo plazo, pero el mercado ya comenzó a evolucionar cuando estábamos negociando nuestro acuerdo por electrolizadores y finalizando la selección de nuestros sitios.

Hubo algunos pioneros: la empresa eléctrica japonesa Jera solicitó propuestas para una demanda inicial, por ejemplo. Fueron los pequeños brotes verdes para el mercado del amoniaco verde. No queríamos salir a la bolsa con nuestro negocio a menos que tuviéramos algo interesante, como lo fue el anuncio de nuestro acuerdo por electrolizadores. Y desde nuestra salida a la bolsa, se nos han acercado muchos consumidores importantísimos de todo el mundo, ansiosos por comprar nuestro producto, no solo años antes de que se fabrique, sino años antes de que se instale la planta que fabricará los SOEC y se completen nuestros proyectos.

Así que ahora hay un mercado sólido y una gran cantidad de demanda, por lo que desearía poder vender el producto más de una vez, pero solo podemos vender lo que producimos. Comenzaremos a contar con nuestro amoniaco verde en 2025 y aumentaremos el volumen durante la década, tal vez con un máximo en esta década de unos 3Mt, porque no vamos a operar a plena capacidad nominal; eso requeriría producir las 24 horas del día.

Nuestro modelo comercial y nuestra política apuntan a desarrollar productos verdes de forma intermitente para que nuestro consumo y demanda de energía renovable tengan sinergia con la generación de energía renovable. Otros pueden usarla directamente como electricidad, ese es su mayor y mejor uso. Cuando no haya mayor demanda de generación de renovables, en periodos de baja, seremos los compradores.

BNamericas: Entonces están planeando plantas conectadas a la red, no aisladas…

Moser: Sí. Mis colegas me dicen que se desperdician alrededor de 100GW de energías renovables, no siempre, pero la mayor parte del tiempo. Así que hay mucho margen para producir este combustible verde, incluso antes de que exista la necesidad de contar con él para desarrollar nueva generación renovable.

Sin embargo, tenemos un estudio que encargamos sobre Europa acerca de lo que pasaría si pusiéramos un gigavatio de producción intermitente de amoniaco verde en Alemania. El estudio, que realizó una muy respetada consultora, detectó que cada dólar que gastamos en la compra de energía renovable es un nuevo dólar incremental para ese mercado, lo cual tiene sentido porque estamos comprando lo que nos gusta llamar los electrones “no deseados”. Entonces, provocamos de manera indirecta el desarrollo de nuevos recursos renovables.

Somos sinérgicos con el mayor crecimiento de las energías renovables. En las circunstancias y zonas geográficas adecuadas, podríamos estar directamente conectados a los recursos renovables. Estamos estudiando lugares donde esto pueda realizarse, pero por el momento creemos que hay gran excedente de energías renovables sin usar que piden ser compradas.

BNamericas: Solo para volver al consumo, ¿puede darnos algún dato sobre el tipo de compradores interesados? Mencionó la generación de energía eléctrica...

Moser: Nosotros, como productores, somos agnósticos sobre cuál sería el uso de la compra. El 70% de todo el amoniaco convencional usado en el mundo hoy en día se destina a fertilizantes.

Si todo lo que hacemos es contribuir a la descarbonización de la agricultura, estamos felices. Sin embargo, todos los usos incrementales —que se espera que cuadrupliquen la demanda de amoníaco— están en el segmento energético. El amoniaco es una batería química, por lo que puede usarse, y se usará, para almacenar la energía producida cuando haya un excedente de renovables y se utilice como electricidad, puesto que los operadores de la red eléctrica japonesa tienen la intención de reemplazar su generación a carbón con generación eléctrica usando amoníaco. En la industria marítima se están preparando la conversión de los barcos que recorren largas distancias de forma cuidadosa y metódica para que empleen combustible de amoníaco.

Hay tres fabricantes de motores de avión que están diseñando motores a amoniaco, mientras que la NASA anunció un estudio, para el cual se me ha pedido que participe en el panel de revisión de pares, para analizar la idea de usar amoníaco como combustible para aviones comerciales.

También hay una serie de aplicaciones de transporte en superficie que están en revisión, como en la que estamos trabajando.

El amoniaco puede usarse para todo lo que se emplea cualquier combustible. No creo que reemplace a todos los combustibles para todas las aplicaciones, pero pensamos que el amoníaco será el caballo de batalla de la economía del hidrógeno. ¿Por qué decimos esto? Solo hay dos combustibles con tecnología P2X [con conversión del excedente eléctrico para almacenamiento] que son 100% libres de carbono: el hidrógeno y el amoniaco. Habrá usos para otros combustibles con P2X, como el metanol y el diésel sintético, pero estos emiten carbono cuando se usan como combustible. 

El hidrógeno es 30 veces más caro de usar y almacenar que el amoniaco. Cuando se produzca hidrógeno, se transportará como amoniaco y creemos que, en última instancia, el mundo llegará a utilizarlo como combustible directo en lugar de pensar en él solo como un mecanismo de transporte.

BNamericas: ¿Cuál es la importancia de América Latina para la empresa?

Moser: La región destaca dentro de nuestra lista. En Colombia, barajamos dos sitios. Trabajamos muy de cerca con el gobierno para que nuestro proyecto sea sinérgico con sus planes de contar con tanto la generación como con la transmisión a partir de renovables. Estamos muy entusiasmados con nuestras amistades y socios de desarrollo en Colombia.

Aunque somos nuevos en Chile, estamos muy pendientes del país y tenemos un equipo en terreno. Sabemos que Chile será uno de los mayores exportadores de energía del mundo y que tiene muchísimo más potencial para generar energías renovables que las que consumirá; y esa electricidad se exportará como amoníaco. Así que estamos bastante seguros de que también tendremos sitios y proyectos en Chile.

BNamericas: ¿Están considerando el norte o el sur?

Moser: En términos de tamaño, nuestros primeros proyectos serán de 100MW y luego se expandirán. Nuestro plan es instalar proyectos a escala de gigavatios.

Estamos en una revisión muy inicial de Chile, pero mi sensación es que es probable que ejecutemos al menos nuestro primer proyecto en el norte del país, donde prevalece la lógica de la energía conectada a la red sin utilizar. Tengo entendido que, si bien hay un enorme potencial en recursos energéticos en el sur, se requerirá nueva infraestructura de generación eléctrica, que no es algo que sea nuestra primera opción, aunque con el tiempo podríamos estar fácilmente en ambas áreas.

BNamericas: ¿Sus proyectos de construcción generarán inversiones en otras áreas, por ejemplo, en producción o transporte de nitrógeno?

Moser: Por supuesto. En primer lugar, cuando instalamos una planta, estamos catalizando indirectamente el desarrollo de más energías renovables.

Incluso a un nivel más micro, producimos oxígeno que no podemos usar, por lo que a menudo buscamos ubicarnos en un parque industrial donde haya un comprador de oxígeno. Podemos producir nuestro propio nitrógeno con separación de aire o podemos comprar nitrógeno a alguien que quiera fabricarlo y vendérnoslo, o tiene excedente de cualquier proceso químico.

Nuestro producto debe ser trasladado, por ferrocarril o, más probablemente, por barco. Algunos de los sitios que estamos estudiando en Colombia y en otras partes del mundo constituyen excelentes oportunidades para centros de abastecimiento de combustibles. Y cuando la industria naviera pase a usar amoníaco como combustible, se requerirá infraestructura 100% nueva para el suministro de combustible. Por lo tanto, el desarrollo del sitio puede catalizar la instalación de un centro de abastecimiento de combustibles. Existe una gran oportunidad para el desarrollo económico auxiliar en torno a la producción de nuestro sitio.

BNamericas: ¿Establecerá la compañía una filial en Sudamérica o se asociará con una firma local?

Moser: Además de ser presidente ejecutivo de First Ammonia, soy profesor de la escuela de asuntos internacionales y públicos de la Universidad de Columbia, donde enseño infraestructura internacional. Una de las cosas que siempre les digo a mis alumnos es que si uno cruza la frontera, se necesita un compañero; si uno no es del lugar, se necesita a alguien que lo sea. Es casi seguro que en cada lugar al que vayamos, trabajaremos con un socio local.

Tenemos una empresa hermana que tiene presencia en Colombia y que podría ser nuestro socio local. Estableceremos relaciones comerciales con socios locales, ya sean promotores o personas de la industria energética; dependerá de la oportunidad y las circunstancias, sitio por sitio, país por país.

BNamericas: ¿Cuál es el mercado objetivo de su motor a base de amoníaco que se encuentra en desarrollo?

Moser: Queríamos desafiar la sabiduría convencional de que el amoníaco es mejor para aviones y barcos, así como para camiones y autobuses grandes, pero no para automóviles de pasajeros.

Examinamos eso y llegamos a comprender que esta tesis se basaba en dos cuestiones: una es una opinión incorrecta y generalizada de que el amoníaco no es seguro de manipular porque es un gas tóxico, a pesar del hecho de que hay estudios que básicamente demuestran que no es más peligroso para las personas cargar vehículos con amoníaco que con gasolina. Hay muchas maneras de manipular el amoníaco de manera segura.

La interrogante más complicada tenía que ver con que, dado que el amoníaco se quema de manera lenta, es un combustible puro, por lo que no es una buena fuente de combustión de parada y arranque en un automóvil, la forma en que conducimos en los coches. Hasta la fecha, siempre ha usado el amoniaco como combustible de automoción en conjunto con otro combustible, como propano o algún diésel sintético, lo que significaba que requeriría otro combustible.

Pero nos preguntamos qué pasa si usamos el amoniaco como su propio cocombustible. Esto puede sonar totalmente ilógico, pero el amoniaco es un portador de hidrógeno —se puede volver a convertir en hidrógeno— , por lo que hemos desarrollado y ya patentamos una tecnología de craqueo integrada para que podamos tener un motor de automoción que funcione con una mezcla de amoníaco e hidrógeno. Podemos alimentar automóviles, por así decirlo, con amoniaco y tenemos varios sistemas integrados que convertirán parte de ese amoniaco en hidrógeno, así que tenemos una mezcla de combustible de amoniaco enriquecido con hidrógeno que en esencia funciona igual que la gasolina.

Eso es lo que estamos haciendo. Estamos muy entusiasmados con esa tecnología, ya sea que terminemos con una fábrica de coches o teniendo un perfil más bajo. Contamos con un laboratorio y taller automotor en Carolina del Norte que estudia esto. Lo que está sucediendo en un camino completamente separado de la producción de amoniaco verde.

BNamericas: El mercado automotor es enorme, mucho más grande que el de generación eléctrica…

Moser: El transporte es importantísimo en el mercado energético y en las emisiones de gases de efecto invernadero. Y el mercado del transporte debe descarbonizarse.

Creemos que la electrificación tendrá un límite, habrá un techo para la electrificación del transporte, en particular, en países donde la capacidad de la red es inadecuada. Muchos lugares del mundo no tienen —y es posible que no tengan durante décadas— el tipo de capacidad de red compatible con los vehículos eléctricos enchufables. Tiene que haber un combustible, y creemos que el amoníaco será uno de ellos.

BNamericas: ¿Algún comentario final?

Moser: Hace unos años, cuando se celebró el Acuerdo de París, la gran noticia en ese momento fue que no teníamos la tecnología o la ciencia para descarbonizar nuestra sociedad, que necesitábamos investigar más.

Hoy, la noticia es que sabemos cómo hacerlo. Existe la ciencia desde hace mucho tiempo, al igual que la ingeniería básica, y la ingeniería ha mejorado. Los formuladores de políticas y la industria han comprendido que el camino por seguir para descarbonizar aquellos elementos de la economía que no se pueden electrificar fácilmente es una expansión permanente y amplia de la generación de renovables en la mayor medida posible. A ello se suma la producción de combustibles con P2X como el amoníaco, que es escalable, económico de producir, fácil de transportar.

Entonces, la noticia es bastante auspiciosa. Podemos hacer esto, podemos cumplir para 2050 y sabemos cómo hacerlo.