El amoniaco (NH₃) se presenta como un combustible alternativo para camiones debido a su densidad energética y potencial de emisiones neutras de carbono si se produce con fuentes renovables. La implementación de amoniaco verde en motores para camiones es un aspecto que ha levantado gran interés en la transición hacia combustibles más sostenibles.
Los motores de amoniaco pueden operar de dos formas principales:
Motor de combustión interna directa
Este tipo de motor es similar a los motores diésel o de gasolina. El amoniaco se quema en un proceso de ignición tras ser mezclado con aire. Sin embargo, la baja velocidad de combustión del amoniaco requiere asistencia, como la adición de un segundo combustible (por ejemplo, hidrógeno).
Conversión a hidrógeno in situ
El amoniaco se descompone en nitrógeno (N₂) e hidrógeno (H₂) mediante un reactor de craqueo térmico o catalítico. El hidrógeno producido se utiliza como combustible en un motor de combustión o en una celda de combustible.
En ambas configuraciones, los sistemas deben incorporar tecnologías avanzadas de control para manejar los desafíos asociados al amoniaco.
Ventajas del amoniaco como combustible para camiones
Cada combustible tiene beneficios e inconvenientes, pero en este caso, nos centraremos en el uso aplicado a la impulsión de camiones. En este sentido las principales ventajas son:
1.- Alta densidad energética: aunque inferior a la del diésel, su densidad volumétrica es significativamente mejor que la del hidrógeno comprimido.
2.- Producción sostenible: puede sintetizarse a partir de energía renovable, nitrógeno y agua.
3.- Transporte y almacenamiento: es más fácil de manejar que el hidrógeno. Se almacena a presión moderada o como líquido refrigerado.
4.- Neutralidad de carbono: si se produce con energía renovable, como es el caso del amoniaco verde, el ciclo completo de uso puede ser libre de emisiones netas de CO₂.
Inconvenientes
Los principales obstáculos que aun están en investigación son:
1.- Baja reactividad: el amoniaco tiene una velocidad de combustión lenta y un rango inflamable limitado, lo que complica su uso en motores convencionales.
2.- Producción de NOₓ: durante la combustión pueden formarse óxidos de nitrógeno. Para solucionarlo se utilizan sistemas avanzados de postratamiento de gases.
3.- Toxicidad y seguridad: es tóxico y requiere protocolos estrictos para su manejo y transporte.
4.- Infraestructura limitada: las estaciones de suministro son escasas. Esta barrera dificulta su adopción masiva en la actualidad.
5.- Coste inicial alto: las tecnologías necesarias para su implementación son costosas y aún no están completamente maduras.
Ejemplos de empresas que fabrican motores de amoniaco para camiones
Amogy: es una startup que desarrolla sistemas de energía basados en amoniaco. Ha probado camiones impulsados por celdas de combustible alimentadas con hidrógeno extraído del amoniaco.
Cummins: está explorando motores de combustión interna de amoniaco. La compañía americana está aprovechando su experiencia en motores diésel y gas natural.
MAN Energy Solutions: el fabricante de camiones está implementando sus motores de amoniaco. Sin embargo, está más avanzada su tecnología aplicada a soluciones para el sector marítimo.
El camión impulsado por amoniaco de Amogy
La empresa Amogy Inc., quiere revolucionar el mundo del transporte de mercancías con su camión impulsado con amoniaco verde. Esta empresa ha desarrollado una cabeza tractora impulsada 100% con amoniaco, y ha logrado la atención de las empresas de logística.
La base de este proyecto es desarrollar la tecnología necesaria para convertir el amoníaco en energía. En este caso, en 300 kW que son los que necesita esta cabeza tractora para arrancar y funcionar.
Durante la primera prueba de este semirremolque, este pudo circular durante horas por la Universidad de Stony Brook. Tras una parada para repostar de apenas ocho minutos. La energía eléctrica total almacenada por el propulsor de esta cabeza de camión fue de 900 kWh. Este gran proyecto llega después de esta empresa haya conseguido hacer funcionar con amoníaco un dron y un tractor con éxito. El camión impulsado por amoníaco puede ser su producto diferencial.
Una de las ventajas del amoníaco, frente al combustible de hidrógeno, es que no necesita que se desarrolle ningún tipo de infraestructura específica ni para su transporte ni para su almacenamiento. Una vez creada y perfeccionada la tecnología para convertir el material en energía, podría convertirse en la gran alternativa a los combustibles fósiles.
La tecnonología patentada para el camión de amoniaco
La tecnología patentada de Amogy permite la transformación del amoníaco en hidrógeno dentro del propio camión. El amoniaco se introduce en una celda de combustible que genera electricidad. Esta energía alimenta el motor que impulsa el vehículo. El amoníaco líquido tiene una densidad de energía, que es aproximadamente tres veces mayor que la del hidrógeno comprimido. Además, requiere mucha menos energía, lo que hace que su almacenamiento y transporte sean rentables.
Como producto básico mundial, ya se producen y transportan 200 millones de toneladas de amoníaco cada año. Esta cifra lo convierte en un combustible alternativo muy accesible. Por lo tanto, se presenta como una solución viable dentro de la cadena de valor de combustibles libres de carbono, gracias a la infraestructura de transporte existente.
Un remolcador propulsado por amoniaco
Entre los proyectos que está trabajando esta compañía, fundada en 2020, destaca un remolcador propulsado por amoníaco a escala de 1 MW. Se espera que se lance durante este año, es decir, a lo largo del 2023. Ya han logrado demostraciones exitosas en los EE. UU. y en Europa.
Así han logrado el apoyo de inversores como Amazon’s Climate Pledge Fund, AP Ventures, SK, Saudi Aramco y DCVC. Amogy está logrando un progreso sólido hacia su objetivo de reducir más de 5 mil millones de toneladas métricas de emisiones de CO 2 -eq para 2040.
