La urea es el fertilizante más utilizado en el país, aplicándose prácticamente en todos los cultivos. Actualmente, Uruguay importa unas 332 mil toneladas de urea anualmente por un valor de US$ 152 millones (costo promedio 458 US$/tonelada). Este consumo emite unas 167 mil toneladas de dióxido de carbono (CO₂) por año. En este contexto, el programa Futuros Líderes Energéticos del Consejo Mundial de la Energía en Uruguay, analizó, en una nota técnica el potencial del país de producir urea a partir de hidrógeno verde (“urea verde”), destacándose en esta columna algunas de las principales conclusiones.

 Urea a partir de hidrógeno verde

 La urea se produce, principalmente, a partir de dos insumos: amoníaco y dióxido de carbono (CO2). Por su parte, el amoníaco requiere nitrógeno e hidrógeno. Este último en la actualidad es producido mayoritariamente a partir de reformado de gas natural con vapor de agua. De hecho, la producción de amoníaco explica el 35% de la demanda global de hidrógeno, y aproximadamente 70% de éste es utilizado en la producción de fertilizantes.    

Estos procesos emiten cantidades significativas de gases de efecto invernadero que Uruguay tiene la posibilidad de mitigar, produciendo urea de manera más amigable con el medioambiente, impulsando a su vez una nueva industria local. Como ya se ha comentado en columnas anteriores, Uruguay está bien posicionado para producir hidrógeno verde debido a buen recurso eólico y solar, y cuenta con CO₂ biogénico proveniente de la industria forestal y de la producción de biocombustibles.    

Vale la pena destacar también que la producción de urea a partir de hidrógeno verde tendría otra ventaja respecto a la urea convencional comprada en mercados internacionales. Al ser el gas natural uno de los principales insumos para la producción de amoníaco (y por ende de la urea), su precio se incrementó fuertemente a partir de la crisis energética global producto de la pandemia del COVID-19 y posteriormente de la guerra en Ucrania. No solo por el componente energético, sino también porque en 2020 Rusia exportaba 14% de la urea comercializada internacionalmente. La tonelada de urea en mercados internacionales se disparó de unos 200 US$ a mediados de 2020, a 925 US$ en abril 2022. Así como las fuentes de energía renovable no convencionales permitieron estabilizar el costo de abastecimiento de la demanda de energía eléctrica en Uruguay, estas podrían ahora tener un efecto similar sobre el costo de los fertilizantes.    

 Infraestructura necesaria y potencial localización

La mencionada nota técnica evaluó dos escenarios de producción en Uruguay: uno en el que se sustituye 20% de la demanda nacional de urea convencional por urea verde, y otro en que se sustituye el 50%.

Se realizó un estudio de prefactibilidad de alto nivel, en base a diferentes parámetros como ser: la cantidad de amoníaco, hidrógeno, nitrógeno y dióxido de carbono necesaria, la elección de electrolizadores, la instalación de un parque de generación eléctrica propia (eólico y/o solar) o, eventualmente, la conexión al sistema interconectado nacional, el consumo de agua, el impacto ambiental y la posible localización de la planta.

En el escenario más ambicioso (sustitución del 50% de la demanda local) se producirían aproximadamente 170 mil toneladas de urea verde en Uruguay, a partir de 97 mil toneladas de amoníaco y 125 mil toneladas de dióxido de carbono. Asimismo, el amoníaco requeriría 29 mil toneladas de hidrógeno verde, y 133 mil toneladas de nitrógeno aproximadamente.

Para producir el hidrógeno, se estima que sería necesario instalar 180 MW de electrolizadores PEM (dada su buena complementariedad con fuentes de generación eléctrica intermitente) para el que se consideraron dos posibilidades de abastecimiento eléctrico: un parque eólico de 530 MW o un parque complementario de 100 MW solar fotovoltaico y 200 MW de eólica conectado a la red.

En base al espacio físico disponible, recursos eólico y solar, acceso a CO₂ biogénico, cercanía a redes de alta tensión existentes, acceso a línea de ferrocarril central y ruta 5, y acceso a curso de agua, una potencial ubicación destacada es la zona próxima a Pueblo Centenario en el departamento de Durazno.

 Impacto económico-ambiental

La nota técnica estima que sustituir el 50% del consumo actual de urea fósil por urea verde requeriría inversiones superiores a US$ 1.300 millones (2,2% del Producto Interno Bruto), creándose más de 180 puestos de trabajo directos, y otros empleos indirectos en el período de construcción. Bajo los supuestos considerados, entre los que se destaca precio de electricidad a 40 US$/MWh, tasa de retorno del proyecto del 12%, costo de capital de los electrolizadores por 1.190 US$/kW, entre otros detallados en la nota técnica, el hidrógeno verde se obtendría a un precio de 3,4 US$/kg, el amoníaco a 1.138 US$/ton, y la urea a 685 US$/ton. La estimación fue de alto nivel, no de ingeniería de detalle, por lo que es una referencia para evaluar el orden de magnitud que podría alcanzar un proyecto en la actualidad.

Respecto al impacto ambiental, el trabajo consideró las emisiones a lo largo del ciclo de vida del fertilizante, es decir emisión directa debido al proceso productivo, emisión indirecta por generación de energía eléctrica, y emisión indirecta por aplicación en suelo. El balance de emisiones resultaría, en el escenario ambicioso, en una captura anual de 34 mil toneladas de CO₂ por año.

Si bien en Uruguay no existe un mercado de carbono, para tener una referencia económica de lo que podría implicar esta captura, en el esquema de comercio de emisiones de la Unión Europea (EU ETS) el precio de los permisos fluctuó entre 84 y 109 US$/tonelada en lo que va del año. Por lo que, en esas economías, un proyecto de estas características podría obtener ingresos de entre US$ 2,8 y 3,7 millones por año por emisiones capturadas de CO₂.

 El camino por delante

La necesidad a nivel global de descarbonizar las economías hacia 2050 para lograr los compromisos del Acuerdo de París se vuelve cada vez más urgente, y los esfuerzos por alcanzar las metas fijadas aún no son suficientes.

Uruguay es un país reconocido mundialmente por una primera transición energética exitosa (porcentaje renovable en la matriz de generación eléctrica), y se encuentra ahora tomando medidas para lograr que la segunda transición energética sea igualmente exitosa (porcentaje renovable en la matriz energética). La sustitución directa de combustibles fósiles por energía eléctrica será uno de los principales caballos de batalla en ese sentido, entre los que se destacan la electromovilidad y las bombas de calor, entre otros. Sin embargo, no todos los consumos de combustibles fósiles pueden ser electrificados, debido a la naturaleza del consumo, o a que se utilizan como materia prima y no como fin energético. Estos sectores son usualmente denominados “de difícil mitigación”, entre los que suele incluirse a la industria pesada, la petroquímica, y el transporte pesado y de larga distancia.

Como se mencionó, Uruguay no produce amoníaco actualmente, pero la urea que importa tiene una huella de carbono significativa. Producir urea verde contribuiría a la descarbonización del sector agroindustrial nacional y uno de los sectores de difícil mitigación a nivel global, como lo es la producción de amoníaco.

Si bien el análisis preliminar de la nota técnica descrita sugiere que el precio al que se obtendría urea verde en Uruguay podría ser superior al precio promedio de importación actual de la urea convencional, hay varios motivos para mirar esta potencial industria con optimismo, y merece profundizar el estudio de este potencial mercado.

Por un lado, diversas iniciativas a nivel global están fomentando tecnologías que permitan alcanzar la carbono neutralidad, sea mediante subsidios directos (como el Inflation Reduction Act en Estados Unidos), como parciales a la brecha entre la oferta y la demanda, mitigando riesgos de mercado(como el programa H2 Global en Alemania), o mayores tasas a productos intensivos en carbono (como el Carbon Border Adjustment Mechanism en la Unión Europea). No solo se espera que esto derive en una caída en el costo de estas tecnologías al producirse masivamente (como sucedió con el costo de la generación eléctrica a partir de fuentes eólica y la solar), sino que abre la puerta a potenciales compradores (offtakers) en esos mercados, que al hacer uso de esos programas contribuyan a lograr precios competitivos. Asimismo, es de esperar que producir cultivos a partir de fertilizantes verdes abra puertas a mercados internacionales que paguen mejores precios por un producto más amigable con el medio ambiente, compensando al menos parcialmente posibles sobreprecios.

Por último, y no menos importante, hay que destacar que nuestros países vecinos importan cantidades significativas de urea. En 2021 Brasil importó 7,5 millones de toneladas y Argentina 1,5 millones de toneladas. Los principales países de origen fueron Argelia, Qatar, Rusia, Omán y Egipto. De lograr desarrollar esta nueva industria a precios competitivos, Uruguay podría encontrar en el mercado local, regional e internacional de urea y amoníaco una importante fuente de crecimiento a largo plazo.

- Programa de Futuros Líderes Energéticos del Consejo Mundial de la Energía para Uruguay: Felipe Bastarrica, María Camacho, Gabriel Di Lavello, Gonzalo Iglesias, Noelia Medina, Agustina Pérez.