Los combustibles sintéticos podrían ser la respuesta a la red del transporte marítimo

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Los combustibles sintéticos podrían ser la solución tecnológica que necesita el transporte marítimo porque prometen la posibilidad de alcanzar objetivos de cero emisiones. Pero son costosos y pierden más energía que los combustibles fósiles. Sin embargo, a medida que el mundo trata de alcanzar objetivos de cero emisiones netas, las compañías navieras pueden tener pocas opciones más que usarlas más; después de todo, hay muy pocas alternativas

Aquí está el dilema: el transporte marítimo representa el 90 % de los bienes transportados en todo el mundo, y también es el modo de transporte de carga internacional más eficiente desde el punto de vista energético. Pero también es una fuente importante de emisiones globales de gases de efecto invernadero. Las alternativas más ecológicas a menudo se consideran prohibitivamente caras en un mercado altamente competitivo. Y el cambio es a menudo desesperadamente lento.

Hoy, el transporte marítimo internacional genera 681 millones de toneladas de CO2 cada año. Si bien el sector está mejorando en términos de eficiencia energética, es probable que las emisiones se mantengan en alrededor de 600 megatones, ya que se espera que el comercio marítimo crezca un 15 % para 2030. Por lo tanto, analizaremos el caso comercial del combustible sintético para transporte marítimo como una solución tecnológica para reducir las emisiones de carbono. Evaluaremos dónde nos encontramos en este momento y las presiones a las que se enfrentan las empresas para cumplir con los objetivos de cero emisiones netas. Y examinaremos qué combustibles alternativos podrían ser tecnología punta a medida que la ciencia mejora y se adapta.

Vale la pena agregar que estamos trabajando con la visión de consenso de la demanda esperada de transporte marítimo en el contexto de la política actual.

Las emisiones de dióxido de carbono alcanzaron su punto máximo en 2018, pero se espera que se mantengan por encima de los 600 megatones de CO2 para 2030

El transporte marítimo es un sector 'difícil de reducir'. Ahí es donde es prohibitivamente costoso, o la tecnología aún no está allí para reducir significativamente las emisiones nocivas. Por ejemplo, la electrificación total del transporte marítimo no es una estrategia factible, dadas las limitaciones tecnológicas. Entonces, cualquier vía de transición es gradual y larga. Y la naturaleza internacional del transporte marítimo no ayuda mucho. Puede argumentar que cualquier intervención política debe ser alineada e implementada globalmente por la autoridad global, la Organización Marítima Internacional (OMI).

Desafortunadamente, la OMI no es exactamente una bestia de rápido movimiento. Todavía tiene como objetivo una reducción del 50% en CO2 para el envío para 2050 desde una base de 2008 en lugar de 1990, donde se contempla el Acuerdo de París. Eso está muy lejos tanto del acuerdo de 2015 como del objetivo de cero emisiones netas para la economía global.

Por otro lado, es alentador ver que algunos transatlánticos de grandes contenedores como Maersk, MSC y Hapag Lloyd ya se están comprometiendo con cero emisiones netas para 2050.

Dadas estas limitaciones técnicas y políticas, existen tres estrategias principales para reducir las emisiones:

Subrayamos absolutamente la importancia de la reducción de la demanda en los caminos del sector hacia una economía neta cero, en particular en sectores difíciles de reducir como el transporte marítimo y la aviación. Pero también nos damos cuenta de que no es la ruta más probable dada la opinión de consenso sobre el crecimiento del transporte marítimo, que está vinculado al PIB mundial y al crecimiento de la población.

Además, las mejoras de eficiencia en la práctica tienden a detener el crecimiento de las emisiones, pero no reducen las emisiones de una manera que coloque al sector en un camino de cero emisiones netas.

Por último, es probable que el suministro de biocombustibles sea limitado dada la gran cantidad de combustible de transporte marítimo que debe reemplazarse y el hecho de que las rutas de cero emisiones netas para otros sectores también dependen de los biocombustibles (como la aviación, el transporte por carretera y el sector químico). ).

Creemos que es probable que los combustibles sintéticos sean un ingrediente crucial en el camino de transición del transporte marítimo hacia una economía neta cero. Y vamos a explicar por qué.

Hoy, fuera de las áreas de control de emisiones,VLSFO(Fueloil con muy bajo contenido de azufre) yHFO (Fuel Oil Pesado), en combinación con un lavador instalado, son los principales combustibles utilizados por las grandes embarcaciones marinas. HFO es el remanente del proceso de destilación y craqueo del petróleo crudo. Contiene compuestos como azufre y nitrógeno. El uso de HFO, por lo tanto, tiene varios impactos ambientales. Además de ser un gran emisor de CO2, también emite compuestos contaminantes como el azufre y el carbón negro. Entonces, tiene el dilema político de tratar de decidir qué contaminación reducir.

Nos centramos en el objetivo del Acuerdo de París de limitar el calentamiento global a 1,5 grados centígrados. Dado que limitar el calentamiento global se trata de reducir el nivel de emisiones globales de carbono, la industria del transporte marítimo también necesita descarbonizarse. Esto exige la transición a combustibles sintéticos que emiten poco o nada de CO2 desde el pozo hasta la estela.

Además del HFO, existen otros combustibles derivados del petróleo que utilizan los barcos. Incluyen Gasóleo Marino (MGO), fueloil de muy bajo contenido de azufre (VLSFO) o fueloil ultrabajo en azufre (ULSFO, que son obligatorios en áreas de control de emisiones como los mares del Norte y Báltico). Gas natural licuado (GNL) es un combustible emergente, que es un combustible alternativo y 'más limpio' en comparación con los combustibles derivados del petróleo, pero sigue siendo un combustible fósil que emite CO2.

Muchos barcos nuevos que se construyen hoy en día están diseñados para ser altamente eficientes energéticamente, y las regulaciones de la OMI están jugando su papel aquí. Muchas embarcaciones también están cambiando para operar con GNL para reducir las emisiones. Pero no es una solución permanente y se ve más como un paso intermedio hacia la descarbonización total de la industria del transporte marítimo.

Aquí es donde entran en juego los combustibles sintéticos.Combustibles sintéticos se fabrican en una planta química a través de un proceso químico en lugar de ser extraídos de la tierra y refinados. Idealmente, este proceso de producción no involucraría combustibles fósiles (la ruta verde).

En este artículo, vamos a arrojar luz sobre los costos de producción de los combustibles sintéticos (costo del pozo al tanque) y el caso de uso de los combustibles sintéticos en el transporte marítimo (costos del tanque al despertar). Dado el estado actual de la tecnología,metanol, amoníaco e hidrógeno se consideran combustibles sintéticos relevantes en el transporte marítimo. La tabla al final de este artículo describe estos combustibles.

Recuerde, estos combustibles no son solo conceptos teóricos. En los últimos seis meses, ha habido una serie de pedidos de buques con capacidad para metanol y preparados para metanol en el transporte de contenedores. Estos son buques de combustible dual, capaces de cambiar a metanol verde después de una futura actualización. Maersk, por ejemplo, tiene pedidos 19 de estos buques.

Cuando el combustible marino tradicional basado en fósiles se quema en el motor de un barco, los átomos de carbono (C) reaccionan con el oxígeno del aire (O2), que proporciona energía y crea CO2. Esta opción a menudo se ve como la tecnología 'negra' o 'sucia' que aumenta las emisiones de carbono y contribuye al calentamiento global. Como indicación, los combustibles derivados del petróleo emiten de 3,5 a 3,7 kilogramos de CO2 por tonelada de peso muerto por kilómetro. Un barco similar con gas natural licuado ahorra alrededor del 30 % de las emisiones de carbono, pero sigue emitiendo 2,7 kilogramos de CO2 por kilómetro.

Los combustibles sintéticos como el hidrógeno y el amoníaco pueden reducir drásticamente las emisiones de carbono en el transporte marítimo, especialmente si se producen con electricidad verde (verde) o cuando se aplica captura y almacenamiento de carbono (azul)

La magia de los combustibles sintéticos es que las emisiones de carbono de los barcos pueden reducirse drásticamente o incluso anularse en el caso de los barcos propulsados ​​por hidrógeno o los barcos que funcionan con amoníaco. Y eso es especialmente cierto cuando el hidrógeno necesario para producir amoníaco se produce con electrolizadores que funcionan completamente con energía renovable (el hidrógeno verde más oscuro).

El metanol está hecho de gas de síntesis, que es una mezcla de hidrógeno y monóxido de carbono y, por lo tanto, todavía contiene átomos de carbono (consulte la tabla del apéndice al final de este artículo). Los barcos que funcionan con metanol siguen emitiendo CO2. Nuestros cálculos indican que las emisiones se reducen en aproximadamente un 20 % en comparación con los combustibles derivados del petróleo si el metanol es completamente verde (es decir, se produce con hidrógeno verde y energía 100 % renovable). Cuando el metanol se produce con hidrógeno azul, el buque emite alrededor de un 13 % menos de CO2 en términos netos.

Los combustibles sintéticos deben producirse de forma sostenible

Tenga en cuenta también que el GNL emite menos que el metanol verde y azul, pero la opinión estándar es que el gas natural, y por lo tanto el GNL de origen fósil, debe eliminarse gradualmente en una economía neta cero y, por lo tanto, es un "combustible de transición". Eso debería aplicarse igualmente al metanol, ya que emite más emisiones de carbono que el GNL de origen fósil. En el futuro, el GNL producido sintéticamente (también llamado E-LNG) podría ser parte de la combinación de combustibles en el transporte marítimo, pero lo veremos otro día.

Finalmente, tenga en cuenta que el amoníaco gris y el metanol gris son en realidad mucho más contaminantes que los combustibles marinos de origen fósil. La producción de combustibles sintéticos está sujeta a leyes físicas que implican altas pérdidas de energía. Como resultado, el impacto climático de los combustibles sintéticos es peor en comparación con los combustibles fósiles, a menos que se produzcan de una manera más sostenible (es decir, con hidrógeno azul o verde en lugar de gris). Es justo decir que el sector del transporte marítimo puede empeorar las cosas si utiliza combustibles sintéticos de forma no sostenible.

El hidrógeno para combustibles sintéticos en el transporte marítimo debe ser azul o verde para reducir o eliminar las emisiones de carbono

Por lo tanto, ahora está claro que los combustibles sintéticos pueden "verdear" radicalmente el sector del transporte marítimo, que es difícil de reducir, y ponerlo en el camino hacia las emisiones netas cero. La condición necesaria es que el hidrógeno requerido se produzca con pocas emisiones de carbono, es decir, con hidrógeno azul o verde.

Las preguntas obvias entonces son, ¿por qué no ha sucedido ya? ¿Y por qué no usamos ya combustibles sintéticos en los barcos?

La respuesta es bastante simple. La tecnología aún está en pañales y el proceso de producción consume mucha energía en comparación con el combustible convencional, incluso con tecnología madura. Por lo tanto, los costos de producción del combustible sintético son mucho más altos. Actualmente, las opciones verdes aumentan los costos de combustible de 4 a 9 veces en comparación con los combustibles fósiles, las opciones azules aumentan los costos de combustible de 2 a 5 veces.

Coste indicativo no subvencionado de los combustibles de transporte marítimo en euros por tonelada de peso muerto por 1.000 km (euro/DWT/1.000 km)

Este diferencial de precios es muy importante para los 'buques de combustible dual' que pueden funcionar con combustibles sintéticos como metanol o amoníaco y combustibles fósiles con ajustes mínimos. Para estos barcos, sigue siendo una opción cambiar a la quema de combustible búnker a base de fósiles si no es durante un viaje, al menos entre viajes.

Hay dos formas de ver esta gran diferencia de precio:

Una forma es decir que los combustibles sintéticos actualmente son demasiado caros. Esto se puede resolver en parte con subsidios e innovación, ya que los costos de producción de hidrógeno podrían reducirse. Hay muchos estudios que predicen grandes disminuciones de costos para el hidrógeno verde. Pero estos solo surgen si los costos de capital para los electrolizadores disminuyen considerablemente, los precios de la energía se reducen y los precios del carbono aumentan aún más. Eso no es impensable, pero tampoco es un trato cerrado. También podría ser que los clientes estén dispuestos a pagar una prima por el envío ecológico, pero queda por ver en qué medida se verán afectadas las tarifas de envío de contenedores.

Es casi imposible predecir la competitividad futura de los combustibles sintéticos en el transporte marítimo

También se podría decir que los combustibles fósiles son actualmente demasiado baratos y que los combustibles sintéticos no están en una 'lucha justa'. El paquete EU Fit for 55 comienza a abordar este punto al extender el Sistema de Comercio de Emisiones (ETS) de la UE al transporte marítimo. Este precio de las emisiones de carbono reducirá el límite entre los combustibles fósiles y los combustibles sintéticos, en particular los verdes y azules. Y el mecanismo de ajuste fronterizo de carbono de la UE podría impulsar a otras regiones del mundo a gravar el carbono en el transporte marítimo también, para que puedan usar los ingresos fiscales en lugar de pagar el costo del carbono a Europa, por ejemplo.

Pero el precio de los combustibles fósiles también dependerá en gran medida de las estrategias de fijación de precios de los países productores de petróleo. Y no sabemos cómo responderán estos países durante la transición energética. ¿Inundarán el mercado con petróleo anticipándose a una menor demanda de petróleo, haciendo más difícil que los combustibles sintéticos compitan con los combustibles fósiles (la paradoja verde)? ¿O podrán mantener altos los precios reduciendo la producción de manera coordinada, necesaria para cerrar la brecha de precios con los combustibles sintéticos?

Dadas estas grandes incertidumbres, es casi imposible predecir la competitividad futura de los combustibles sintéticos en el transporte marítimo. Y no se debe confiar necesariamente en esas rutas que existen como guía sobre lo que puede suceder dentro de muchos años. Las compañías navieras observarán de cerca estos desarrollos y deberían pensar en escenarios de precios en lugar de pronósticos exactos.

Los combustibles sintéticos también plantean una compensación no tan agradable entre los costos de combustible y los ingresos por transporte. Si bien los combustibles sintéticos podrían tener un impacto climático positivo en términos de emisiones de CO2 más bajas, vienen con densidades de energía más bajas, especialmente en términos volumétricos.

La pobre física volumétrica de los combustibles sintéticos hace que los barcos que los utilizan tengan que instalar tanques más grandes para recorrer la misma distancia, pero eso implica menos espacio para la carga y menores ingresos. O podrían enviar la misma cantidad de carga con un tamaño de tanque similar, pero luego tienen que reabastecerse de combustible con más frecuencia. Y dado que el barco está atracado mientras reposta, no gana dinero enviando carga por todo el mundo.

Nuestros cálculos indican que los buques que funcionan con metanol tendrían que tanquear de 2 a 2,5 veces más a menudo en comparación con los buques que funcionan con HFO, MGO o VLSFO (14 veces durante el año en comparación con 6-7 veces). Tenga en cuenta, sin embargo, que el número es bastante similar a los barcos que funcionan con GNL.

El panorama es aún peor para los buques que funcionan con amoníaco o hidrógeno. Debido a las características químicas, tienen que tanquear unas cinco veces más si instalan un tamaño de tanque similar en comparación con los buques que funcionan con combustibles a base de petróleo. Pero tanquear alrededor de 30 veces al año no es una opción realista, por lo que el tamaño del tanque para los buques propulsados ​​por amoníaco e hidrógeno debe ser mayor, lo que implica menos espacio para la carga si el tamaño del buque sigue siendo el mismo.

Número indicativo de repostajes anuales*

Es importante no dejarse llevar. Los combustibles sintéticos claramente serán parte de un camino de cero neto, en particular para sectores difíciles de reducir como el transporte marítimo y la aviación, especialmente como las "soluciones tecnológicas fáciles" como la electrificación y soluciones finales como la captura de carbono y El almacenamiento promete poco. Pero no podemos tomárnoslo con demasiada calma, también hay desventajas.

El problema con los combustibles sintéticos es que deben fabricarse en comparación con los combustibles fósiles que se pueden encontrar en el suelo. Y ese proceso de producción es muyenergía intensiva . Por ejemplo, alrededor del 65% al ​​50% de la energía se pierde en el proceso de producción de metanol y amoníaco (eficiencia de producción). Y alrededor del 45% al ​​60% de la energía se pierde al quemar el combustible en el motor del barco (eficiencia de propulsión). En conjunto, se obtiene una eficiencia general del 20 % en el peor de los casos y del 25 % en el mejor de los casos, lo que significa que se pierde hasta el 80 % de la energía cuando se utilizan combustibles sintéticos. Dicho de otra manera, los barcos que funcionan con combustibles sintéticos solo usan entre el 20% y el 25% de la energía que se proporciona. Eso es un bajo rendimiento asombroso.

Los combustibles sintéticos requieren mucho hidrógeno verde y, por lo tanto,electricidad verde de aerogeneradores y paneles solares. En los Países Bajos, por ejemplo, se necesitan más de 100 gigavatios (GW) de energía eólica marina para sustituir todos los combustibles búnker a base de petróleo para la aviación y el transporte marítimo con combustibles sintéticos. Actualmente, solo hay instalados 3 GW, que se espera que aumenten a 20 GW para 2030 y 70 GW para 2050. Si bien estos son objetivos muy ambiciosos para la energía eólica marina, aún no alcanzan lo que se necesitaría para el transporte marítimo y la aviación. Y otros sectores también quieren usar electricidad verde, como la fabricación de acero, la industria del plástico, el transporte por carretera y el sector inmobiliario comercial y residencial. Por lo tanto, las bajas eficiencias energéticas de los combustibles sintéticos solo se justifican cuando la energía verde es abundante en una economía neta cero, y ciertamente aún no hemos llegado allí.

Los combustibles sintéticos no solo requieren hidrógeno verde, sino que algunos (como el metanol) también requierenfuentes verdes de carbono . Actualmente, los combustibles fósiles son una fuente de carbono abundante y barata, pero en realidad no existirán en una economía neta cero. Como resultado, las fuentes de carbono verde serán escasas en una economía neta cero y deben provenir de biomasa, desechos (reciclaje de plásticos y alimentos) y reservorios de carbono (reservorios subterráneos de actividades CCS o el aire usando Direct Air Capture). Todas estas fuentes aún no están fácilmente disponibles y comercializadas. Por lo tanto, es probable que la producción de grandes cantidades de combustibles sintéticos enfrente una feroz competencia por las fuentes de carbono verde con otros sectores en el mejor de los casos, o una competencia por la escasez de carbono en el peor de los casos.

Dadas las ineficiencias energéticas y la probable escasez de fuentes verdes de carbono, podría ser mejor producirazul en lugar de verde metanol ¿Por qué se produciría hidrógeno verde y se combinaría con una fuente de carbono verde, mientras que el metanol se puede producir directamente a partir de una fuente abundante de carbono fósil y sus emisiones se pueden reducir con CCS? Nuestro gráfico de emisiones muestra que el metanol verde y azul tienen aproximadamente los mismos niveles de emisión, y ambos emiten menos que los combustibles fósiles que se utilizan actualmente, excepto el GNL. Entonces, si bien los propietarios de barcos como Maersk o sus grandes clientes como Ikea, Amazon y Unilever pueden preferir soluciones ecológicas para posicionarse como empresas sostenibles, un poco de pensamiento sobre sistemas de energía podría llevar a otras opciones (por ejemplo, opciones azules que siguen siendo fósiles).

Entonces, si bien los combustibles sintéticos se pueden producir de manera ecológica, no volarán simplemente porque son ecológicos. Los combustibles sintéticos tienen que vencer a la tecnología fósil establecida, pero eso no será pan comido, dada la pobre física y economía de los combustibles sintéticos. Por lo tanto, nos resulta difícil imaginar un futuro en el que los combustibles sintéticos reemplacen por completo a los combustibles fósiles en el transporte marítimo.

Eso tampoco significa que su papel futuro será marginal. Después de todo, hay muy pocas otras opciones libres de carbono para el transporte marítimo disponibles además de los biocombustibles, cuyo suministro será limitado. ¡El envío sin emisiones de carbono simplemente significa combustibles sin emisiones de carbono! Es por eso que los combustibles sintéticos serán parte del camino del sector hacia una economía neta cero, pero aún es difícil anticipar hasta qué punto.

Por último, es probable que la evolución de las políticas impulse también los combustibles sintéticos. La Unión Europea tiene como objetivo reducir la intensidad de los gases de efecto invernadero en un 80 % en 2050 en comparación con los niveles de 2020, comenzando con un 2 % en 2025. Y la OMI se enfrenta a una presión cada vez mayor para aumentar su ambición de reducir las emisiones de carbono. Eso también significará que el transporte marítimo se verá obligado a comenzar a utilizar combustibles bajos en carbono.

Para concluir, los combustibles sintéticos vienen con costos más altos. Los costos directos de precios de combustible más altos y los costos indirectos de recargas de combustible más frecuentes o menos carga que se puede enviar. Por lo tanto, las tarifas de envío deben ser más altas para los buques que funcionan con combustibles sintéticos. En segundo lugar, los combustibles fósiles dañan el clima, pero a menudo son superiores en términos de características químicas. En ese sentido, son difíciles de superar.

Todavía es demasiado pronto para decir cuándo el transporte marítimo será verificablemente sostenible. Incluso hoy, las rutas hacia cero emisiones no están claras. Y son caros. Pero al menos podemos ver un camino potencial hacia una industria marítima más limpia, incluso si no podemos decir cuándo llegaremos allí ni cuál de los combustibles sintéticos disponibles finalmente se volverá dominante. El transporte marítimo deberá basarse en un enfoque múltiple, comenzando con la eficiencia energética y uno que incluya biocombustibles y gas nacional licuado, si va a lograr un buen progreso.

Combustibles en el transporte marítimo y sus principales características desde la perspectiva de un economista

Petróleo combustible pesado (HFO)

HFO es el residuo del proceso de destilación y craqueo del petróleo crudo. Debe calentarse a 40 °C durante el almacenamiento para evitar que se convierta en una "sustancia sólida" que no se puede quemar en los motores de los barcos. El fueloil pesado tiene un contenido de azufre relativamente alto en comparación con otros tipos de combustible, y el azufre se emite con los gases de escape del barco en forma de dióxido de azufre (SO2), que es dañino para los organismos vivos y puede contribuir a la lluvia ácida. Por lo tanto, los sistemas de limpieza de gases de escape (comúnmente denominados 'depuradores') se agregan a la embarcación para reducir las emisiones de azufre.

El precio del petróleo y las pérdidas de energía en el proceso de producción son los principales parámetros económicos del caso de negocio. El transporte marítimo no está sujeto a un precio de carbono.

Gasóleo Marino (MGO)

El MGO también es un residuo del proceso de destilación y craqueo del petróleo crudo, pero a diferencia del HFO, no tiene que calentarse durante el almacenamiento.

El precio del petróleo y las pérdidas de energía en el proceso de producción son los principales parámetros económicos del caso de negocio. El transporte marítimo aún no está sujeto a un precio del carbono.

Combustóleo muy bajo en azufre (VLSFO)

También conocido como 'combustible compatible con azufre al 0,5 %', es un combustible que genera menos emisiones de azufre en comparación con el HFO y el MGO.

HFO, MGO y VLSFO tienen aproximadamente la misma densidad específica y de energía de alrededor de 40-42 MJ/kg y 900-1000 kg/m3. Esto hace que estos combustibles fósiles sean superiores desde el punto de vista químico: se puede obtener mucha energía de una pequeña cantidad de combustible. Aparte de las emisiones de carbono, son difíciles de superar.

El precio del petróleo y las pérdidas de energía en el proceso de producción son los principales parámetros económicos del caso de negocio. El transporte marítimo aún no está sujeto a un precio del carbono.

Gas Natural Licuado (GNL)

El GNL es un líquido incoloro y no tóxico que se forma cuando el gas natural se enfría a -162 ºC (-260 ºF). El proceso de enfriamiento reduce el volumen del gas 600 veces, lo que permite almacenarlo y enviarlo de manera segura. En su estado líquido, el GNL no se enciende. Cuando el GNL llega a su destino, se vuelve a convertir en gas en las plantas de regasificación. El GNL ahora está emergiendo como un combustible de transporte competitivo y más limpio, especialmente para el transporte marítimo y el transporte pesado por carretera.

El GNL tiene una densidad específica más alta en comparación con HFO, MGO y VLSFO (50 MJ/kg), pero su densidad energética es un 50 % más baja (alrededor de 450 kg/m3), lo que significa que el GNL necesita tanques más grandes para obtener el mismo nivel de energía en comparación a los combustibles a base de petróleo.

El precio del gas natural, los costos de licuefacción, transporte y gasificación son los principales impulsores del caso comercial. El transporte marítimo aún no está sujeto a un precio del carbono.

Hidrógeno

El hidrógeno es uno de los átomos más pequeños, simples y abundantes del mundo. Se estima que contribuye con el 75% de la masa del universo. En la Tierra, el agua, las plantas, los animales y los seres humanos contienen una gran cantidad de átomos de hidrógeno. Pero si bien está presente en casi todas las moléculas de los seres vivos, es muy escaso como gas independiente. Esto significa que el hidrógeno debe ser producido por procesos químicos. Hay tres procesos de producción principales, todos indicados por un color:

El hidrógeno tiene una alta densidad específica de 120 MJ/kg pero una densidad de energía extremadamente baja de solo 40 kg/m3, lo que significa que necesita grandes tanques para almacenar el gas. La densidad de energía se puede mejorar a 71 kg/m3 mediante la licuefacción de hidrógeno. Dado que esto sucede a -252 °C, requiere mucha energía y, aun así, la densidad de energía sigue siendo baja en comparación con los combustibles marinos de origen fósil.

El precio del gas natural (gris), el precio del carbono (gris y azul) o el precio de la energía (verde) y las pérdidas de energía son los principales factores de coste.

Amoníaco

El amoníaco (NH3) se produce combinando nitrógeno con hidrógeno y, por lo tanto, no involucra combustibles fósiles. El proceso se denomina proceso Haber-Bosch y funciona a alta temperatura y presión, por lo que requiere mucha energía. En comparación con otros combustibles fósiles, la densidad de energía es relativamente baja. El amoníaco gris, azul y verde se refiere al uso de hidrógeno gris, azul y verde para producir amoníaco. La densidad energética del amoníaco es mucho mejor que la del hidrógeno (840 frente a 40 kg/m3) y, por lo tanto, el amoníaco suele considerarse como un vehículo para transportar hidrógeno. Sin embargo, el amoníaco es un líquido altamente tóxico, por lo que el transporte no está exento de riesgos. La contaminación ambiental puede ser devastadora cuando las cosas van mal.

El precio del gas natural (gris), el precio del carbono (gris y azul) o el precio de la energía (verde) y las pérdidas de energía son los principales factores de coste.

metanol

El metanol es un alcohol ampliamente utilizado que es una materia prima para muchos productos químicos básicos diferentes, como los plásticos, pero también se puede usar como combustible para envíos. El metanol está hecho de gas de síntesis, o gas de síntesis, que es una mezcla de hidrógeno y monóxido de carbono. Dado que hay más hidrógeno presente en el gas de síntesis del que se consume para la producción de metanol, se lleva a cabo una reacción adicional en la que se agrega CO2 al sistema para que reaccione con el hidrógeno restante. Este CO2 vuelve a entrar en la atmósfera cuando se quema metanol en un motor de barco.

El impacto ambiental depende de la forma en que se obtiene el CO2. Si se utiliza el CO2 de las actividades de CAC, el proceso es 'carbono neutral'; el sector del transporte marítimo emite el carbono que se captura en otros segmentos de la economía (como la fabricación). Si el CO2 se toma directamente del aire a través de la captura directa de aire o DAC, el proceso es 'cero neto' ya que el sector del transporte marítimo emite el carbono que se extrajo del aire primero.

Dependiendo de la fuente de hidrógeno en el gas de síntesis, el metanol también se puede etiquetar como metanol gris, azul o verde.

El precio del gas natural (gris), el precio del carbono (azul) o el precio de la energía (verde) y las pérdidas de energía son los principales factores de coste.

El metanol se puede convertir aún más enéter dimetílico (DME) que también puede ser utilizado como combustible alternativo en motores diesel debido a su alto índice de cetano. Pero dado que requiere agregar etapas de producción, la economía tiende a ser peor en comparación con el uso de metanol.

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