Proyectos japoneses logran una combustión estable en motores alimentados con amoníaco
Dos proyectos de investigación japoneses independientes apoyados por la organización de investigación del gobierno NEDO informaron un progreso significativo en la prueba de los primeros motores alimentados con amoníaco del mundo. Después de pruebas exitosas en tierra, están avanzando con el desarrollo de los sistemas y se espera que el primer proyecto instale su primer motor de demostración en 2024, mientras que otros elementos de los proyectos esperan completar los motores en funcionamiento entre 2025 y 2027.
La Organización para el Desarrollo de Tecnologías Industriales y Nuevas Energías (NEDO, por sus siglas en inglés) proporciona financiamiento y patrocinio de proyectos para desarrollar tecnologías de combustible de hidrógeno y amoníaco. Como ambos se pueden producir a partir de recursos renovables y no producen emisiones de CO2 durante la combustión, se consideran los principales contendientes como futuros combustibles para la industria marítima y otras operaciones de fabricación industrial pesada.
NYK Line inició un proyecto en octubre de 2021 para desarrollar un motor de cuatro tiempos alimentado con amoníaco que se utilizará para impulsar el Proyecto A-Tug, una demostración que usa amoníaco para alimentar un remolcador NYK. Shin-Nippon Kaiyosha será responsable de la operación del remolcador, que está programado para equiparse con el motor de amoníaco a mediados de 2024 en el Astillero Nihon.
Una versión de 280 mm de diámetro interior del motor de cuatro tiempos se demostró con éxito en tierra por primera vez el mes pasado. Informan que pudieron lograr una combustión estable utilizando una proporción de combustión conjunta del 80 por ciento para el amoníaco. Durante la prueba, se aumentó la relación de mezcla y también probaron los dispositivos de postratamiento de gases de escape y el sistema de suministro de combustible.
El consorcio del proyecto, que consta de NYK Line, IHI Power Systems, Nihon Shipyard, Japan Engine Corporation y ClassNK, informa que por primera vez pudieron lograr una operación estable e integrada de los sistemas. Además, las pruebas mostraron que prácticamente no hubo emisiones de amoníaco o N2O sin quemar y que no hubo fugas de amoníaco durante la operación o el cierre. Si bien el amoníaco se considera una alternativa prometedora, las fugas y la manipulación son motivo de preocupación debido a su toxicidad.
Sobre la base del progreso realizado con estas pruebas, el consorcio también informa que se están comenzando a trabajar para desarrollar un motor auxiliar de 250 mm de diámetro interior para ser utilizado en buques de alta mar. El proyecto de investigación requiere la instalación del motor auxiliar en un gasero alimentado con amoníaco cuya entrega está programada para octubre de 2026. El barco está siendo desarrollado actualmente por NYK, Nihon Shipyard, Japan Enginem IHI Power Systems y ClassNK.
Japan Engine también informó pruebas exitosas en su proyecto para un motor de amoníaco de dos tiempos grande y de baja velocidad (J-ENG)
Japan Engine informó por separado en abril que también pudieron demostrar un gran motor de dos tiempos de baja velocidad y que comenzaron la primera operación de encendido conjunto de amoníaco. El motor se está probando en el Centro de Investigación e Innovación de Mitsubishi Heavy Industries en Nagasaki. El motor de prueba que informaron está equipado recientemente con el «sistema de inyección estratificado» que utiliza la tecnología de J-ENG.
Durante el próximo año, continuarán las pruebas en varias condiciones en el motor de dos tiempos y, al mismo tiempo, estudiarán los sistemas de suministro de combustible. Creen que contribuirá al desarrollo de instalaciones de suministro de combustible de amoníaco a bordo de los barcos. J-Engine también procederá a desarrollar, diseñar y fabricar un motor a gran escala alimentado con amoníaco. Esperan que las manifestaciones continúen durante unos seis meses y se completen en septiembre de 2025.
También informan que las pruebas de funcionamiento han comenzado en la planta de J-ENG en la ciudad de Akashi en un dispositivo de inyección de combustible de hidrógeno. Se espera que las pruebas continúen durante más de un año. Actualmente, el plan exige que las pruebas de verificación de un motor de hidrógeno a gran escala comiencen en 2026. Está previsto que completen la prueba en marzo de 2027.
Los organizadores del proyecto creen que han logrado un progreso fundamental en el desarrollo de motores alimentados con amoníaco. Buscan aprovechar estos éxitos para fortalecer la competitividad internacional del clúster marítimo de Japón, con el objetivo de construir los primeros barcos del mundo alimentados con amoníaco y lograr una navegación segura, incluso contribuyendo al desarrollo de reglas internacionales.
Los japoneses están compitiendo con otros fabricantes de motores líderes, que también están trabajando en pruebas para motores alimentados con amoníaco. Wärtsilä informó en julio de 2021 que había logrado un Mezcla de amoníaco al 70 por ciento en sus pruebas. Su objetivo era desarrollar un motor alimentado con amoníaco al 100 por ciento y apuntar a pruebas este año. Existe una expectativa creciente en la industria naviera de que los motores alimentados con amoníaco aparecerán a mediados de la década, mientras que la startup Amogy, con sede en Nueva York, anunció en marzo de 2023 que espera realizar la primera demostraciones de un remolcador alimentado con amoníaco antes de finales de este año.
