Optimal design of a green ammonia export supply chain from Saudi Arabia under demand, price and route uncertainty: a two-stage stochastic programming approach
Este artículo emplea un modelo de programación estocástica de dos etapas para demostrar que una cadena de suministro óptima de exportación de amoníaco verde desde Arabia Saudita hacia Europa y Asia Oriental debería concentrarse únicamente en el sitio de NEOM con una capacidad de 1,80 Mt/año, lo que genera una ventaja económica significativa sobre los diseños deterministas y demuestra ser altamente sensible a los precios de mercado y a los costos de capital bajo incertidumbres de demanda y de rutas.
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El mundo busca una forma de alimentar su futuro sin quemar combustibles fósiles, y una de las soluciones más prometedoras consiste en convertir la luz solar y el viento en un combustible limpio llamado hidrógeno verde. Sin embargo, el hidrógeno es difícil de transportar a través de los océanos porque debe mantenerse a temperaturas extremadamente bajas o bajo una presión inmensa. Para resolver esto, los ingenieros suelen convertir el hidrógeno en amoníaco, un producto químico que es mucho más fácil de transportar y almacenar, antes de enviarlo a los países que lo necesitan. Arabia Saudita, con sus vastos desiertos y fuertes vientos costeros, está posicionada de manera única para convertirse en un importante exportador de este amoníaco verde. No obstante, construir las enormes fábricas y puertos necesarios es una apuesta. Los inversores deben decidir dónde construir y qué tamaño dar a estas plantas años antes de saber exactamente cuánto combustible comprará el mundo, qué precio pagarán o si las rutas de navegación en las que confían permanecerán abiertas.
Un nuevo estudio de Abdulkader Hanbazazah, de la Universidad de Jeddah, aborda esta incertidumbre creando un sofisticado modelo informático para encontrar el camino más seguro y rentable. En lugar de adivinar un único futuro, los investigadores simularon cincuenta mundos posibles diferentes, combinando una demanda alta y baja, precios variables y el riesgo de que las rutas de navegación se vean bloqueadas por conflictos. Probaron cinco sitios costeros potenciales en Arabia Saudita —tres en el Mar Rojo y dos en el Golfo Arábigo— para ver qué combinación de paneles solares, turbinas eólicas y plantas químicas sobreviviría a los peores escenarios y, al mismo tiempo, generaría ganancias. El objetivo no era solo encontrar la forma más barata de producir amoníaco, sino diseñar una cadena de suministro que pudiera resistir la naturaleza impredecible de los mercados globales y la geopolítica.
El modelo reveló un claro ganador para la ubicación del primer gran centro de exportación: NEOM, una nueva ciudad que se está construyendo en el noroeste del país, en el Mar Rojo. A pesar de que los puertos del Golfo Arábigo están más cerca de los mercados asiáticos como Japón y Corea, el estudio encontró que los recursos eólicos en NEOM son tan superiores que hacen que el coste de producción allí sea aproximadamente 130 dólares por tonelada inferior a cualquier otro lugar. Esta ventaja de precio es tan grande que, incluso si la ruta de navegación del Mar Rojo se bloqueara, obligando a los barcos a realizar un viaje mucho más largo alrededor de África, los ahorros derivados de producir el combustible de forma más barata compensarían los costes adicionales de transporte. En consecuencia, el modelo descartó la construcción de instalaciones de exportación en la costa del Golfo en el futuro previsible, ya que sus mayores costes de producción nunca se recuperarían, independientemente de lo seguras que fueran las rutas de navegación.
En cuanto a decidir el tamaño de la planta, los investigadores descubrieron que el enfoque más común de planificar para el futuro promedio es, en realidad, un desastre financiero. Si una empresa construyera una instalación dimensionada para satisfacer la demanda media esperada, perdería unos 140 millones de dólares cada año porque la planta quedaría inactiva siempre que la demanda fuera inferior a la media. En su lugar, la estrategia óptima es construir una planta más pequeña, dimensionada para satisfacer el nivel de demanda que es probable que se alcance o se supere el 90 por ciento de las veces. Este diseño "consciente del riesgo", que se centra en 1,8 millones de toneladas de amoníaco al año, evita los costes elevados de la capacidad no utilizada. Aunque esta planta más pequeña podría no capturar cada posible venta, garantiza un beneficio constante de unos 160 millones de dólares al año en promedio, mientras que la planta más grande, de tamaño promedio, perdería dinero en la mitad de todos los escenarios posibles.
El estudio también examinó cuánto deberían preocuparse los inversores por los peores escenarios, como una caída repentina de los precios o un bloqueo completo del Canal de Suez. Sin garantías gubernamentales, un inversor muy cauteloso se negaría a construir cualquier cosa, temiendo que un mal año pudiera agotar sus ahorros. Sin embargo, los investigadores encontraron que una red de seguridad sencilla —un precio mínimo garantizado de 750 dólares por tonelada de amoníaco— cambia las reglas del juego por completo. Con este suelo de precio en su lugar, incluso los inversores más cautelosos estarían dispuestos a construir la planta, porque el peor resultado posible ya no resultaría en una pérdida. Esto sugiere que los contratos internacionales que prometen un precio mínimo, similares a los esquemas que ya se utilizan en Europa y Japón, son la clave para desbloquear el capital necesario para construir estos enormes proyectos de energía verde.
En última instancia, la investigación muestra que el futuro de las exportaciones de amoníaco verde de Arabia Saudita depende menos de encontrar la ruta de navegación perfecta y más de tomar las decisiones correctas sobre la ubicación y el tamaño bajo la incertidumbre. Al elegir el sitio con más viento y construir una planta que sea resiliente en lugar de maximizada, la industria puede asegurar un futuro rentable incluso cuando el mundo es impredecible. El estudio concluye que el valor de utilizar esta planificación cuidadosa basada en escenarios es inmenso; ahorra cientos de millones de dólares en comparación con las conjeturas, demostando que en el mundo de alto riesgo de la energía verde, la inversión más inteligente es la que se prepara para lo inesperado.
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