El dimetil éter (DME) podría transformarse en una pieza clave en la transición energética global, gracias a su capacidad para descarbonizar sectores donde la electrificación no es viable, como el transporte pesado y la aviación. El destacado instituto alemán Fraunhofer, destaca que este gas es carbono neutral si se produce a partir de hidrógeno verde (H2V) y CO2 capturado, siendo ideal para aplicaciones versátiles que incluyen su uso como sustituto del diésel y portador de hidrógeno. Estas características lo posicionan como una solución prometedora para acelerar la descarbonización en sectores industriales complejos, como la minería y el transporte marítimo.

H2News conversó con Marco Vaccarezza, Head of News Technologies de Fraunhofer Research Chile, sobre la posición privilegiada de Chile para producir DME a gran escala. Adelantó sobre el proyecto Power-to-MEDME, una planta piloto en Antofagasta destinada a la producción de este combustible sintético, lo que no solo contribuiría a la reducción de emisiones en la minería, sino que también podría pavimentar el camino hacia la exportación de combustibles verdes. Esto, junto con políticas globales más estrictas sobre emisiones, ofrece a Chile la oportunidad de posicionarse como un líder mundial en la producción de energías limpias y combustibles alternativos.

¿Qué es el dimetil éter y cómo se relaciona con el hidrógeno verde?

El dimetil éter (DME) es un gas con propiedades similares al gas licuado de petróleo (GLP). La ventaja del DME es que puede ser carbono neutral si se produce a partir hidrógeno verde (H₂v) y CO₂ capturado de procesos industriales donde su emisión es inevitable, como en la producción de cemento. También es posible utilizar fuentes de CO₂ biogénico. 

¿Cuáles son las principales aplicaciones del dimetil éter en la industria energética?

El DME es una molécula muy versátil con diversas aplicaciones. Puede mezclarse o reemplazar el diésel en motores, ser la base para producir combustibles verdes para la aviación (SAF) y actuar como un excelente portador de hidrógeno, facilitando la exportación de H₂v a gran escala. Por todas esas cualidades, en Fraunhofer estamos impulsando el desarrollo del dimetil éter, porque creemos que puede jugar un rol clave en la descarbonización industrial.

¿Por qué es importante considerar la producción de dimetil éter en un contexto de transición energética hacia fuentes más limpias?

Porque hay una amplia gama de procesos industriales que hoy continúan utilizando diésel, pues por su intensivo consumo energético no pueden electrificarse. Entre ellos, el transporte de camiones de alto tonelaje y de carga a larga distancia, la maquinaria pesada, o el transporte marítimo o aéreo. Ahí el DME tiene mucho que aportar, pues tiene características que le permiten ser un sustituto de los combustibles fósiles, y por lo mismo, acelerar la transición energética en sectores donde hoy día es más complejo. Además, su uso permitiría adelantar demanda por H₂V y generar escalamiento, por lo tanto, ayudar en la reducción de costos de producción.

CONTEXTO NACIONAL

¿Qué ventajas ofrece Chile en términos de recursos naturales y condiciones climáticas para producir hidrógeno verde y, a partir de este, dimetil éter?

Primero, tenemos los ingredientes para producir hidrógeno y DME localmente, como la energía solar y eólica, en forma abundante y con los factores de planta más elevados del planeta y desplegados a lo largo del país. A partir de estos recursos se puede generar el hidrógeno verde que se necesita como componente base para la producción de e-fuels, como el DME, y otros derivados. Este factor es clave, pues el proceso de electrólisis mediante el cual se obtiene el H₂v consume mucha energía, y tiene que ser renovable.

Otra ventaja es que en el norte de Chile se ubica uno de los distritos mineros más grandes del mundo, lo que ofrece una gran oportunidad para levantar demanda local de hidrógeno verde y sus derivados, y además, una infraestructura bien desarrollada, un ecosistema de proveedores y la conexión con puertos industriales.

¿Cómo visualiza desarrollar un consumo interno? Y ¿en qué industria sería?

El DME tiene diversas aplicaciones, pero nosotros miramos con interés la industria minera pues el dimetil éter puede mezclarse con diésel hasta un 10-20% sin tener que hacer transformaciones mayores en los motores. Además, en las mismas proporciones, puede ser mezclado con GLP en calderas industriales, sin necesidad de grandes modificaciones. Por eso, nuestro proyecto Power-to-MEDME contempla una planta piloto para producir DME localizada en Antofagasta. Allí está la potencial demanda de uno de los distritos mineros más grandes del mundo, hay energía solar, infraestructura portuaria y un ecosistema de proveedores. Esto facilitaría el consumo interno.

¿Qué desafíos tecnológicos y logísticos enfrenta Chile para establecer una cadena de valor que incluya la producción de dimetil éter a partir de hidrógeno verde?

Los desafíos son los mismos que en el desarrollo de todas las nuevas tecnologías: la rentabilidad, hacer que toda la cadena de valor sea más costo-eficiente. Esto implica, bajar los costos de la electricidad que se requiere en el proceso de electrólisis para producir el hidrógeno y encontrar mejores soluciones para la captura de CO₂ involucrada en la síntesis del DME.

Pero un tercer elemento, más allá de todos los temas técnicos y de la declaración de intenciones, es que falta impulsar acciones decisivas para levantar la demanda local. Hoy, el H₂v y sus derivados tienen un muy alto costo, muy por encima de las alternativas fósiles y las empresas no están dispuestas a comprarlo, aun cuando sean carbono neutrales. La industria está interesada en soluciones que ofrezcan una transición fácil de los combustibles fósiles a los verdes y el desarrollo del hidrógeno y del DME está aún en una etapa inicial por lo que no son lo suficientemente rentables. Después de todo, estamos compitiendo con la industria de los combustibles fósiles, que tiene más de 120 años de historia. Además, el bajo impuesto al carbono en Chile no genera incentivos para adoptar combustibles limpios.

¿Y qué debería pasar para que bajaran los precios de del H₂v y derivados?

El desarrollo de proyectos piloto es fundamental para encontrar soluciones comercialmente viables, probar tecnologías, resolver desafíos de escalamiento, generar capacidades, conocimiento y demostrar en forma práctica y concreta aplicaciones en entornos industriales. Pero para ello es necesario que la industria y el sector público esté más dispuesto a invertir en innovación y así como se impulsó el crecimiento del sector fotovoltaico, se necesitan medidas similares para liberar el potencial del hidrógeno verde.

Contexto Internacional

¿Cuál es el avance del desarrollo de dimetil éter en el mundo?
El DME ya se usa en algunos países, como en la industria de camiones pesados de carretera en Estados Unidos, lo que demuestra su viabilidad y abre oportunidades para su expansión global. Empresas como Oberon Fuels en USA ya lo producen y comercializan como combustible renovable, para diversas aplicaciones. Marcas reconocidas como Volvo y Mack utilizan DME en camiones desde 2014, en Estados Unidos. Asimismo, en Asia, diversos países ya lo utilizan en transporte y como combustible en calderas, para aplicaciones térmicas.

Considerando que Chile podría producir y exportar, ¿cómo se transporta el dimetil éter y qué riesgos implica?
Como se ha señalado antes, el DME es una molécula que se comporta en forma muy similar al GLP, (gas licuado de petróleo). Por lo tanto, puede transportarse utilizando las mismas infraestructuras que utiliza el GLP, con mínimas adaptaciones, bajo las mismas condiciones de presión. Es una molécula muy segura porque no es tóxica, su manejo en términos es muy similar al GLP, ha sido utilizado y transportado por décadas en otros países, reduce otros contaminantes complejos como los NOx, SOx y material particulado, y puede llegar a reducir hasta en un 85% las emisiones de GEI.

¿Cómo podría la producción de dimetil éter en Chile contribuir a la reducción global de emisiones de carbono?

La producción de DME a partir de H₂V y fuentes de CO ₂ biogénicas o inevitables, genera un combustible carbono-neutral de fácil uso e incorporación casi directa en las cadenas de valor actuales de los combustibles fósiles.

El uso de H₂V directo en aplicaciones de transporte u otras hoy es difícil y de muy alto costo, siendo necesario adaptar no solo el uso final, sino además toda la infraestructura y logística de transporte y abastecimiento. Por esto, el camino a seguir es a través de combustibles sintéticos, entre ellos el DME, pues permiten descarbonizar de manera rápida, escalar a su vez la producción de H₂V, y eliminar barreras de entrada por parte de los usuarios finales, sobre todo en los casos en que dichos usuarios no estén en condiciones de alterar sus aplicaciones y usos actuales. Los e-fuels en general y el DME en particular, acercan el H₂V hacia la demanda. Además, el DME es un muy eficiente vector energético, puede ser una muy interesante opción para exportar grandes cantidades de H₂V, teniendo diversas ventajas sobre otros carriers como el amoníaco.

¿Cómo podrían las políticas internacionales y los acuerdos sobre el cambio climático influir en la demanda global de dimetil éter y en la competitividad de Chile como productor?

Esencialmente a través del establecimiento de metas más estrictas en cuanto a emisiones asociadas a nuestros productos de exportación. Como exportadores de importantes materias primas para la descarbonización global, asimismo de alimentos, salmón, productos agrícolas y otros insumos, existirá presión creciente en el mundo desarrollado por reducir la huella de carbono de nuestras exportaciones, tanto asociadas a la producción como al transporte hacia destinos finales.

Gran parte de nuestra industria de exportación depende fuertemente de combustibles fósiles, que además no producimos y tenemos que importar. Por ello, en los próximos años tendremos que trabajar intensamente en descarbonizar sectores complejos como el transporte pesado, y para ello el DME y los combustibles sintéticos en general serán un elemento clave.

Proyecto Power to Medme 

¿Fraunhofer está trabajando en el proyecto Power to Medme para la producción de dimetil éter, cómo podría contribuir en términos de reducción de emisiones de carbono?
El objetivo es producir 5,000 toneladas anuales de DME, lo que reduciría emisiones de carbono al ser un sustituto del GLP o diésel, ambos derivados de fuentes fósiles.

Si bien es una cantidad relativamente pequeña en el contexto de consumo total de combustibles en la gran minería en la Región de Antofagasta, será ya una iniciativa a escala industrial que permitirá probar aplicaciones en condiciones reales, a lo largo de toda la cadena de valor, incluyendo uso, logística, suministro y distribución. Esto apunta directamente a proveer una opción de combustible carbono neutral para la minería, disponible en un plazo relativamente corto, sin necesidad de realizar modificaciones importantes en los equipos e instalaciones actuales, sin impacto en actuales protocolos y procedimientos de operación, para descarbonizar aplicaciones complejas de electrificar en esta industria, tales como transporte pesado (maquinaria de alta potencia, camiones de alto tonelaje, etc), y usos térmicos.

¿Puede describir cómo será el proceso hasta lograr los derivados de metanol y dimetil éter?
La producción se iniciaría con la captura de CO₂ proveniente de la planta de cemento Biobío, que sería transportado a una segunda instalación, en la cual, mediante el proceso de electrólisis de agua, se obtendría hidrógeno verde. Luego, ambos se combinarán para sintetizar metanol y en un segundo proceso, el metanol se convierte en dimetil éter, vía deshidratación, lo que permite recuperar agua en el proceso y reutilizarla en la electrólisis.

¿Cuáles son las oportunidades del dimetil éter para Antofagasta?
Antofagasta, con su acceso a energías renovables y proximidad a sectores industriales que pueden consumir DME, se posiciona como un hub ideal y de gran potencial para la producción y desarrollo tecnológico en esta nueva industria de energías limpias.

¿Cómo podría Chile posicionarse en el mercado global de combustibles alternativos si logra desarrollar una producción sostenible de dimetil éter a gran escala?

Estamos en un minuto crucial. Chile tiene la oportunidad de tomar el desafío y pavimentar el camino para convertirse en líder mundial en la producción de energías renovables, hidrógeno verde y derivados, como el dimetil éter. Además, podemos pasar de ser importadores netos de combustibles, a ser no solo autosuficientes, sino además exportadores. No va a suceder de inmediato, especialmente con el H₂v y el DME, en los que se requiere crear mercados y generar condiciones habilitantes. Pero tenemos muchas ventajas y también la determinación de Europa de alcanzar la carbono neutralidad en 2050, y por lo mismo su interés de importar hidrógeno verde.

Europa será una zona deficitaria de hidrogeno verde y derivados en su plan de descarbonización, necesitará importar desde otras zonas del planeta, mientras que Chile puede llegar a producir mucho más que su consumo interno. Tenemos el potencial para llegar a generar grandes excedentes.

Lo importante es tener la visión y apostar a ser los pioneros, haciendo todos los esfuerzos que se requieran y trabajar de forma colaborativa con la industria, el Estado y quienes nos dedicamos a desarrollar soluciones en innovación.

H2News

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