Química vella en cores novas

A finais de setembro de 2020, o primeiro amoníaco azul (1) do mundo foi enviado desde Arabia Saudita a Xapón, que, segundo informes de prensa, ía ser utilizado en centrais eléctricas para producir electricidade sen emisións de dióxido de carbono. Para os non iniciados, isto pode parecer un pouco críptico. Hai un novo combustible milagre?

Saudi Aramco, detrás do transporte, produciu combustible por conversión de hidrocarburos (é dicir, produtos derivados do petróleo) en hidróxeno e despois converter o produto en amoníaco, capturando o subproduto de dióxido de carbono. Así, o amoníaco almacena hidróxeno, que tamén se denomina hidróxeno "azul", en oposición ao hidróxeno "verde", que procede de fontes renovables e non de combustibles fósiles. Tamén se pode queimar como combustible en centrais térmicas, sobre todo sen emisións de dióxido de carbono.

Por que é mellor gardar transporta hidróxeno unido ao amoníaco que só hidróxeno puro? "O amoníaco é máis fácil de licuar -condensase a menos 33 graos centígrados- e contén 1,7 veces máis hidróxeno por metro cúbico que o hidróxeno licuado", segundo un estudo do banco de investimento HSBC que apoia a nova tecnoloxía.

Arabia Saudita, o maior exportador de petróleo do mundo, está a investir en tecnoloxía para extraer hidróxeno dos combustibles fósiles e converter o produto en amoníaco. A empresa estadounidense Air Products & Chemicals Inc. no verán asinou un acordo coa empresa saudita ACWA Power International e as organizacións responsables da construción da futura cidade futurista de Neom (2), que o reino quere construír na costa do Mar Vermello. Segundo o acordo, construirase unha planta de amoníaco de XNUMX millóns de dólares baseada en hidróxeno alimentado por fontes de enerxía renovables.

2. Unha das visualizacións da futurista cidade saudita de Neom.

Sábese que o hidróxeno é un combustible limpo que, cando se queima, non produce máis que vapor de auga. A miúdo preséntase como unha gran fonte de enerxía verde. Non obstante, a realidade é un pouco máis complicada. O balance xeral das emisións de hidróxeno é tan limpo como o combustible utilizado para producilo. Tendo en conta o balance total de emisións, emítense tipos de gases como o hidróxeno verde, o hidróxeno azul e o hidróxeno gris. Hidróxeno verde prodúcese utilizando só fontes de enerxía renovables e sen carbono. O hidróxeno gris, a forma máis común de hidróxeno na economía, prodúcese a partir de combustibles fósiles, o que significa que as emisións de hidróxeno baixas en carbono son compensadas en gran medida polo proceso de fabricación. O hidróxeno azul é o nome que recibe o hidróxeno derivado só do gas natural, que ten menores emisións de dióxido de carbono e é máis limpo que a maioría dos combustibles fósiles.

O amoníaco é un composto químico que contén tres moléculas de hidróxeno e unha molécula de nitróxeno. Neste sentido, “almacena” hidróxeno e pódese utilizar como materia prima para a produción de “hidróxeno sustentable”. O amoníaco en si, como o hidróxeno, non emite dióxido de carbono cando se queima nunha central térmica. A cor azul do nome significa que se produce mediante gas natural (e nalgúns casos, carbón). Considérase unha forma máis ecolóxica de produción de enerxía tamén debido á capacidade de capturar e secuestrar o dióxido de carbono (CCS) durante o proceso de conversión. Polo menos iso asegura a empresa Aramco, que produce tales.

Do azul ao verde

Moitos expertos cren que a técnica descrita anteriormente é só un paso de transición e o obxectivo é lograr unha produción eficiente de amoníaco verde. Por suposto, este non diferirá na composición química, do mesmo xeito que o azul non difire na composición química de calquera outro amoníaco. A cuestión é simplemente que o proceso de produción da versión verde será totalmente libre de emisións e non terá nada que ver cos combustibles fósiles. Esta podería ser, por exemplo, unha planta para a produción de hidróxeno renovable, que despois se converte en amoníaco para facilitar o seu almacenamento e transporte.

En decembro de 2018, a Comisión Británica de Transición Enerxética publicou un informe, "unha coalición de líderes empresariais, financeiros e da sociedade civil de todas as industrias que producen e usan enerxía". Misión Posible. Segundo os autores, a descarbonización completa do amoníaco para 2050 é técnica e economicamente viable, pero o amoníaco azul non importará nunhas poucas décadas. Finalmente dominará amoníaco verde. Isto débese ao alto custo de capturar o último 10-20% de CO, segundo o informe.₂ no proceso de produción. Non obstante, outros comentaristas sinalaron que estas previsións están baseadas no estado da arte. Mentres tanto, continúa a investigación sobre novos métodos para a síntese de amoníaco.

Por exemplo Matteo Masanti, enxeñeiro de Casale SA (membro da Asociación de Enerxía de Amoníaco), introduciu un proceso recentemente patentado para "converter o gas natural en amoníaco ao tempo que se reducen as emisións de COXNUMX".₂ á atmosfera ata un 80% en relación coas mellores tecnoloxías dispoñibles”. En pocas palabras, propón substituír a unidade CDR (eliminación de dióxido de carbono) utilizada para captar o dióxido de carbono dos gases de escape despois da combustión por unha "estratexia de descarburación previa á queima".

Hai moitas outras ideas novas. A empresa estadounidense Monolith Materials ofrece "un novo proceso eléctrico para converter o gas natural en carbono en forma de hollín e hidróxeno con alta eficiencia". O carbón non é un desperdicio aquí, senón unha substancia que pode tomar a forma dunha mercadoría comercialmente valiosa. A empresa quere almacenar hidróxeno non só en forma de amoníaco, senón tamén, por exemplo, en metanol. Tamén existe eSMR, un método desenvolvido por Haldor Topsoe de Dinamarca baseado uso da electricidade xerada a partir de fontes renovables como fonte adicional de calor do proceso na fase de reformado con vapor de metano na produción de hidróxeno nunha planta de amoníaco. Prevese unha redución de emisións de CO₂ para a produción de amoníaco preto do 30%.

Como sabedes, o noso Orlen tamén se dedica á produción de hidróxeno. Falou sobre a produción de amoníaco verde como almacenamento de enerxía no Congreso de Química de Polonia en setembro de 2020, é dicir. uns días antes da saída do citado transporte a Xapón, Jacek Mendelevsky, membro da directiva de Anwil do grupo PKN Orlen. De feito, probablemente foi amoníaco azulsegundo a clasificación anterior. Non está claro desta declaración que este produto xa estea fabricado por Anwil, pero pódese supoñer que hai plans en Polonia para producir polo menos amoníaco azul.