El motor de amoníaco está dejando de ser una promesa y se consolida como una tecnología real y viable, especialmente en el transporte marítimo, donde ya existen pruebas a escala real y pedidos comerciales. El desarrollo del motor impulsado por amoníaco ha avanzado significativamente en los últimos años. El impulso ha sido motivado principalmente por la necesidad de descarbonizar sectores difíciles de electrificar como el transporte marítimo y ciertas aplicaciones industriales.
Últimamente ha habido innovaciones interesantes que han supuesto notables avances en el motor de amoníaco. Por ejemplo, la combinación de amoníaco con pequeñas porciones de hidrógeno ha demostrado mejorar la inflamabilidad y reducir las emisiones. Por otro lado, se están probando diseños de puertos de admisión helicoidales y tangenciales para aumentar la turbulencia. También se busca mejorar la combustión del amoníaco. Actualmente, se aplica en motores de combustión interna, lo que ayuda a superar su baja reactividad y lentitud de combustión.
Las aplicaciones del motor de amoníaco
Los usos más habituales del motor de hidrógeno los encontramos en el transporte marítimo y terrestre.
Transporte marítimo: el principal impulsor
El sector marítimo lidera la adopción de motores de amoníaco. En barcos encontramos el mayor número de pruebas y desarrollos a escala real en motores de amoníaco de gran potencia.
En febrero de 2025, Mitsui E&S completó la primera prueba mundial de un motor de gran tamaño de combustible dual amoníaco/diésel: el MAN B&W 7S60ME-C10.5-LGIA-HPSCR, con una potencia máxima continua de 17.430 kW (23.700 BHP) a 105 rpm. Este motor será instalado en un bulkcarrier de 200.000 toneladas de peso muerto para la naviera japonesa K Line.
MAN Energy Solutions ha validado su sistema de inyección MELGIA. Es capaz de operar con amoníaco en un rango de carga del 25% al 100%. Ha demostrado eficiencia y reducción de emisiones en pruebas a gran escala desde noviembre de 2024.
WinGD, empresa suiza de energía marina, ha realizado con éxito las primeras pruebas de su motor X-DF-A alimentado con combustible de amoníaco. El prototipo monocilíndrico mostró resultados positivos en eficiencia, emisiones y consumo de combustible. Se prevé la entrega de los primeros motores comerciales en junio de 2025. Ya existen cerca de 30 pedidos para graneleros, portacontenedores y buques de GLP/amoníaco.
Automoción y aplicaciones terrestres
La empresa china GAC Motor ha desarrollado un motor de automóvil que funciona con amoníaco. Alcanza una potencia de 163 CV y logrando reducir hasta un 90% las emisiones de CO y CO2 respecto a motores convencionales. Este motor, aún en fase de pruebas, utiliza tecnologías de combustión interna similares a las existentes, facilitando la transición tecnológica. GAC asegura haber superado los problemas de baja inflamabilidad del amoníaco.
En Corea del Sur, el Instituto Coreano de Maquinaria y Materiales (KIMM), junto con Hyundai y Kia, ha desarrollado el primer motor de 2 litros alimentado con amoníaco, destinado a aplicaciones en vehículos, barcos, aviones y generadores industriales. Este motor incorpora inyección de amoníaco líquido a alta presión y sistemas avanzados de postratamiento para minimizar emisiones de NOx y amoníaco no quemado, logrando una potencia específica competitiva sin aditivos adicionales.
Comparativa de avances recientes del motor de amoníaco
El motor de amoniaco de MAN ES
MAN Energy Solutions (MAN ES) ha desarrollado un convertidor de reducción catalítica selectiva (SCR) de doble capa para un motor de amoniaco. El destacado fabricante alemán de motores MAN ES entregó el pasado año a Mitsui E&S el Cluster 5.
Este cluster5 representa la unidad más grande de su tipo construida por la empresa y está diseñado para el uso de amoníaco. Los sistemas SCR, como el Cluster 5, son comúnmente empleados en cruceros y buques de carga para reducir las emisiones de óxido de nitrógeno hasta en un 90%.
Con un diámetro de 3.900 mm y un peso de 28 toneladas métricas, el Cluster 5 Doble Capa es una pieza significativa en términos de tamaño y capacidad. Integrados en el sistema general de control del motor, los sistemas SCR de MAN ES están adaptados para mejorar la eficiencia y fiabilidad del sistema de inyección de combustible y del turbocompresor.
Integración del SCR en el motor de amoniaco
La integración de los sistemas SCR de MAN ES y las estrategias de control optimizadas pueden conducir a un ahorro de hasta 2,5 g/kWh en el consumo de fuel-oil. Además, permiten cumplir con las normativas IMO Tier III y reducir las emisiones de NOx en un 90%, al tiempo que mejoran la eficiencia en términos de consumo de combustible y urea.
Tras superar exitosamente la prueba de presión de agua, el componente fue enviado desde Dalian, China, a Tamano, Japón. MAN ES y Mitsui E&S han alcanzado un importante hito en la industria marítima con la primera operación de combustión de hidrógeno de un gran motor marino. Esta operación, llevada a cabo en las instalaciones de Mitsui E&S Tamano en Japón, es parte de un esfuerzo por introducir negocios relacionados con el hidrógeno en la industria marítima.
«Como primer SCR para un motor de amoníaco en todo el mundo, se trata de un momento histórico. Al ser el SCR de alta presión más grande que hemos construido, marca un nuevo hito para nuestra empresa», dijo Daniel Struckmeier, director de ventas y licencias de turbocompresores y tratamiento de gases de escape de MAN ES.
La seguridad en el motor de amoniaco
Un informe elaborado por Lloyd’s Register destaca la importancia de comprender los desafíos operativos y de seguridad de los motores de amoniaco. El informe titulado «Fuel for thought: Ammonia» aborda el uso del amoníaco como combustible, en el contexto de la transición energética marítima. El informe señala que, si bien la tecnología del amoníaco como combustible marítimo está en rápido desarrollo, es crucial abordar las lagunas existentes en el marco regulatorio. Se deben resolver los problemas relacionados con la producción y suministro de amoniaco verde de cero emisiones.
En este sentido, se enfatiza la necesidad de establecer un marco regulatorio robusto en el presente, lo que permitiría a la industria evitar posibles retrasos y aprovechar las sólidas ventajas tecnológicas que respaldan la adopción del amoníaco como combustible. Además, el informe destaca la importancia de considerar la aceptación social y la escalabilidad como factores fundamentales para la adopción de este vector energético.
Niveles de uso del amoniaco
Perspectivas y potencial de crecimiento
El informe Fuel for thought: Ammonia, subraya la importancia de abordar las lagunas normativas. También aborda la aplicación de la tecnología y los obstáculos a la producción. Tiene el fin de garantizar la integración sin fisuras del amoníaco en el panorama de los combustibles marinos. Asimismo, se destaca el potencial crecimiento de la demanda de amoníaco renovable en sectores como la agricultura y el transporte marítimo. Sería positivo la presión sobre la oferta y favorecería la producción de amoníaco azul y verde.
Existe un fuerte apoyo a los avances en tecnologías de motores alimentados con amoníaco. Por ejemplo, Lloyd’s Register emitió una aprobación en principio para diseños y tecnologías para el suministro y bunkering de amoníaco. También, elaboró una clasificación de gaseros propulsados por amoníaco. Se destaca el diseño desarrollado por Hyundai Mipo Dockyard para Exmar. Este respaldo subraya el compromiso de la industria marítima con la adopción de soluciones de propulsión más sostenibles y seguras.
Previsión de desarrollo de plantas para combustible de amotores de amoniaco
El informe destaca aspectos sobre la seguridad de la manipulación y la infraestructura asociada al amoniaco renovable. La industria marítima puede recurrir a la amplia experiencia del transporte de amoníaco como carga a lo largo de los siglos XX y XXI.
Retos pendientes del motor de amoniaco
Sin embargo, siguen existiendo preocupaciones. Las principales giran en torno a la toxicidad del amoníaco, la concientización, la formación de la tripulación y su impacto general. Hay especial enfasis en cuidar la salud acuática, humana y medioambiental. El precio de la electricidad renovable, el hidrógeno verde y la captura de carbono son factores determinantes en la viabilidad económica del amoníaco como combustible marino. Estos determinarán la velocidad de desarrollo del motor de amoniaco en la industria maritima.
