Dans l'engouement séculaire pour le pic de carbone et la neutralité carbone, les pays du monde entier recherchent activement la prochaine génération de technologies énergétiques et de technologies vertes.ammoniacL'ammoniac est récemment devenu le centre d'attention mondial. Comparé à l'hydrogène, l'ammoniac s'étend du domaine traditionnel des engrais agricoles au secteur 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 être le futur roi des carburants liquides.

Alors, qu'est-ce que l'ammoniac vert exactement ? Où en est son développement ? Quels sont ses scénarios d'application ? Est-il économique ?

L'ammoniac vert et son état de développement

L'hydrogène est la principale matière première pourammoniacProduction. 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'énergie fossile traditionnelle (gaz naturel et charbon).

Ammoniac bleu : L’hydrogène brut est extrait des 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 le méthane en hydrogène et en carbone. L'hydrogène récupéré lors du procédé sert de matière première pour produire de l'ammoniac à partir d'électricité verte.

Ammoniac vert : L’électricité verte produite par des 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.

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 « zéro carbone » et l’une des sources d’énergie propre les plus importantes de l’avenir.

Le vert mondialammoniacLe marché n'en est qu'à ses balbutiements. À l'échelle mondiale, le marché de l'ammoniac vert atteindrait 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 moyen de 74,8 %, ce qui représente un potentiel considérable. Yundao Capital prévoit que la production annuelle mondiale d'ammoniac vert dépassera 20 millions de tonnes en 2030 et 560 millions de tonnes en 2050, soit plus de 80 % de la production mondiale d'ammoniac.

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

Depuis 2024, l'industrie chinoise de l'ammoniac vert a connu un développement rapide. Selon des statistiques incomplètes, plus de 20 projets d'ammoniac vert ont été mis en place depuis 2024. Envision Technology Group, China Energy Construction, State Power Investment Corporation et State Energy Group ont investi près de 200 milliards de yuans dans la promotion de projets d'ammoniac vert, ce qui permettra de libérer d'importantes capacités de production d'ammoniac vert à l'avenir.

Scénarios d'application de l'ammoniac vert

En tant qu'énergie propre, l'ammoniac vert offre de nombreuses possibilités d'application. Outre les utilisations agricoles et industrielles traditionnelles, il est principalement utilisé dans la production d'électricité, 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 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 une réduction d'au moins 40 % des émissions mondiales de carbone du transport maritime d'ici 2030 par rapport à 2008, et une réduction de 70 % d'ici 2050. Pour parvenir à la réduction et à la décarbonation du transport maritime, le remplacement des énergies fossiles par des carburants propres constitue la solution technique la plus prometteuse.

Il est généralement admis dans l’industrie du transport maritime que l’ammoniac vert est l’un des principaux carburants pour la décarbonisation de l’industrie 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 de transport maritime augmenterait de 7 % à 20 %, remplaçant le gaz naturel liquéfié et d'autres carburants pour devenir le carburant de transport maritime le plus important.

2. Industrie de production d'énergie

AmmoniacLa combustion ne produit pas de CO2, et la combustion mixte ammoniac-ammoniac permet d'exploiter les installations des centrales à 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 à 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 de centrales à charbon à faibles émissions de carbone (2024-2027) ». Ce plan propose qu'après transformation et construction, les centrales à charbon soient capables de mélanger plus de 10 % d'ammoniac vert et de brûler du charbon. La consommation et les émissions de carbone sont ainsi considérablement réduites. Le mélange d'ammoniac ou d'ammoniac pur dans les centrales thermiques constitue une orientation technique importante pour la réduction des émissions de carbone dans le secteur de la production d'électricité.

Le Japon est un important promoteur de la production d'électricité à partir d'un mélange d'ammoniac. En 2021, le pays a élaboré la « Feuille de route japonaise pour le combustible à base d'ammoniac 2021-2050 » et achèvera la démonstration et la vérification d'un combustible à base d'ammoniac mélangé à 20 % dans les centrales thermiques d'ici 2025. À mesure que la technologie à base d'ammoniac mûrira, cette proportion dépassera 50 % ; vers 2040, une centrale à base d'ammoniac pur sera construite.

3. Support de stockage d'hydrogène

L'ammoniac est utilisé comme vecteur de stockage d'hydrogène et doit passer par les processus de synthèse, de liquéfaction, de transport et de réextraction de l'hydrogène gazeux. Le processus de conversion ammoniac-hydrogène est désormais mature.

Il existe actuellement six principaux modes 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'organique liquide, le stockage et le transport d'ammoniac liquide et le stockage et le transport d'hydrogène métal-solide. Le stockage et le transport d'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 indépendant de la distance de transport et convient au stockage et au transport d'hydrogène en vrac à moyenne et longue distance, notamment par voie maritime. Il s'agit de l'une des voies de stockage et de transport d'hydrogène les plus prometteuses pour l'avenir.

4. Matières premières chimiques

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

Comparé 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 compétitive avant 2035.