Dans le contexte de la course effrénée, qui dure depuis un siècle, au pic de carbone et à la neutralité carbone, les pays du monde entier recherchent activement la prochaine génération de technologies énergétiques et d'énergies vertes.ammoniacL'ammoniac fait l'objet d'une attention mondiale croissante ces derniers temps. Comparé à l'hydrogène, il étend son utilisation traditionnelle, initialement axée sur les engrais agricoles, au secteur énergétique grâce à ses avantages indéniables 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 bien devenir le futur roi des carburants liquides.

Alors, qu'est-ce que l'ammoniac vert exactement ? Quel est son état de développement ? Quels sont ses domaines d'application ? Est-il rentable ?

L'ammoniac vert et son état de développement

L'hydrogène est la principale matière première pourammoniacPar conséquent, en fonction des différentes émissions de carbone liées au processus de production d'hydrogène, l'ammoniac peut également être classé en quatre catégories de couleur :

GrisammoniacFabriqué à partir d'énergies fossiles traditionnelles (gaz naturel et charbon).

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

Ammoniac bleu-vert : Le procédé de pyrolyse du méthane décompose ce dernier en hydrogène et en carbone. L’hydrogène ainsi récupéré sert de matière première pour produire de l’ammoniac à partir d’électricité verte.

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

L'ammoniac vert, qui produit de l'azote et de l'eau après combustion et ne produit pas de dioxyde de carbone, est considéré comme un carburant « zéro carbone » et l'une des principales sources d'énergie propre pour l'avenir.

Le vert mondialammoniacLe marché de l'ammoniac vert est encore émergent. À l'échelle mondiale, il représentait 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 lui confère un potentiel considérable. Yundao Capital prévoit que la production mondiale annuelle d'ammoniac vert dépassera les 20 millions de tonnes en 2030 et les 560 millions de tonnes en 2050, représentant ainsi plus de 80 % de la production mondiale d'ammoniac.

En septembre 2023, plus de 60 projets d'ammoniac vert étaient en service dans le monde, avec une capacité de production totale prévue de plus de 35 millions de tonnes par an. À l'étranger, ces projets sont principalement situés en Australie, en Amérique du Sud, en Europe et au Moyen-Orient.

Depuis 2024, la filière de l'ammoniac vert en Chine a connu un développement rapide. Selon des statistiques incomplètes, plus de 20 projets de production d'hydrogène et d'ammoniac vert ont été lancés depuis cette date. Des entreprises telles qu'Envision Technology Group, China Energy Construction, State Power Investment Corporation et State Energy Group ont investi près de 200 milliards de yuans dans ces projets, ce qui permettra de libérer une importante capacité de production d'ammoniac vert à l'avenir.

Scénarios d'application de l'ammoniac vert

L'ammoniac vert, source d'énergie propre, offre de nombreuses applications futures. Outre ses usages agricoles et industriels traditionnels, il est principalement utilisé pour la production d'électricité à partir de mélanges gazeux, comme carburant pour le transport maritime, pour la fixation du carbone, le stockage de l'hydrogène et dans d'autres domaines.

1. Industrie du transport maritime

Les émissions de dioxyde de carbone liées au transport maritime représentent 3 à 4 % des émissions mondiales de CO₂. En 2018, l'Organisation maritime internationale (OMI) a adopté une stratégie préliminaire de réduction des émissions de gaz à effet de serre, proposant une réduction d'au moins 40 % des émissions mondiales de carbone du transport maritime d'ici 2030 par rapport à 2008, et visant une réduction de 70 % d'ici 2050. Afin de parvenir à la réduction des émissions de carbone et à la décarbonation du secteur maritime, le remplacement des énergies fossiles par des carburants propres constitue la solution technique la plus prometteuse.

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

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

2. Industrie de la production d'énergie

AmmoniacLa combustion ne produit pas de CO2 et la combustion mixte à l'ammoniac peut être utilisée dans les centrales au charbon existantes sans modifications majeures de la chaudière. C'est une mesure efficace pour réduire les émissions de dioxyde de carbone dans les centrales au charbon.

Le 15 juillet, la Commission nationale du développement et des réformes et l'Administration nationale de l'énergie ont publié le « Plan d'action pour la transition vers une économie bas carbone et la construction de centrales à charbon (2024-2027) ». Ce plan prévoit qu'après leur transformation et leur construction, les centrales à charbon devront pouvoir utiliser plus de 10 % d'ammoniac vert pour brûler du charbon. La consommation et les émissions de carbone seront ainsi considérablement réduites. Il apparaît donc que l'utilisation d'ammoniac, pur ou en mélange, dans les centrales thermiques constitue une voie technique importante pour la réduction des émissions de carbone dans le secteur de la production d'électricité.

Le Japon est un acteur majeur de la production d'électricité à partir de combustibles à combustion mélangée à l'ammoniac. En 2021, le Japon a élaboré sa « Feuille de route 2021-2050 pour le combustible à base d'ammoniac » et prévoit de finaliser la démonstration et la validation de l'utilisation de 20 % d'ammoniac mélangé dans les centrales thermiques d'ici 2025. À mesure que la technologie des mélanges d'ammoniac se perfectionnera, cette proportion dépassera les 50 %. Vers 2040, une centrale électrique fonctionnant exclusivement à l'ammoniac devrait être construite.

3. Vecteur de stockage d'hydrogène

L'ammoniac est utilisé comme vecteur de stockage d'hydrogène et nécessite les étapes de synthèse, de liquéfaction, de transport et de réextraction de l'hydrogène gazeux. L'ensemble du processus de conversion de l'ammoniac en hydrogène est bien maîtrisé.

Actuellement, il existe six principaux procédés de stockage et de transport de l'hydrogène : le stockage et le transport en bouteilles haute pression, le transport gazeux sous pression par pipeline, le stockage et le transport d'hydrogène liquide à basse température, le stockage et le transport d'hydrogène liquide organique, le stockage et le transport d'hydrogène liquide sous forme d'ammoniac et le stockage et le transport d'hydrogène solide métallique. Parmi ceux-ci, le stockage et le transport sous ammoniac liquide consistent à extraire l'hydrogène par synthèse, liquéfaction, transport et regazéification de l'ammoniac. L'ammoniac est liquéfié à -33 °C ou 1 MPa. Le coût de l'hydrogénation/déshydrogénation représente plus de 85 %. Ce procédé est peu sensible à la distance de transport et convient au stockage et au transport d'hydrogène en grande quantité sur moyenne et longue distance, notamment par voie maritime. Il s'agit de l'un des procédés de stockage et de transport d'hydrogène les plus prometteurs pour 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 filières industrielles « ammoniac vert + engrais vert » et « produits chimiques à base d’ammoniac vert ».

Comparé à l'ammoniac synthétique issu d'énergies fossiles, on prévoit que l'ammoniac vert ne sera pas en mesure d'être réellement compétitif en tant que matière première chimique avant 2035.