Los fertilizantes sintéticos desempeñan un papel fundamental en la producción mundial de alimentos, y los fertilizantes a base de nitrógeno por sí solos sustentan la nutrición de aproximadamente la mitad de la población mundial.  

Sin embargo, conllevan importantes costos ambientales, así como preocupaciones sobre la seguridad alimentaria. Estos se extienden tanto a la aplicación posterior de los fertilizantes en las granjas como a su producción y distribución previas. En esta publicación de blog, nos centramos en el último problema. 

¿Por qué nitrógeno? 

El nitrógeno es un nutriente clave para los cultivos, que facilita procesos cruciales como el crecimiento del follaje, la síntesis de aminoácidos y el desarrollo de la clorofila. En la naturaleza, las plantas absorben nitrógeno del suelo, donde los microbios lo fijan desde el aire en diversas formas biodisponibles. 

Durante el 19th Durante el siglo XIX, los científicos e ingenieros se apresuraron a encontrar formas de sintetizar nitrógeno para impulsar el cultivo más allá de lo que estos microbios naturales hacían posible. El resultado de esos esfuerzos es el proceso Haber-Bosch, que permite la producción industrial a gran escala de amoníaco; un compuesto que contiene nitrógeno y que es el precursor de la mayoría de los fertilizantes nitrogenados que se utilizan en la actualidad. 

Producción y distribución de fertilizantes = Emisiones acumuladas 

El proceso convencional de Haber-Bosch funciona haciendo reaccionar nitrógeno del aire con hidrógeno procedente de combustibles fósiles, normalmente gas natural. También se necesitan combustibles fósiles para crear las altas temperaturas necesarias para que se produzca esta reacción. La naturaleza intensiva en energía de la producción tradicional de fertilizantes representa alrededor del 1-2% del uso total de energía global y del 1-2% del total de las emisiones globales de gases de efecto invernadero.  

Además, para lograr las economías de escala necesarias para la producción en masa, la industria está altamente centralizada. Como resultado, se requiere transporte de larga distancia para llevar el fertilizante a sus usuarios finales (es decir, las granjas). Esto acumula más emisiones y deja a los fertilizantes profundamente sensibles a las crisis de la cadena de suministro. Por ejemplo, los precios de los fertilizantes se dispararon entre 2020 y 2022 debido a las perturbaciones relacionadas con el Covid, los pequeños inventarios, la escalada del conflicto ruso-ucraniano y una prohibición efectiva de las exportaciones impuesta por los principales productores y distribuidores chinos. 

Sin embargo, la demanda de fertilizantes sigue aumentando, principalmente en los países de bajos ingresos que son los que más necesitan nutrientes para aumentar los rendimientos y que suelen estar ubicados más lejos de los puntos de producción. 

Hacia una industria descentralizada 

El reconocimiento de la necesidad de mitigar estos problemas de consumo de energía, emisiones e ineficiencias de la cadena de suministro ha estimulado la innovación en torno a los modelos de producción distribuida de fertilizantes. Dichos modelos tienen como objetivo minimizar las necesidades de transporte y mejorar la sostenibilidad acercando la producción de fertilizantes a los usuarios finales y al mismo tiempo aprovechando enfoques "más limpios" para la fijación de nitrógeno. 

En términos generales, han surgido dos categorías: 

1. Producción localizada/regional de mediana escala: Se trata de una producción a una escala ligeramente menor que la de las instalaciones tradicionales de Haber-Bosch, pero que opera generalmente siguiendo las mismas líneas (es decir, 'amoníaco verde'). El diferenciador clave aquí es que el hidrógeno necesario para producir amoníaco se obtiene del agua mediante electrólisis; mientras que la energía renovable, generalmente proveniente de instalaciones solares o eólicas ubicadas en el mismo lugar, impulsa el proceso en lugar de los hidrocarburos. Ejemplos de innovadores que adoptan este enfoque incluyen FertigHy, que está planificando una planta de amoníaco verde en España para producir fertilizantes sostenibles para los agricultores europeos. 
    

1. Producción in situ a microescala: Este enfoque pretende llevar el concepto de descentralización a su límite. Se trata de unidades de producción compactas, a menudo alojadas dentro de un contenedor de envío, que pueden producir suficiente fertilizante para una granja o comunidad individual. Dentro de este modo de producción in situ, los innovadores generalmente exploran dos métodos de fijación de nitrógeno: 

¿Ventaja del titular? 

A pesar de las prometedoras perspectivas de la producción distribuida, los desafíos persisten. Las actuales empresas de fertilizantes han tendido a centrarse en la integración de tecnologías de captura y almacenamiento de carbono en las instalaciones tradicionales de Haber-Bosch (es decir, 'amoníaco azul') e intervenciones posteriores, como insumos biológicos que aumentan el nitrógeno. Con algunas excepciones, sólo se han involucrado mínimamente con tecnologías distribuidas de escala media y microescala.  

En cambio, los actores de las industrias alimentaria y energética están impulsando la participación corporativa hacia soluciones distribuidas. Los ejemplos incluyen la prueba de campo de Nitricity de su tecnología de fijación de nitrógeno in situ con Olam Food Ingredients, y Heineken y RIC Energy convirtiéndose en inversores fundadores de FertigHy.  

En el ámbito de las soluciones a microescala, los capitalistas de riesgo tecnológicos han liderado inversiones iniciales en empresas emergentes como Nitricity y Jupiter Ionics. Mientras tanto, inversores en infraestructura como Macquarie están mostrando interés en empresas de mediana escala como atlas agro. 

A medida que las regulaciones ambientales se endurecen en jurisdicciones clave y nuevos mercados de amoníaco verde para usos como combustible y almacenamiento de energía pasan a primer plano, podemos esperar que un grupo selecto de innovadores en fertilizantes coseche los beneficios. La capacidad de acceder a nuevos mercados de amoníaco significa oportunidades de ingresos diversificadas que podrían atraer un mayor interés, en particular para los innovadores con ofertas tecnológicas únicas. 

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• Fuente: https://www.cleantech.com/distributed-fertilizer-supply-is-crucial-for-future-food-security-and-sustainability/