Por qué el e-metanol podría revolucionar la descarbonización del transporte marítimo y la industria química

En todo el mundo, los responsables políticos y los líderes de la industria están intensificando la descarbonización de sectores “difíciles de descarbonizar”, como el transporte marítimo y la industria química.

Si bien la electrificación ha avanzado este proceso para los automóviles de pasajeros, los edificios y algunas industrias, siguen existiendo desafíos para las aplicaciones de alta densidad energética y alta temperatura.

Aquí es donde entra en juego el electrometanol (e-metanol).

Producido mediante la combinación de hidrógeno verde con dióxido de carbono capturado, el e-metanol tiene un ciclo de carbono cerrado: solo emite el dióxido de carbono (CO2) que captura durante la producción.

Al ser un combustible sostenible para el transporte marítimo y una materia prima para productos químicos, el e-metanol ofrece una vía para algunos de los retos de descarbonización más difíciles.

Carrera contra las emisiones

El transporte marítimo mundial representa actualmente alrededor del 3% de las emisiones globales de CO2, con el potencial de aumentar si no se toman medidas más contundentes. La Organización Marítima Internacional (OMI) ha respondido con su estrategia de gases de efecto invernadero de 2023, que exige una reducción del 20% de las emisiones del transporte marítimo para 2030, llegando al 70-80% para 2040.

Mientras tanto, la industria química, que depende en gran medida del metanol como precursor de muchos de sus productos, representa otro sector con altas emisiones que debe limpiar rápidamente sus cadenas de suministro.

El doble papel del e-metanol como combustible de uso marítimo y materia prima en la industria química se ajusta perfectamente a estas demandas urgentes. Su versatilidad lo convierte en una solución tangible a corto plazo que puede integrarse en la infraestructura existente, especialmente en puertos y centros de manufactura química.

Vías de producción y ventajas ambientales

La producción de e-metanol normalmente implica tres pasos clave:

• Generación de hidrógeno verde: la electrólisis del agua impulsada por energía renovable crea la materia prima del hidrógeno.
• Captura de CO2: se captura el dióxido de carbono de los gases de combustión industriales (por ejemplo, de las acerías o las fábricas de cemento) o directamente del aire, lo que reduce las emisiones globales en la fuente.
• Síntesis de metanol: el hidrógeno y el CO2 se combinan en un reactor catalítico bajo presión, produciendo metanol con un mínimo de subproductos.

Las evaluaciones de las primeras instalaciones comerciales, como FlagshipONE en Suecia, muestran que el e-metanol puede alcanzar emisiones netas de tan solo -1,3 kilogramos (kg) de CO2 por kg de combustible con créditos de captura de carbono, lo que lo convierte en carbono negativo. Incluso si se tienen en cuenta el transporte y la combustión (el método de evaluación de emisiones “del pozo a la estela”), el e-metanol sigue siendo más limpio que los combustibles fósiles.

Motores de demanda

El sector del transporte marítimo será el primer gran usuario del e-metanol. Con una densidad energética de 19,9 megajulios por kg, el e-metanol funciona en motores de embarcaciones modificados y es adecuado para rutas de larga distancia. Algunas modificaciones permiten a los operadores actualizar los sistemas de combustible de los buques sin necesidad de hacer grandes inversiones.

Los pedidos de buques propulsados por metanol aumentaron un 88% en 2023, lo que demuestra la creciente confianza en el sector. Empresas importantes como Maersk ya han contratado varios portacontenedores que funcionarán con metanol; se espera que cada uno de ellos reduzca las emisiones anuales de CO2 en aproximadamente un millón de toneladas.

Además, iniciativas financiadas por el programa Horizonte Europa, como POSEIDON, demuestran una eficiencia de combustión casi completa y una reducción significativa de las emisiones de óxido de nitrógeno, lo que subraya el perfil ambiental prometedor de este combustible.

Manufactura química

El metanol es un componente básico en innumerables procesos químicos, desde plásticos hasta textiles. La producción tradicional puede emitir hasta 3 toneladas de CO2 por tonelada de metanol, pero el e-metanol puede ser un sustituto para descarbonizar la cadena de suministro sin cambiar los procesos en las etapas posteriores.

A medida que aumenta el precio del carbono—que se prevé que alcance los 150 euros por tonelada en Europa para 2030—el argumento económico a favor del e-metanol se vuelve aún más convincente.

La llegada del e-metanol podría ser oportuna en la carrera por lograr la neutralidad de carbono a través de una transición energética justa e inclusiva.”

Escala y costo del e-metanol

A pesar de progresos notables, el e-metanol sigue siendo dos o tres veces más caro que su homólogo fósil, con costos de producción que rondan los 1000 dólares por tonelada métrica.

Varios factores explican esta disparidad, como el precio de la electricidad renovable y la eficiencia de los electrolizadores de agua.

Las plantas tradicionales de metanol a gran escala, que pueden costar hasta 2000 millones de dólares y tardar años en construirse, están dando paso cada vez más a plantas modulares de e-metanol.

Plantas modulares y manufactura distribuida

Estos sistemas más pequeños y modularizados pueden ubicarse más cerca de las fuentes de CO2, lo que reduce los costos de transporte y allana el camino para que clústeres industriales compartan la infraestructura de captura de carbono.

La Directiva de Captura y Almacenamiento de Carbono de la Comisión Europea incentiva aún más esta colaboración, indicando que el futuro del e-metanol puede estar en las redes distribuidas y no en megaproyectos centralizados.

Un ejemplo de diseño modular y de tecnología de captura integrada novedosa es el proyecto UP-TO-ME de ICODOS, financiado por Horizonte Europa. Este proyecto acerca la producción a las fuentes de CO2 y optimiza cada paso del proceso para reducir los costos generales, lo que demuestra una opción viable para su adopción a gran escala.

Políticas y alianzas para un futuro neto cero

Un entorno regulatorio favorable es crucial para conseguir la adopción generalizada del e-metanol. Entre las palancas clave se encuentran:

• Estándares de emisiones del ciclo de vida: La OMI y la Unión Europea (UE) pueden adoptar metodologías del “pozo a la estela” que reconozcan la huella de carbono casi nula del e-metanol, recompensando así de forma efectiva el uso de combustibles bajos en carbono en el transporte marítimo mundial.
• Contratos de diferencia de carbono: Al garantizar un precio fijo para el carbono, los gobiernos pueden reducir el riesgo de inversión para las plantas pioneras. El modelo H2Global de Dinamarca ya utiliza mecanismos similares para impulsar la innovación en hidrógeno y e-combustibles.
• Corredores marítimos verdes: La designación de rutas prioritarias (por ejemplo, Róterdam-Shanghái) con instalaciones especializadas de abastecimiento de combustible y un sistema de permisos simplificado puede catalizar su uso a gran escala.

También están proliferando iniciativas de colaboración. La Ley de Industria Cero Neto de la UE ha impulsado asociaciones transfronterizas y vehículos de inversión como la iniciativa alemana H2Global, que está catalizando las importaciones de hidrógeno específicamente para la producción de e-combustible.

Mientras tanto, la empresa china Ningxia Baofeng Energy opera la planta de e-metanol más grande del mundo, con 600 000 toneladas anuales, lo que pone de relieve la creciente capacidad de exportación de la región de Asia-Pacífico.

Mirando hacia el futuro

Las previsiones sugieren que la capacidad de e-metanol podría expandirse en más de un 20% anual durante la próxima década, impulsada por requisitos normativos, mejoras tecnológicas y una mayor demanda de las industrias química y naviera.

Los expertos predicen que, para 2035, el e-metanol podría satisfacer el 60% de las necesidades de metanol del sector químico, siempre que la fijación de precios del carbono y las inversiones en infraestructuras sigan el mismo ritmo.

Sin embargo, el éxito depende de la innovación a nivel de los electrolizadores, la captura de CO2 y la coordinación de la cadena de suministro. A largo plazo, integrar la energía renovable, la captura de carbono y la producción de metanol es clave para reducir costos y maximizar los beneficios ambientales.

La llegada del e-metanol podría ser oportuna en la carrera por lograr la neutralidad de carbono a través de una transición energética justa e inclusiva.

Con una colaboración sólida entre gobiernos, industria e instituciones de investigación, el e-metanol puede ir más allá de los proyectos piloto y convertirse en un poderoso motor de cambio para nuestros sectores con mayores emisiones.

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Tomado de WORLD ECONOMIC FORUM