Amoníaco verde: alternativa viable para almacenar, transportar y generar hidrógeno sin emisiones

Aunque tradicionalmente se ha utilizado para la producción de fertilizantes, el amoníaco podría desempeñar un papel estratégico en la transición energética. Su capacidad para almacenar hidrógeno de forma eficiente, su transporte seguro a gran escala y las nuevas tecnologías de craqueo descentralizado lo sitúan como una solución con alto potencial. El Instituto Fraunhofer de Microingeniería y Microsistemas (IMM) trabaja en proyectos pioneros para desarrollar tecnologías compactas, eficientes y con emisiones nulas.

Durante décadas, el amoníaco ha estado ligado principalmente al sector agrícola como base de fertilizantes. Sin embargo, gracias a su composición a partir de nitrógeno e hidrógeno, y a la posibilidad de producirlo sin emisiones de carbono, empieza a ganar protagonismo como vector energético en la transición hacia fuentes sostenibles. Investigadores del Fraunhofer IMM en Maguncia están desarrollando tecnologías innovadoras de craqueo de amoníaco orientadas al suministro de hidrógeno limpio y descentralizado.

“El amoníaco tiene un futuro prometedor como pilar de un sistema energético sostenible”, afirmó Gunther Kolb, director de la división de Energía y subdirector del Fraunhofer IMM. Según el investigador, uno de los mayores retos de la transición energética no es solo producir energía sin emisiones, sino también transportarla desde regiones con alto potencial renovable —como Chile o Australia— hasta otras con menor disponibilidad. En este contexto, el amoníaco ofrece ventajas técnicas y logísticas clave.

Planta piloto de Fraunhofer IMM para el craqueo de amoníaco, con una capacidad de procesamiento de 20 kg/h.

El hidrógeno verde (H₂) se combina con nitrógeno (N₂) en una proporción 3:1 para formar amoníaco (NH₃), una sustancia más estable y fácil de manejar. El amoníaco se mantiene en estado líquido a presión atmosférica y temperaturas de alrededor de -33 ^°C o a presiones relativamente bajas (7,5 bar), mientras que el hidrógeno requiere temperaturas criogénicas extremas (-253 ^°C) y procesos más costosos. Además, el amoníaco presenta una mayor densidad energética por volumen, lo que permite transportar más energía con menos espacio.

Kolb subrayó que la conversión del hidrógeno en amoníaco solo implica un 5% adicional de consumo energético respecto a la producción directa de hidrógeno verde. Tanto su producción como su craqueo posterior pueden realizarse con emisiones prácticamente nulas. Pese a su toxicidad y clasificación como sustancia peligrosa, las estrictas normas de seguridad actuales permiten transportar unos 25 millones de toneladas de amoníaco al año por barco y ferrocarril, principalmente para uso agrícola.

Para utilizarlo como fuente energética o en la industria química, el amoníaco debe reconvertirse en hidrógeno y nitrógeno. Este proceso se realiza en reactores a unos 600 ^°C, con catalizadores de níquel y gran superficie activa. Ya se están construyendo las primeras grandes plantas de electrólisis en países con abundante energía renovable —como Australia y Chile— destinadas a la producción de amoníaco. Paralelamente, en Europa avanza la construcción de centros de craqueo, como el que se está levantando en Róterdam.

A medio plazo, el objetivo es suministrar hidrógeno a través de redes de tuberías. Alemania prevé una red troncal de unos 9.000 kilómetros para 2032, en su mayoría adaptando gasoductos existentes. No obstante, muchas pymes y regiones periféricas no tendrán acceso directo a esta infraestructura.

En el marco del proyecto Gamma de la UE, este buque de carga será parcialmente propulsado mediante un craqueador de amoníaco de Fraunhofer IMM, con una potencia eléctrica equivalente de 400 kW, junto a una pila de combustible.

Para cubrir esta brecha, Fraunhofer IMM está desarrollando tecnologías de craqueo descentralizado que permiten generar entre 100 kg y 10 toneladas de hidrógeno al día sin emisiones. En el proyecto Ammonpaktor, financiado por el estado de Renania-Palatinado, el instituto creó junto con Fraunhofer ITWM un craqueador compacto que alcanza una eficiencia del 90% mediante un intercambiador de calor tipo placa con revestimiento catalítico y combustión integrada de gases de escape.

Este sistema aprovecha los gases residuales del proceso de purificación por adsorción para calentar el reactor, eliminando la necesidad de fuentes externas de energía. En comparación con tecnologías convencionales, el prototipo Ammonpaktor es un 90% más compacto, lo que lo hace ideal para aplicaciones móviles o con restricciones de espacio. Su diseño también reduce significativamente la huella de carbono respecto a soluciones con calefacción eléctrica externa.

Según Kolb, la clave está en la eficiencia térmica del sistema: “En lugar de calentar un reactor desde el exterior a 900 ^°C, como se hace tradicionalmente, nuestra tecnología genera el calor directamente donde se necesita, lo que se traduce en un ahorro energético considerable”.

El prototipo desarrollado en Maguncia ya permite producir 75 kg de hidrógeno al día, equivalente a la producción diaria de una pila de combustible de 50 kW, suficiente para abastecer una pequeña hidrogenera. El siguiente objetivo es escalar esta producción hasta las 10 toneladas diarias, dentro del proyecto marítimo europeo Gamma y de la iniciativa insignia AmmonVektor, liderada por Fraunhofer Umsicht, que aborda toda la cadena de valor del amoníaco verde.