Mercado de amoniaco verde en América del Norte por método de producción (electrólisis de agua alcalina, membrana de intercambio de protones, electrólisis de óxido sólido), por uso final (generación de energía, transporte, fertilizantes, otros), por país y competencia, pronóstico y oportunidades 2024-2032

Descripción general del mercado

Se prevé que el mercado de amoníaco verde de América del Norte proyecte un crecimiento sólido en el período de pronóstico con una CAGR del 37,47%. La producción de amoníaco verde implica la creación de amoníaco a través de procesos completamente renovables y libres de carbono. Esta notable sustancia encuentra una multitud de aplicaciones debido a sus propiedades únicas, incluida la capacidad de almacenarse a temperaturas ultrabajas, tan bajas como -33 °C, o en cantidades sustanciales como líquido bajo presiones mínimas, típicamente alrededor de 10-15 bar. En particular, el amoníaco verde se anuncia como un combustible sin carbono, adecuado para la combustión en motores o su uso en celdas de combustible para generar electricidad. Además, sirve como portador de hidrógeno verde, lo que facilita el almacenamiento y transporte de hidrógeno limpio, un componente crítico en el panorama de la energía renovable. La importancia del amoníaco verde se extiende a la solución de los desafíos globales más urgentes, incluida la seguridad alimentaria para una población mundial en constante crecimiento y la generación de electricidad libre de carbono. Además, es un combustible de transporte potencialmente neutro para el clima en el futuro, ofreciendo una alternativa sostenible a los combustibles fósiles tradicionales. Además, hay planes en marcha para aprovechar el amoníaco verde en el desarrollo de productos fertilizantes neutros en carbono, que podrían revolucionar las prácticas agrícolas al reducir la huella de carbono asociada con la producción y aplicación de fertilizantes. La convergencia de estos factores contribuye colectivamente al crecimiento del mercado de amoníaco verde de América del Norte dentro del período de pronóstico.

Impulsores clave del mercado

Aumento de la demanda de amoníaco verde en el sector de generación de energía

En la búsqueda de fuentes de energía más limpias y sostenibles, el amoníaco verde ha surgido como un candidato prometedor, particularmente en el sector de generación de energía. El amoníaco verde, producido utilizando fuentes de energía renovables y emitiendo un mínimo o ningún dióxido de carbono durante la producción, presenta una solución convincente para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y la transición hacia un futuro energético bajo en carbono. El amoníaco, con su alto contenido de hidrógeno, ha sido reconocido desde hace mucho tiempo como un potencial portador de energía. Sin embargo, los métodos tradicionales de producción de amoníaco, que dependen en gran medida de combustibles fósiles y emiten una cantidad sustancial de dióxido de carbono (CO2), no cumplían con los objetivos de sostenibilidad. El amoníaco verde, por otro lado, se produce utilizando fuentes de energía renovables, principalmente energía eólica y solar, para generar hidrógeno mediante un proceso llamado electrólisis. Luego, este hidrógeno se combina con nitrógeno para producir amoníaco. El resultado es un combustible limpio y libre de carbono con diversas aplicaciones en todas las industrias. Uno de los impulsores más importantes de la demanda de amoníaco verde es su aplicación en la generación de energía. El amoníaco verde se puede utilizar como combustible limpio en las centrales térmicas, lo que ayuda a reemplazar el carbón y el gas natural. Cuando se quema en turbinas de combustión, el amoníaco verde produce calor y electricidad con cero emisiones de CO2, lo que lo convierte en una opción atractiva para reducir la huella de carbono de la generación de energía. La tecnología de combustión de amoníaco ya está bien establecida, lo que hace que sea relativamente sencillo integrar el amoníaco verde en las centrales eléctricas existentes. La capacidad de incorporar amoníaco en las instalaciones de energía convencionales acelera aún más su adopción, ofreciendo una solución práctica para reducir las emisiones del sector energético.

Además, el almacenamiento de energía es un componente crítico de un sistema energético sostenible, que permite el uso eficiente de fuentes de energía renovables intermitentes, como la energía eólica y solar. El amoníaco verde ha ganado atención como un medio de almacenamiento de energía confiable. El exceso de energía renovable, durante períodos de baja demanda, se puede utilizar para producir amoníaco verde mediante electrólisis. Este amoníaco verde se puede almacenar y transportar a donde se necesita, actuando como un depósito de energía flexible. Cuando aumenta la demanda de electricidad, el amoníaco verde se puede convertir nuevamente en electricidad a través de celdas de combustible o turbinas de gas basadas en amoníaco, liberando la energía almacenada y estabilizando la red. Esta versatilidad en el almacenamiento de energía posiciona al amoníaco verde como una herramienta vital para garantizar un suministro de energía constante y confiable, incluso ante la fluctuación de la generación de energía renovable.

Además, el sector de generación de energía está bajo una presión cada vez mayor para reducir sus emisiones de carbono a medida que las naciones se comprometen con objetivos climáticos ambiciosos. El amoníaco verde presenta una solución convincente para que las centrales eléctricas descarbonicen sus operaciones sin la necesidad de costosos cambios de infraestructura. Al incorporar amoníaco verde como combustible limpio, las centrales eléctricas pueden alinearse con los objetivos de sostenibilidad y reducir significativamente su huella de carbono. La rápida expansión de las fuentes de energía renovables, como la energía eólica y solar, ha creado una necesidad de soluciones eficientes de almacenamiento de energía. El amoníaco verde, como portador de energía, complementa los esfuerzos de integración de energía renovable al proporcionar un medio para almacenar el exceso de energía durante los períodos de generación pico y liberarla cuando sea necesario. Esta función en el almacenamiento de energía posiciona al amoníaco verde como un componente esencial de una red energética confiable y resistente. Por lo tanto, la creciente demanda de amoníaco verde en el sector de generación de energía conduce al crecimiento del mercado de amoníaco verde en América del Norte.

Creciente demanda de amoníaco verde en el sector del transporte

El sector del transporte está a la vanguardia de los esfuerzos globales para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y combatir el cambio climático. A medida que el mundo busca alternativas más limpias y sostenibles a los combustibles fósiles tradicionales, el amoníaco verde ha surgido como una solución prometedora para descarbonizar varios modos de transporte. El sector del transporte es un contribuyente significativo a las emisiones globales de carbono, ya que los vehículos de carretera, los barcos y los aviones dependen en gran medida de combustibles fósiles como la gasolina, el diésel y el queroseno. Para abordar los desafíos ambientales asociados con los combustibles de transporte tradicionales, existe un imperativo creciente de transición hacia alternativas más limpias y sostenibles. El amoníaco verde, producido utilizando fuentes de energía renovables y emitiendo un mínimo o ningún dióxido de carbono (CO2) durante la producción, tiene un tremendo potencial como combustible de transporte limpio y sostenible. Su uso puede reducir significativamente las emisiones de gases de efecto invernadero, mitigar la contaminación del aire y contribuir a un futuro más sostenible.

Además, el amoníaco verde puede reemplazar a los combustibles marinos convencionales, reduciendo las emisiones de los buques de carga, cruceros y otras embarcaciones. Los motores propulsados por amoníaco ofrecen una alta densidad energética, lo que permite viajes más largos sin reabastecimiento de combustible. El amoníaco verde se puede utilizar como una alternativa al queroseno en la aviación. El desarrollo de células de combustible y turbinas de gas basadas en amoníaco para la propulsión de aeronaves promete reducir las emisiones de la aviación. El amoníaco se puede utilizar como combustible en motores de combustión interna o convertirse en hidrógeno a bordo de vehículos de pila de combustible. Su aplicación en camiones pesados, autobuses y vehículos todoterreno puede contribuir a un transporte urbano más limpio. Las locomotoras impulsadas por amoníaco pueden ofrecer una solución ecológica para los servicios ferroviarios de carga y pasajeros, reduciendo las emisiones a lo largo de las redes ferroviarias.

Además, los gobiernos están invirtiendo en el desarrollo de la infraestructura de producción y distribución de amoníaco para apoyar el uso de amoníaco verde en el transporte. Esto incluye la construcción de instalaciones de producción de amoníaco, redes de transporte y estaciones de reabastecimiento para vehículos y embarcaciones propulsados por amoníaco. Las inversiones del sector público y privado en investigación y desarrollo están impulsando la innovación en tecnologías de amoníaco verde para el transporte. Estas inversiones financian proyectos centrados en mejorar los motores, las pilas de combustible y los sistemas de conversión propulsados por amoníaco, haciendo que el amoníaco verde sea más accesible y eficiente. Por lo tanto, se prevé que la gran cantidad de beneficios del amoníaco verde impulse la demanda del mercado de amoníaco verde de América del Norte en el período de pronóstico.

Aumento de la demanda de amoníaco verde en la industria de fertilizantes

La industria de fertilizantes desempeña un papel crucial a la hora de garantizar la seguridad alimentaria y apoyar la productividad agrícola. Los fertilizantes son esenciales para proporcionar a los cultivos los nutrientes necesarios para prosperar y satisfacer las crecientes demandas de una creciente población mundial. Sin embargo, la producción convencional de fertilizantes a base de amoníaco se ha asociado con importantes desafíos ambientales, incluidas las emisiones de carbono y los procesos de alto consumo de energía. En respuesta a estas preocupaciones, la demanda de amoníaco verde en la industria de fertilizantes ha aumentado de manera constante. Los fertilizantes son una piedra angular de la agricultura moderna, ya que mejoran el rendimiento de los cultivos y garantizan la disponibilidad de suministros de alimentos suficientes para una población mundial en crecimiento. Estos insumos esenciales proporcionan a las plantas nutrientes vitales, principalmente nitrógeno, fósforo y potasio, que a menudo son deficientes en los suelos. Los fertilizantes a base de nitrógeno, en particular los basados en amoníaco, se encuentran entre los más utilizados en la agricultura debido a su capacidad para promover el crecimiento de las plantas y aumentar la producción de cultivos.

Además, la necesidad urgente de abordar el cambio climático ha impulsado a los gobiernos, las industrias y los consumidores a buscar alternativas sostenibles a los procesos de alta emisión. La producción de amoníaco verde se alinea con los esfuerzos globales para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y limitar el calentamiento global. La transición a fuentes de energía renovables, como la eólica, la solar y la hidroeléctrica, ha creado oportunidades para la producción sostenible de amoníaco. Estas fuentes de energía renovables pueden impulsar los procesos de electrólisis para producir hidrógeno verde, un componente clave en la síntesis de amoníaco verde. La creciente conciencia y preocupación por el impacto ambiental de la producción de alimentos ha llevado a los consumidores a apoyar prácticas agrícolas sostenibles y ecológicas. El amoníaco verde permite a la industria de fertilizantes responder a estas preferencias de los consumidores. El amoníaco verde se puede utilizar como materia prima para producir nitrato de amonio, un fertilizante común basado en nitrógeno. Esta alternativa sostenible reduce la huella de carbono de la producción de nitrato de amonio al tiempo que mantiene su eficacia para promover el crecimiento de los cultivos. Por lo tanto, estos factores dominan el crecimiento del mercado de amoníaco verde de América del Norte en el período de pronóstico.

Principales desafíos del mercado

Competitividad de costos

Uno de los principales desafíos que enfrenta el mercado de amoníaco verde es la competitividad de costos. La producción de amoníaco verde, utilizando fuentes de energía renovables como la eólica o la solar, puede ser más cara en comparación con los métodos tradicionales de producción de amoníaco, que dependen de combustibles fósiles. La mayor inversión inicial requerida para la infraestructura de producción de amoníaco verde, como electrolizadores e instalaciones de energía renovable, puede disuadir a los posibles inversores. Para abordar este desafío, los gobiernos, las instituciones de investigación y las empresas privadas deben colaborar para impulsar la innovación y reducir los costos de producción. Los avances en la tecnología de electrolizadores, las economías de escala y el desarrollo de sistemas de energía integrados pueden ayudar a que el amoníaco verde sea más competitivo en costos que la producción de amoníaco convencional.

El proceso de producción tiene muchos obstáculos técnicos que deben superarse ya que afectan los costos de producción. La producción de amoníaco verde depende de tecnologías de alto consumo de energía que requieren altas temperaturas y presiones, lo que aumenta los costos de capital y operativos. El aumento del costo de la energía renovable y la electrólisis es una de las razones importantes que limita la adopción del amoníaco verde. Además, se estima que el costo de producción del amoníaco verde es 1,5 veces mayor que el del producto de amoníaco tradicional basado en gas natural. Por lo tanto, se espera que los altos costos de producción limiten el crecimiento del mercado global de amoníaco verde durante el período de pronóstico.

Costo nivelado del amoníaco verde

Existe una gran incertidumbre en los costos de producción del amoníaco verde, principalmente debido a la gran cantidad de producción prevista y la falta de experiencia confiable, lo que afecta el costo de capital de la electrólisis. Estas incertidumbres deberían disminuir significativamente en los próximos años a medida que se implementen más proyectos de electrólisis a gran escala. Existe un nivel similar de incertidumbre para el costo de capital, que puede estar impulsado por factores económicos y políticos. A medida que aumenta la demanda de energía renovable, se espera que el craqueo del amoníaco sin reconvertirlo en hidrógeno sugiera que los fabricantes deberían priorizar la consecución de una compatibilidad del amoníaco verde con la tecnología de turbinas de combustible a largo plazo. Todos los factores mencionados llevaron a un aumento de los costos de producción y obstaculizaron el crecimiento del mercado.

Tendencias clave del mercado

Amoníaco verde para el almacenamiento de energía

La demanda de amoníaco verde como solución para el almacenamiento de energía está ganando impulso rápidamente a medida que el mundo busca alternativas sostenibles a las fuentes de energía tradicionales. El amoníaco verde, producido a través de un proceso alimentado por fuentes de energía renovables como la eólica o la solar, ha surgido como un candidato prometedor para almacenar y transportar energía limpia. El amoníaco verde se puede almacenar y transportar de manera eficiente, lo que lo convierte en un portador de energía versátil. Se puede almacenar en forma líquida bajo presión moderada y a temperaturas relativamente bajas, lo que simplifica la logística de almacenamiento y transporte. Esta flexibilidad significa que el amoniaco verde puede transportarse desde regiones con excedentes de energía renovable a áreas con alta demanda energética, actuando efectivamente como un medio de transporte y almacenamiento de energía renovable.

Además, la ventaja más significativa del amoniaco verde como solución de almacenamiento de energía es su alta densidad energética. El amoniaco tiene una densidad energética considerablemente mayor por volumen en comparación con otros portadores de energía como el hidrógeno o las baterías de iones de litio. Esto lo hace muy adecuado para el almacenamiento y transporte a largo plazo, lo que permite el uso de amoniaco verde en diversas aplicaciones.

Además, el amoniaco verde puede servir como fuente de hidrógeno limpio, ya que puede convertirse fácilmente de nuevo en hidrógeno cuando sea necesario. Este hidrógeno puede luego utilizarse en pilas de combustible para generar electricidad o como combustible limpio para diversos procesos industriales, lo que aumenta aún más su versatilidad como portador de energía. Además de sus capacidades de almacenamiento de energía, el amoniaco verde es un compuesto químico versátil con numerosas aplicaciones industriales. Se puede utilizar como fertilizante en la agricultura, materia prima en la fabricación de productos químicos y refrigerante en procesos industriales. Esta doble utilidad aumenta su demanda y viabilidad económica, lo que lo convierte en una opción atractiva para el almacenamiento de energía sostenible.

Iniciativas gubernamentales favorables

Las iniciativas gubernamentales favorables en relación con el amoníaco verde en América del Norte están dando forma a la transición de la región hacia la energía sostenible y la descarbonización. En Estados Unidos, el compromiso de la administración Biden de combatir el cambio climático y promover la energía limpia ha impulsado varias iniciativas destinadas a promover el amoníaco verde. El Plan de Empleo Estadounidense incluye disposiciones para el desarrollo de hidrógeno y amoníaco limpios como portadores de energía, con un enfoque en su uso en los sectores del transporte y la industria. Este plan asigna fondos sustanciales para la investigación, el desarrollo y la implementación de tecnologías de amoníaco verde. Además, los créditos fiscales federales y los incentivos para la producción y el almacenamiento de energía limpia están impulsando las inversiones en infraestructura de amoníaco verde. Las iniciativas a nivel estatal, como el impulso de California a los combustibles limpios y las soluciones de almacenamiento de energía, refuerzan aún más la demanda de amoníaco verde en el país.

Además, el fuerte compromiso del gobierno con la energía sostenible se alinea con el desarrollo del amoníaco verde. La Estrategia del Hidrógeno de Canadá, publicada en 2020, destaca el papel del hidrógeno y el amoníaco como componentes críticos del futuro energético limpio del país. El gobierno está brindando apoyo financiero para proyectos de investigación y desarrollo relacionados con la producción de amoníaco verde, con un enfoque en la utilización del exceso de energía renovable generada en provincias como Alberta. Además, las Regulaciones de Combustibles de Bajo Carbono y Cero Emisiones de Canadá incentivan el uso de combustibles bajos en carbono como el amoníaco verde en el sector del transporte, lo que promueve aún más su adopción.

Además, el marco regulatorio en América del Norte está evolucionando para dar cabida al amoníaco verde. Las agencias gubernamentales están trabajando para establecer pautas y estándares claros para la producción, el transporte y el uso de amoníaco verde, garantizando la seguridad y la confiabilidad en su implementación. Estos esfuerzos regulatorios brindan confianza a los inversores y a las partes interesadas de la industria, lo que facilita el crecimiento de los mercados de amoníaco verde.

Información segmentaria

Tipo

Según el método de producción, se espera que el segmento de electrólisis de agua alcalina registre el mayor crecimiento del 55,08 % durante el período de pronóstico 2024-2032.

Además, AWE ofrece un alto nivel de eficiencia energética, lo que permite la utilización eficaz del excedente de energía renovable. Esto significa que el exceso de energía generada durante los períodos de máxima disponibilidad se puede almacenar como amoníaco verde, que sirve como portador de energía o fuente de combustible limpio para diversas aplicaciones, incluidos los fertilizantes. El amoníaco verde producido a través de AWE también cuenta con una alta pureza, lo que garantiza su compatibilidad con una amplia gama de industrias más allá de la agricultura, como la generación de energía y el transporte. En resumen, la electrólisis de agua alcalina presenta un método sustentable y versátil para la producción de amoníaco verde, que incorpora los principios de responsabilidad ambiental, eficiencia energética y escalabilidad esenciales para un futuro sustentable.

Información sobre el uso final

Según el uso final, se espera que el segmento de generación de energía registre el mayor crecimiento del 55,38 % durante el período de pronóstico, 2024-2032.

Además, la capacidad del amoníaco verde para transportar hidrógeno en una forma más densa y segura lo convierte en un componente crucial en la economía emergente del hidrógeno. El amoníaco se puede transportar y almacenar fácilmente, lo que lo convierte en un medio ideal para el comercio internacional de hidrógeno, que se considera un elemento clave en la transición a la energía limpia. El sector de generación de energía reconoce el potencial del amoníaco verde para reducir las emisiones de carbono, mejorar la estabilidad de la red y respaldar la integración de energías renovables. Como resultado, se lo considera cada vez más como una solución vital para lograr un futuro sostenible y con bajas emisiones de carbono en la industria de generación de energía, lo que impulsa la creciente demanda de amoníaco verde en esta aplicación crítica.

Perspectivas del país

Estados Unidos será testigo del crecimiento más rápido durante el período de pronóstico, 2024-2032. En Estados Unidos, la demanda de amoníaco verde está experimentando un repunte significativo, impulsado por una necesidad apremiante de transición hacia prácticas agrícolas y energéticas más limpias y sostenibles. El amoníaco verde, producido utilizando fuentes de energía renovables y métodos sostenibles, está ganando reconocimiento como una solución versátil y ecológica. En el sector energético, existe un creciente interés en el uso de amoníaco verde como combustible limpio y portador de energía. Es prometedor para descarbonizar varias industrias, incluida la generación de energía, el transporte y los procesos industriales. Mientras Estados Unidos se esfuerza por reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y combatir el cambio climático, el amoníaco verde está surgiendo como un actor clave para lograr estos objetivos ambientales.

Además, la industria agrícola en Estados Unidos, que depende en gran medida de fertilizantes a base de amoníaco, está explorando la adopción de amoníaco verde para mitigar el impacto ambiental de la producción tradicional de amoníaco. El amoníaco verde ofrece el potencial de reducir las emisiones en la agricultura al tiempo que mantiene el rendimiento de los cultivos, en línea con el creciente énfasis del sector en las prácticas agrícolas sostenibles y ambientalmente responsables. Se espera que el compromiso del gobierno de EE. UU. con las iniciativas de energía renovable y sostenibilidad, junto con el aumento de las inversiones en tecnología e infraestructura ecológicas, impulse aún más la demanda de amoníaco verde en el país. A medida que la nación busca soluciones innovadoras para abordar los desafíos ambientales y cumplir con los ambiciosos objetivos climáticos, el amoníaco verde está preparado para desempeñar un papel crucial en la configuración de un futuro más sostenible en múltiples industrias en los Estados Unidos.

Acontecimientos recientes

• En junio de 2023, AmmPower Corp. anunció un acuerdo de empresa conjunta con CTEC Energy Sales USA Inc. (una empresa privada) (“CTEC”) para crear centros para transformar desechos en amoníaco utilizando tecnología y productos de CTEC y AmmPower.
• En abril de 2023, KBR, una empresa de ingeniería estadounidense seleccionada por el productor de hidrógeno verde estadounidense Avina Clean Hydrogen para proporcionar su tecnología K-GreeN para el proyecto de amoníaco verde de Avina en el EE. UU.
• En mayo de 2022, LSB Industries, Inc. anunció que firmó acuerdos con ThyssenKrupp Uhde USA, LLC y Bloom Energy para desarrollar un proyecto para producir aproximadamente 30 000 toneladas métricas de amoníaco cero carbono o "verde" por año en las instalaciones de LSB en Pryor, Oklahoma ("Pryor").
• En abril de 2021, CF Industries Holdings firmó un contrato con Thyssenkrupp para un proyecto de hidrógeno verde de 20 MW en su fábrica de Luisiana.

Actores clave del mercado

• Nitrógeno verde LLC
• Avina Clean Hydrogen Inc.
• AmmPower Corp
• LSB Industries, Inc.
• CF Industries Holdings, Inc.