Dans l’engouement centenaire pour le pic de carbone et la neutralité carbone, les pays du monde entier recherchent activement la prochaine génération de technologies énergétiques et vertes.ammoniacest en train de devenir récemment le centre de l’attention mondiale. Comparé à l’hydrogène, l’ammoniac passe du domaine des engrais agricoles le plus traditionnel au domaine énergétique en raison de ses avantages évidents en matière de stockage et de transport.

Faria, expert à l'Université de Twente aux Pays-Bas, a déclaré qu'avec la hausse des prix du carbone, l'ammoniac vert pourrait devenir le futur roi des carburants liquides.

Alors, qu’est-ce que l’ammoniac vert exactement ? Quel est son état de développement ? Quels sont les scénarios d’application ? Est-ce économique ?

L'ammoniac vert et son état de développement

L'hydrogène est la principale matière première deammoniacproduction. Par conséquent, selon les différentes émissions de carbone dans le processus de production d’hydrogène, l’ammoniac peut également être classé dans les quatre catégories suivantes par couleur :

Grisammoniac: Fabriqué à partir d'énergies fossiles traditionnelles (gaz naturel et charbon).

Ammoniac bleu : l'hydrogène brut est extrait de combustibles fossiles, mais la technologie de captage et de stockage du carbone est utilisée dans le processus de raffinage.

Ammoniac bleu-vert : Le processus de pyrolyse du méthane décompose le méthane en hydrogène et carbone. L’hydrogène récupéré lors du processus est utilisé comme matière première pour produire de l’ammoniac à partir d’électricité verte.

Ammoniac vert : l'électricité verte générée par des énergies renouvelables telles que l'énergie éolienne et solaire est utilisée pour électrolyser l'eau pour produire de l'hydrogène, puis l'ammoniac est synthétisé à partir de l'azote et de l'hydrogène présents dans l'air.

Étant donné que l’ammoniac vert produit de l’azote et de l’eau après combustion et ne produit pas de dioxyde de carbone, l’ammoniac vert est considéré comme un carburant « sans carbone » et l’une des sources d’énergie propre importantes du futur.

Le vert mondialammoniacle marché en est encore à ses balbutiements. D’un point de vue mondial, la taille du marché de l’ammoniac vert est d’environ 36 millions de dollars américains en 2021 et devrait atteindre 5,48 milliards de dollars américains en 2030, avec un taux de croissance annuel composé moyen de 74,8 %, ce qui présente un potentiel considérable. Yundao Capital prédit que la production annuelle mondiale d'ammoniac vert dépassera 20 millions de tonnes en 2030 et dépassera 560 millions de tonnes en 2050, représentant plus de 80 % de la production mondiale d'ammoniac.

En septembre 2023, plus de 60 projets d'ammoniac vert avaient été déployés dans le monde, avec une capacité de production totale prévue de plus de 35 millions de tonnes/an. Les projets d'ammoniac vert à l'étranger sont principalement distribués en Australie, en Amérique du Sud, en Europe et au Moyen-Orient.

Depuis 2024, l’industrie nationale de l’ammoniac vert en Chine s’est développée rapidement. Selon des statistiques incomplètes, depuis 2024, plus de 20 projets d'hydrogène vert et d'ammoniac ont été promus. Envision Technology Group, China Energy Construction, State Power Investment Corporation, State Energy Group, etc. ont investi près de 200 milliards de yuans dans la promotion de projets d'ammoniac vert, qui libéreront une grande quantité de capacité de production d'ammoniac vert à l'avenir.

Scénarios d'application de l'ammoniac vert

En tant qu’énergie propre, l’ammoniac vert présente de nombreux scénarios d’application à l’avenir. Outre les utilisations agricoles et industrielles traditionnelles, cela comprend principalement la production d'électricité par mélange, le transport de carburant, la fixation du carbone, le stockage de l'hydrogène et d'autres domaines.

1. Industrie maritime

Les émissions de dioxyde de carbone provenant du transport maritime représentent 3 à 4 % des émissions mondiales de dioxyde de carbone. En 2018, l'Organisation maritime internationale a adopté une stratégie préliminaire de réduction des émissions de gaz à effet de serre, proposant que d'ici 2030, les émissions mondiales de carbone du transport maritime soient réduites d'au moins 40 % par rapport à 2008 et s'efforcent de les réduire de 70 % d'ici 2050. Pour parvenir à la réduction des émissions de carbone et à la décarbonisation du secteur maritime, les carburants propres remplaçant les énergies fossiles constituent le moyen technique le plus prometteur.

Il est généralement admis dans le secteur du transport maritime que l’ammoniac vert est l’un des principaux carburants pour la décarbonation du secteur du transport maritime à l’avenir.

Le Lloyd's Register of Shipping a prédit qu'entre 2030 et 2050, la proportion d'ammoniac comme carburant de transport augmenterait de 7 % à 20 %, remplaçant le gaz naturel liquéfié et d'autres carburants pour devenir le carburant de transport le plus important.

2. Industrie de production d’électricité

Ammoniacla combustion ne produit pas de CO2 et la combustion à mélange d'ammoniac peut utiliser les centrales électriques au charbon existantes sans modifications majeures du corps de la chaudière. Il s'agit d'une mesure efficace pour réduire les émissions de dioxyde de carbone dans les centrales électriques au charbon.

Le 15 juillet, la Commission nationale du développement et de la réforme et l'Administration nationale de l'énergie ont publié le « Plan d'action pour la transformation et la construction à faible émission de carbone des centrales électriques au charbon (2024-2027) », qui proposait qu'après la transformation et la construction, les centrales électriques au charbon devraient avoir la capacité de mélanger plus de 10 % d’ammoniac vert et de brûler du charbon. Les niveaux de consommation et d’émission de carbone sont considérablement réduits. On peut constater que le mélange d'ammoniac ou d'ammoniac pur dans les unités thermiques constitue une orientation technique importante pour la réduction des émissions de carbone dans le domaine de la production d'électricité.

Le Japon est un promoteur majeur de la production d’électricité à combustion mixte d’ammoniac. Le Japon a formulé la « Feuille de route japonaise sur le combustible ammoniac 2021-2050 » en 2021 et achèvera la démonstration et la vérification du combustible mélangé à 20 % d'ammoniac dans les centrales thermiques d'ici 2025 ; à mesure que la technologie du mélange d'ammoniac mûrira, cette proportion augmentera jusqu'à plus de 50 % ; d’ici 2040 environ, une centrale électrique à ammoniac pur sera construite.

3. Support de stockage d'hydrogène

L'ammoniac est utilisé comme support de stockage d'hydrogène et doit passer par les processus de synthèse, de liquéfaction, de transport et de réextraction de l'hydrogène gazeux. L’ensemble du processus de conversion ammoniac-hydrogène est mature.

À l'heure actuelle, il existe six moyens principaux de stockage et de transport de l'hydrogène : le stockage et le transport de bouteilles à haute pression, le transport sous pression gazeux par pipeline, le stockage et le transport d'hydrogène liquide à basse température, le stockage et le transport de matières organiques liquides, le stockage et le transport d'ammoniac liquide et le métal. stockage et transport d’hydrogène solide. Parmi eux, le stockage et le transport de l'ammoniac liquide consistent à extraire l'hydrogène par synthèse, liquéfaction, transport et regazéification de l'ammoniac. L'ammoniac est liquéfié à -33°C ou 1MPa. Le coût de l'hydrogénation/déshydrogénation représente plus de 85 %. Il n'est pas sensible à la distance de transport et convient au stockage et au transport d'hydrogène en vrac à moyenne et longue distance, en particulier le transport maritime. Il s’agit de l’un des moyens les plus prometteurs de stockage et de transport de l’hydrogène à l’avenir.

4. Matières premières chimiques

En tant qu'engrais azoté vert potentiel et principale matière première pour les produits chimiques verts, le vertammoniacfavorisera fortement le développement rapide des chaînes industrielles « ammoniac vert + engrais vert » et « ammoniac vert chimique ».

Par rapport à l’ammoniac synthétique fabriqué à partir d’énergie fossile, on s’attend à ce que l’ammoniac vert ne soit pas en mesure de devenir une matière première chimique réellement compétitive avant 2035.