Il processo Haber-Bosch, sviluppato nel 1914, è una delle invenzioni più importanti della storia umana. Consentendo la sintesi su larga scala dell'ammoniaca a partire da azoto e idrogeno, ha reso possibile l'agricoltura moderna.
Oggi, i fertilizzanti derivati dall'ammoniaca nutrono circa metà della popolazione mondiale. Ma l'importanza strategica dell'ammoniaca non si limita più alla produzione alimentare. Si sta affermando come uno dei principali candidati per un combustibile marittimo a zero emissioni di carbonio, un vettore valido per il trasporto di idrogeno su lunghe distanze e un potenziale mezzo di accumulo di energia per i sistemi di energia rinnovabile. Ciascuno di questi ruoli ha acquisito urgenza in quanto i ripetuti shock di approvvigionamento di carburante, causati da perturbazioni geopolitiche lungo i corridoi energetici critici, hanno messo in luce la fragilità della dipendenza dai combustibili fossili nelle catene di approvvigionamento globali.
In tale contesto, il fatto che la produzione di ammoniaca rappresenti da sola quasi il 2% delle emissioni globali di gas serra e che non abbia subito cambiamenti sostanziali nell'ultimo secolo, costituisce al contempo un problema e un'opportunità di notevole portata.
Karen Baert, amministratore delegato e co-fondatrice di Ammobia , azienda con sede a San Francisco , ritiene che la soluzione non risieda nella sostituzione di Haber-Bosch, bensì nella sua reinvenzione. L'azienda definisce il suo approccio Haber-Bosch 2.0. A gennaio, ha chiuso un round di finanziamento iniziale da 7.5 milioni di dollari, sostenuto da Shell Ventures, ALIAD (il braccio di venture capital di Air Liquide), Chevron Technology Ventures e MOL Switch, il braccio di venture capital del gruppo di navigazione giapponese Mitsui OSK Lines.
L'opportunità dell'ammoniaca
L'ammoniaca è la seconda sostanza chimica più prodotta al mondo. Il suo mercato consolidato, incentrato sui fertilizzanti azotati, ha un valore di circa 100 miliardi di dollari all'anno. Tuttavia, le applicazioni emergenti stanno alimentando le proiezioni di una crescita sostanziale. I documenti presentati da Ammobia agli investitori stimano il mercato potenziale a 400 miliardi di dollari, grazie all'espansione dell'ammoniaca nei settori dei combustibili puliti e dei vettori energetici. L' Agenzia Internazionale dell'Energia prevede che l'ammoniaca potrebbe rappresentare l'8% della domanda di carburante per il settore marittimo entro il 2030 e addirittura il 46% entro il 2050, mentre l'industria navale si impegna a raggiungere l'obiettivo di zero emissioni nette per la flotta globale, fissato dall'Organizzazione Marittima Internazionale.
La validità dell'ammoniaca come combustibile marittimo risiede in un vantaggio pratico: a differenza dell'idrogeno, può essere stoccata e trasportata allo stato liquido a pressioni relativamente moderate, utilizzando infrastrutture che si sovrappongono parzialmente alle reti logistiche esistenti per GPL e prodotti chimici. Come vettore di idrogeno, offre una via per trasportare l'idrogeno verde prodotto in regioni ricche di risorse rinnovabili verso centri industriali lontani da tali fonti. Entrambe le funzioni dipendono dalla stessa condizione fondamentale: che l'ammoniaca possa essere prodotta a costi competitivi e con emissioni sostanzialmente inferiori rispetto a quelle consentite dai processi standard attuali. È proprio questo il divario che Ammobia si propone di colmare.
Perché è così difficile decarbonizzare l'ammoniaca convenzionale
Il processo Haber-Bosch convenzionale opera a circa 200 bar di pressione e temperature comprese tra 500 e 600 gradi Celsius. Queste condizioni estreme richiedono ingenti investimenti, una produzione centralizzata su larga scala e materie prime quasi interamente costituite da gas naturale o carbone. "Costruire un nuovo impianto di ammoniaca significa investire oltre un miliardo di dollari", ha dichiarato Baert a Climate Solutions News. "Un complesso per la produzione di ammoniaca è un tipo di complesso che si può girare intorno in pochi minuti in auto".
Queste dimensioni fisiche ed economiche hanno reso difficile un'innovazione significativa. L'industria ha trascorso un secolo a ottimizzare la stessa chimica di base anziché metterla in discussione. Quando Ammobia è stata fondata quattro anni fa, Baert afferma che c'era solo un'altra startup al mondo che lavorava su nuovi approcci alla produzione di ammoniaca. Da allora il settore è cresciuto, con alcune aziende che perseguono percorsi elettrochimici più adatti ad applicazioni su piccola scala. Ma il percorso termochimico di Ammobia, con la sua drastica riduzione delle condizioni operative, rimane un territorio in gran parte inesplorato.
I co-fondatori di Ammobia, Karen Baert (a destra) e Tristan Gilbert.
Cosa fa effettivamente di diverso Ammobia
L'innovazione di Ammobia si concentra su nuovi materiali aggiunti al reattore di ammoniaca. Questi materiali consentono di effettuare la sintesi a pressioni comprese tra 20 e 60 bar, anziché i convenzionali 200 bar, e a temperature inferiori di circa 150 gradi Celsius rispetto allo standard attuale.
Il risultato è un'unità di produzione che, secondo le stime di Ammobia, può essere realizzata con un costo di capitale pari a circa la metà di quello di un impianto convenzionale. "Semplicemente grazie alle temperature e alle pressioni più basse, è possibile utilizzare meno materiali, materiali più economici, meno compressori, compressori più economici", ha affermato Baert.
La tecnologia è inoltre progettata per essere modulare. Mentre gli impianti di ammoniaca odierni richiedono vasti siti centralizzati, il sistema di Ammobia è costruito con skid standardizzati che possono essere trasportati, impilati e installati in prossimità del punto di domanda. Questa modularità non è solo una comodità logistica. Risolve una delle inefficienze meno evidenti dell'attuale catena di approvvigionamento: quando l'ammoniaca prodotta in un impianto centralizzato raggiunge il cliente finale via nave o camion, il suo costo effettivo può essere da due a tre volte superiore al prezzo di produzione. Impianti più piccoli situati vicino al punto di domanda riducono notevolmente questo onere.
Il costo sta vincendo la discussione
Interrogato su quale fattore, tra la riduzione dei costi e la riduzione delle emissioni, sia più convincente per i potenziali clienti, Baert è stato diretto: "Nell'attuale contesto macroeconomico, il costo è certamente la prima cosa che interessa alle persone". Ciò è in linea con una tendenza più ampia nella decarbonizzazione industriale: le tecnologie pulite che non riescono a competere sul prezzo si trovano ad affrontare una difficile battaglia commerciale, a prescindere dalle loro credenziali ambientali.
Secondo Ammobia, i due obiettivi non sono in conflitto. La vicinanza alla domanda rende già il suo processo economicamente competitivo in molti scenari. Inoltre, la recente volatilità dei mercati dei combustibili fossili ha ulteriormente modificato il quadro. Le interruzioni dell'offerta, causate dall'instabilità geopolitica, hanno spinto al rialzo i prezzi dell'ammoniaca convenzionale, mentre le proiezioni sui costi di produzione dell'ammoniaca pulita hanno continuato a diminuire. "Per la prima volta nella storia", ha osservato Baert, "l'ammoniaca tradizionale prodotta da gas naturale o carbone in molte parti del mondo è più costosa rispetto alle proiezioni sui costi dell'ammoniaca pulita per alcuni dei primi grandi impianti di produzione di ammoniaca pulita in Cina, Medio Oriente e altrove".
Il primo sistema commerciale dell'azienda, destinato a generare ricavi con un cliente, è previsto per il 2028. Un impianto pilota con livello di maturità tecnologica TRL 6, il livello di maturità tecnologica per la dimostrazione di un prototipo su vasta scala, dovrebbe essere operativo quest'estate.
Un mercato sull'orlo dell'espansione
La transizione del settore marittimo dai combustibili fossili sta procedendo più velocemente di quanto previsto dagli scettici un decennio fa. Baert ne cita prove concrete. La compagnia di navigazione belga Exmar ha battezzato ad aprile le prime navi oceaniche al mondo alimentate ad ammoniaca, Antwerpen e Arlon, presso il cantiere navale HD Hyundai di Ulsan , con consegna prevista entro la fine dell'anno. HD Hyundai si è aggiudicata ordini per un totale di otto navi alimentate ad ammoniaca. Le due navi Exmar sono le prime di una serie di quattro e rappresentano il culmine di un programma di sviluppo congiunto avviato oltre tre anni e mezzo fa.
"C'è qualcosa di particolare nel settore marittimo", ha affermato Baert. "Dobbiamo decarbonizzare entro il 2050, e il 2050 è a una sola vita utile di una nave. È letteralmente dietro l'angolo." Il ritmo degli ordini suggerisce che il settore abbia recepito questa logica. Con una domanda consolidata di fertilizzanti che fornisce una base commerciale stabile e con le applicazioni energetiche in rapida accelerazione, la necessità di una produzione a basso costo e a basse emissioni di carbonio si rafforza di anno in anno.
Il processo di Ammobia è modulare per sua stessa natura e scalabile in base alla domanda.
Perché la composizione del portafoglio investitori è importante
La composizione strategica del round di finanziamento iniziale di Ammobia riflette la posizione dell'azienda in diversi settori convergenti. ALIAD, in quanto importante fornitore di gas industriali, è un potenziale fornitore di materia prima per l'idrogeno e un eventuale acquirente. Shell e Chevron apportano esperienza nella gestione di impianti termochimici e si stanno posizionando per un ruolo nel settore dell'ammoniaca, in fase di espansione. L'interesse di MOL Switch è esplicito: la sua società madre, Mitsui OSK Lines, si sta preparando per un futuro in cui l'ammoniaca sarà il combustibile principale per le navi. "Vogliono svolgere un ruolo in questo settore", ha affermato Baert. "E considerano un vantaggio competitivo avere accesso a una tecnologia come quella di Ammobia".
Secondo lei, questo allineamento di interessi commerciali è una caratteristica, non una coincidenza. Per una startup che opera all'incrocio tra chimica, energia e logistica, le aziende consolidate non sono ostacoli da scalzare, ma partner la cui partecipazione accelera l'adozione sul mercato e riduce il rischio di implementazione.
Dal Belgio a Stanford al laboratorio
Baert è cresciuta in Belgio e descrive la sua ambizione iniziale come semplice: voleva preservare l'oceano. Velista agonista, aveva una percezione viscerale di ciò che era in gioco a livello ambientale. È stato a Stanford, dove ha conseguito un MBA mentre la sua co-fondatrice stava terminando un dottorato di ricerca, che il percorso professionale si è concretizzato. Le due si sono conosciute tramite il club studentesco sull'idrogeno dell'università e, secondo il racconto di Baert, hanno riconosciuto immediatamente sia gli obiettivi comuni che le competenze complementari.
Ammobia è stata nominata Technology Pioneer dal World Economic Forum nel 2025. Baert e il co-fondatore Tristan Gilbert sono stati inclusi nella lista Forbes 30 Under 30 Manufacturing and Industry 2024. Nel 2025, Baert ha vinto il premio Scienziata dell'anno ai Women in Energy Transition Awards e il primo premio al Women in Clean Tech and Sustainability Pitch Competition, un riconoscimento che ha subito voluto sottolineare. "Il premio come scienziata è in realtà un tributo all'intero team di Ammobia", ha affermato, "e a tutti gli scienziati e ingegneri che lavorano duramente in laboratorio ogni giorno per far progredire la nostra tecnologia".
L'arco più lungo
L'obiettivo di Ammobia è di avere entro il 2030 diversi progetti commerciali operativi, basati su materie prime differenti e operanti in diverse aree geografiche. L'ambizione è dimostrare che l'ammoniaca a basso costo e a basse emissioni di carbonio è realizzabile non come prodotto di nicchia di alta gamma, ma come input industriale di uso comune, disponibile su qualsiasi scala e indipendente dalle volatili catene di approvvigionamento dei combustibili fossili.
Il processo Haber-Bosch è valso ai suoi inventori il Premio Nobel per aver risolto un problema che aveva limitato la civiltà umana per millenni. La pressione per risolvere il problema che lo ha succeduto, ovvero come gestire le emissioni generate da questo processo, sta crescendo con un'urgenza analoga. Resta da vedere se la scienza dei materiali e l'ingegneria modulare saranno in grado di fornire una risposta con la rapidità e la portata necessarie. Tuttavia, il gruppo di investitori che sostiene Ammobia suggerisce che il settore stia iniziando a considerare la questione urgente piuttosto che puramente teorica.
