Què és l’amoníac verd?

La transició energètica cap a un model descarbonitzat s’enfronta a un repte tan important com complex: trobar vectors energètics nets capaços de substituir els combustibles fòssils en aplicacions on l’hidrogen verd, per si sol, presenta limitacions tècniques i econòmiques. El transport marítim de llarga distància, la generació elèctrica estacional, la indústria pesant o l’exportació intercontinental d’energia renovable són sectors que necessiten un combustible dens, transportable i compatible amb la infraestructura existent.

L’amoníac verd (NH₃) s’ha posicionat com una de les respostes més prometedores. Produït a partir d’hidrogen renovable i nitrogen de l’aire, ofereix una densitat energètica molt superior a la de l’hidrogen líquid, una infraestructura mundial de transport i emmagatzematge ja consolidada, i un balanç de carboni pràcticament nul al llarg de tota la seva cadena de valor.

Però passar del laboratori a la planta industrial exigeix una infraestructura tècnica robusta. Tecnium, fabricant espanyol d’equips per a la manipulació de fluids corrosius i el tractament de gasos des de 1957, subministra els components crítics per a les plantes de producció, emmagatzematge i ús de l’amoníac verd: dipòsits de polièster reforçat (PRFV), bombes de plàstic anticorrosives en PP, PVDF i PVC, i sistemes de rentat de gasos i biofiltració per al control de les emissions de NH₃.

Al llarg d’aquesta guia analitzem què és l’amoníac verd, com es produeix, quines aplicacions té com a combustible del futur i quines tecnologies industrials són imprescindibles per fer-lo viable a gran escala.

Què és l’amoníac verd i per què se l’anomena el combustible del futur

L’amoníac (NH₃) no és un descobriment nou. La indústria el produeix a escala des de 1913, any en què Fritz Haber i Carl Bosch van desenvolupar el procés catalític que continua dominant el mercat un segle després. El que sí que és nou és la possibilitat de produir-lo sense emetre CO₂, gràcies a la combinació d’electròlisi renovable i el procés Haber-Bosch convencional.

Amoníac gris, blau i verd: diferències clau

No tot l’amoníac és igual. La indústria el classifica segons el seu origen, la seva intensitat de carboni i la tecnologia emprada en la seva producció:

• Amoníac gris: el convencional. Es produeix a partir d’hidrogen obtingut del gas natural mitjançant reformat amb vapor (SMR), emetent aproximadament 1,6-1,8 tones de CO₂ per tona de NH₃. Representa avui més del 90 % de l’amoníac mundial.
• Amoníac blau: la mateixa tecnologia que el gris, però amb captura i emmagatzematge de CO₂ (CCS). Redueix la petjada de carboni entre un 60 % i un 90 %, tot i que depèn de jaciments geològics propers on injectar el CO₂ capturat.
• Amoníac verd: produït íntegrament a partir d’hidrogen renovable (electròlisi de l’aigua amb electricitat solar, eòlica o hidràulica) i nitrogen de l’aire. La seva petjada de carboni és pràcticament nul·la, limitada només als materials de construcció de la planta. És l’únic compatible amb els objectius de neutralitat climàtica de la UE per al 2050.

Producció de l’amoníac verd: de l’aigua al combustible

El procés de producció de l’amoníac verd combina tres tecnologies madures integrades de manera innovadora:

• Electròlisi de l’aigua: electrolitzadors PEM, alcalins o d’òxid sòlid descomponen l’H₂O en hidrogen i oxigen utilitzant electricitat 100 % renovable. La puresa de l’aigua d’alimentació és crítica — habitualment es parteix d’aigua desmineralitzada o dessalada de molt alta qualitat.
• Separació de l’aire: una unitat ASU (Air Separation Unit) extreu nitrogen pur de l’aire mitjançant criogènia o membranes selectives.
• Síntesi Haber-Bosch: hidrogen i nitrogen reaccionen a pressions de 150-300 bar i temperatures de 400-500 °C sobre un catalitzador de ferro, generant amoníac líquid llest per emmagatzemar.

Les plantes d’amoníac verd són instal·lacions de diversos centenars d’hectàrees que combinen camps fotovoltaics o eòlics, plantes dessalinitzadores (quan s’ubiquen a la costa), electrolitzadors, unitats ASU i reactors Haber-Bosch. Cada subsistema necessita equips específics de bombeig, emmagatzematge i tractament de fluids, molts d’ells sotmesos a condicions corrosives que exigeixen materials anticorrosius avançats.

Aplicacions de l’amoníac verd com a combustible i vector energètic

L’amoníac verd està cridat a exercir un paper clau en quatre grans mercats:

• Combustible marítim: l’Organització Marítima Internacional (OMI) exigeix reduir les emissions GEH del transport marítim en un 50 % per al 2050. Els grans motors duals de fuel oil + amoníac ja es troben en fase de proves, amb Maersk, Yara, MAN i Wärtsilä liderant projectes comercials.
• Vector de transport intercontinental d’hidrogen: traslladar H₂ des de regions productores (Austràlia, Xile, Marroc, Orient Mitjà) fins a les consumidores (Europa, Japó, Corea) en forma d’amoníac resulta més barat que en hidrogen líquid. Un cop a destinació, el NH₃ es craqueja retornant l’H₂ original o s’utilitza directament.
• Cocombustió en centrals tèrmiques: el Japó i Corea del Sud estan adaptant centrals de carbó per cocremar amoníac verd com a mesura de descarbonització progressiva.
• Indústria de fertilitzants descarbonitzada: l’ús històric de l’amoníac —producció d’urea, nitrats, sulfat amònic— es manté, però amb un balanç de carboni radicalment diferent de l’actual.

Reptes tècnics de la manipulació industrial de l’amoníac verd

A diferència de l’hidrogen, l’amoníac és un compost que la indústria sap manipular des de fa més d’un segle. Tanmateix, la seva corrosivitat, toxicitat i perillositat exigeixen equips específics en cada etapa de la cadena. És precisament on encaixen les solucions de Tecnium.

Propietats de l’amoníac i desafiaments per als equips industrials

L’amoníac, anhidre (NH₃) o en dissolució aquosa (NH₄OH), presenta diverses característiques que condicionen el disseny dels equips industrials:

• Toxicitat alta: el límit TLV-TWA és de 25 ppm i l’IDLH de 300 ppm. Qualsevol fuita suposa un risc immediat per als operaris i l’entorn.
• Corrosivitat selectiva: ataca el coure i els seus aliatges, el zinc i la majoria dels acers galvanitzats. En presència d’humitat també pot atacar l’acer al carboni.
• Inflamabilitat moderada: els límits d’explosivitat del NH₃ estan entre el 15 i el 28 % en aire, amb una energia d’ignició elevada. No és tan perillós com l’hidrogen, però exigeix classificació ATEX en moltes zones.
• Olor penetrant: detectable des de 5 ppm, molt per sota del límit tòxic — la qual cosa constitueix un sistema natural d’alarma, però també obliga a controlar les emissions difuses per evitar molèsties a poblacions properes.

Aquestes propietats imposen requisits exigents als equips en contacte amb l’amoníac: materials compatibles, estanquitat absoluta, redundància de tancaments i sistemes de captació i tractament de venteigs. Els materials termoplàstics avançats —PP, PE, PVDF, PVC i PRFV— i els aliatges especials (Hastelloy, titani) són avui les opcions tècniques de referència.

Emmagatzematge de l’amoníac verd: dipòsits PRFV i solucions tècniques

L’emmagatzematge de l’amoníac es realitza en dues formes principals: anhidre a baixa temperatura o pressuritzat, o bé diluït en aigua com a solució aquosa (amoníac amoniacal). Les plantes d’amoníac verd combinen ambdues modalitats segons la fase del procés:

• Emmagatzematge criogènic de NH₃ anhidre: es realitza a -33 °C en grans esferes o tancs aïllats d’acers específics. Per a aquest ús el material d’elecció no és el PRFV sinó acers i aliatges criogènics.
• Emmagatzematge en dissolució aquosa: molt habitual en parcs de reactius, dosificació SCR (DeNOx en centrals tèrmiques), indústries de fertilitzants i plantes de tractament d’aigües. Aquí els dipòsits PRFV són la solució més estesa: combinen una resistència química excel·lent amb grans capacitats i costos de manteniment mínims.

Tecnium fabrica dipòsits de PRFV i termoplàstics per a solucions d’amoníac amb capacitats estàndard des de 500 fins a 200.000 litres, en configuracions verticals (DPO, DPT), horitzontals (DCS, DCH) i especials sota plànol del client. Els dipòsits es calculen segons EN 13121, BS 4994, ASME RTP-1, ASTM D3299 i AD Merkblatt, i inclouen accessoris anticorrosius: calorifugats i sistema de manteniment de temperatura com traçats, resistències o serpentins

Bombeig i transvasament: bombes anticorrosives per a amoníac

El transvasament d’amoníac en dissolució dins d’una planta és una operació crítica. Les bombes tradicionals d’acer o fosa pateixen corrosió i fuites a curt termini. Les bombes de plàstic mecanitzat en bloc massís, en canvi, ofereixen resistència química total i una vida útil multianual.

La gamma de bombes de plàstic anticorrosives de Tecnium compta amb diverses sèries adaptades a la manipulació de NH₃ i solucions amoniacals:

• Sèrie BN (ISO 2858): bomba de procés horitzontal, cabals de fins a 1.500 m³/h i alçades de fins a 120 m.c.l.. Materials: PP, PVDF, PVC, PE, E-CTFE. És l’opció estàndard per a transvasament i dosificació en parcs de reactius.
• Sèrie BKM d’arrossegament magnètic: estanquitat absoluta, sense tancament mecànic. Especialment recomanada per a amoníac anhidre o dissolucions concentrades en zones ATEX, on qualsevol fuita és inadmissible.
• Sèrie BT vertical submergida: ideal per a l’aspiració des de cubetes de retenció o dipòsits d’emmagatzematge sense necessitat d’encebament.

La compatibilitat química del PP i el PVDF amb l’amoníac aquós és total a les temperatures habituals de procés (fins a 90 °C en PP, 120 °C en PVDF), i l’absència de parells galvànics elimina la corrosió electroquímica que pateix l’acer en aquests serveis.

Control d’emissions, cadena de valor i preguntes freqüents

Tota planta d’amoníac verd —i tot procés industrial que utilitzi NH₃— genera emissions difuses i puntuals que s’han de tractar abans del seu alliberament a l’atmosfera. Aquí entren en joc les tecnologies de rentat de gasos i biofiltració de Tecnium.

Tractament d’emissions de NH₃: scrubbers i biofiltració

L’amoníac és un gas molt soluble en aigua, la qual cosa facilita la seva captura i tractament. Les tecnologies més emprades són:

• Scrubber àcid: el NH₃ s’absorbeix en una solució aquosa d’àcid sulfúric, fosfòric o altres, formant sulfat o fosfat amònic aprofitable com a fertilitzant. És l’opció més habitual per a concentracions mitjanes i altes.
• Combinació scrubber + biofiltre: en plantes amb pics de concentració, la combinació d’un rentat àcid inicial amb un biofiltre de poliment garanteix un rendiment global del 99 % i emissions per sota dels valors límit de la Directiva 2010/75/UE (IED) i els BREF sectorials.

Tecnium dissenya, fabrica i instal·la sistemes complets clau en mà: scrubbers en PRFV, biofiltres modulars en contenidors apilables, ventiladors anticorrosius i tots els accessoris. Les seves referències inclouen plantes de fertilitzants, EDAR, plantes de purins i centrals tèrmiques.

Tecnium en la cadena de valor de l’amoníac verd

Una planta integral d’amoníac verd combina desenes de subsistemes tècnics. Tecnium aporta solucions específiques en diversos d’ells:

• Tractament de l’aigua d’alimentació: dessalació i desmineralització per a l’electròlisi. Tecnium subministra bombes anticorrosives i dipòsits PRFV per a parcs de reactius en plantes potabilitzadores i dessalinitzadores.
• Emmagatzematge de reactius i solucions amoniacals: dipòsits PRFV i termoplàstics per a amoníac diluït, sosa, àcid sulfúric i altres productes químics auxiliars del procés.
• Bombeig i dosificació: bombes de plàstic massís (PP, PVDF, PVC) per al transvasament i la dosificació de NH₃ i els seus subproductes en totes les etapes de la planta.
• Tractament d’emissions gasoses: scrubbers àcids, biofiltres, biotrickling filters i ventiladors anticorrosius per captar i neutralitzar el NH₃ atmosfèric.
• Plantes de fertilitzants integrades: el sector de fertilitzants —un dels principals destins de l’amoníac verd— és una àrea històrica de referències Tecnium, amb instal·lacions per a clients i enginyeries internacionals com Foster, Técnicas Reunidas, Ondeo Degremont, Lurgi o Toyo.

Si el seu projecte contempla la manipulació, l’emmagatzematge o el tractament d’emissions d’amoníac verd, l’equip tècnic de Tecnium pot ajudar-lo a definir la millor solució per a cada subsistema: bombes, dipòsits, rentat de gasos o biofiltració. Sol·liciti pressupost sense compromís i rebi assessorament personalitzat d’un fabricant amb més de 70 anys d’experiència en bombeig de fluids corrosius i tractament de gasos industrials.