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L'ammoniac a sauvé l'humanité pour la première fois. Maintenant, je pourrais le refaire avec de l'hydrogène.

L'ammoniac a sauvé l'humanité pour la première fois. Maintenant, je pourrais le refaire avec de l'hydrogène.

En période de crise énergétique et de crise climatique, l'ammoniac pourrait à nouveau jouer un rôle important à l'avenir. A court et moyen terme, beaucoup semblent miser sur l'ammoniac bleu pour résoudre leurs problèmes énergétiques.

Fabriqué avec de l'hydrogène , il peut également être brûlé sans produire aucune émission de dioxyde de carbone (CO₂) ce qui contribue à chauffer davantage la planète et a l'avantage d'être plus facile à transporter que l'hydrogène

L'ammoniac pourrait à nouveau, un siècle plus tard, sauver à nouveau l'humanité, citant Alexander H. Tullo, en réduisant les émissions de CO₂.

Au début du 20ème siècle, la pression démographique de la planète était telle qu'il était quasiment impossible de nourrir la Terre entière avec uniquement des engrais naturels (nitrate de Chili, guano, fumier, etc). Le chimiste allemand Fritz Haber a trouvé la solution en 1907 en synthétisant de l'ammoniac à partir de l'azote de l'air (l'air que nous respirons est composé à 80 % d'azote).

champ de céréales
Sans l'ammoniac de synthèse, l'agriculture actuelle ne serait pas possible.

Avec l'aide de Carl Bosch, il a mis au point un procédé de réaction sous pression de l'hydrogène et de l'azote atmosphériques pour fabriquer de l'ammoniac, que les agriculteurs ont adopté à la place des engrais naturels, qui s'épuisaient de toute façon.

Aujourd'hui, ce qu'on appelle le procédé Haber-Bosch permet de produire la quasi-totalité de l'ammoniac mondial, ainsi que des dérivés comme l'urée (utilisée dans des additifs comme l'Ad Blue par exemple) et le nitrate d'ammonium.

qu'est-ce que l'ammoniac

Actuellement, l'ammoniac est perçu par certains États et industriels comme le carburant du futur et une solution aux problèmes logistiques de l'hydrogène.

Rappelons que l' Union européenne prévoit d'importer 10 millions de tonnes d'hydrogène vert par an d'ici 2030 , auxquels s'ajouteront 10 millions de tonnes de production communautaire. Et l'ammoniac bleu peut être la solution au casse-tête du transport de l'hydrogène.

molécules

Il faut d'abord savoir que l'ammoniac est un dérivé azoté de l'hydrogène. Sa composition moléculaire est dépourvue de carbone (NH₃) donc son utilisation comme carburant permet, comme l'hydrogène, d'éviter l'émission de particules de CO₂, de CO ou de suie (un sous-produit de la combustion incomplète de matières organiques, c'est-à-dire qui contiennent du carbone).

Cependant, sa combustion génère des oxydes d'azote, tels que le NO2 et d'autres NOx, qui réagissent avec d'autres produits chimiques présents dans l'air pour former des particules et de l'ozone.

Même ainsi, pour certains pays et industries, l'ammoniac a l'avantage d'être plus facile et moins cher à produire et à manipuler que l'hydrogène.

De plus, l'ammoniac, qui contient de l'hydrogène, devient liquide à une pression de seulement 10 bars ou -33 ºC, alors que des températures de près de -253 ºC ou une pression supérieure à 700 bars à 20 ºC sont nécessaires pour liquéfier l'hydrogène. De plus, il a une densité d'énergie deux fois supérieure à celle de l'hydrogène et atteint sa température d'auto-inflammation à 650 ºC.

Ainsi, l'ammoniac est une source d'énergie assez sûre à stocker et à transporter , avec une densité énergétique qui, bien que loin d'être bonne, est pour le moins intéressante. Ainsi, l'ammoniac permet théoriquement de capturer, de stocker et d'expédier l'hydrogène de manière sûre et économique pour une utilisation ultérieure dans des piles à combustible et des turbines sans émissions.

lien hyundai
L'ammoniac est une solution au transport de l'hydrogène, nécessaire dans les véhicules à pile à combustible.

Cependant, comme pour l'hydrogène, le fait que l'ammoniac soit propre ou non dépend de l'énergie utilisée pour le formerLa production actuelle d'ammoniac a une empreinte carbone globale défavorable, avec les émissions de CO₂ qui en résultent.

La génération d'hydrogène par reformage de combustibles fossiles, comme le gaz méthane, est à l'origine de plus de 50 % des émissions de carbone sur l'ensemble de la chaîne de production d'ammoniac.

On estime que pour chaque molécule de NH₃ (ammoniac) produite, une molécule de CO₂ est émise tout au long de la chaîne de production. Et quand on sait que l'énergie consommée par l'industrie mondiale par le procédé Haber-Bosch pour former de l'ammoniac équivaut à 1% de toute l'énergie mondiale, le CO₂ émis par cette industrie n'est pas peu.

L'ammoniac, un possible catalyseur de l'économie de l'hydrogène

travailleurs du pétrole

Conscients de cela, chercheurs et industriels se tournent vers l'utilisation des énergies renouvelables pour la production, offrant une solution possible à court et moyen terme. Par exemple, exploiter l'électrolyse de l'eau comme procédé de production d'hydrogène à partir de l'énergie solaire (panneaux photovoltaïques), réduirait à elle seule les émissions de CO₂ liées à la production d'hydrogène de plus de 50 % dans le procédé Haber-Bosch.

Comme pour l'hydrogène, on parle d'ammoniac coloré. L'ammoniac gris (ou brun) provient du reformage du gaz méthane, un processus qui émet du CO₂. Vient ensuite l'ammoniac bleu, qui génère également du CO₂ mais qui est capté et stocké sous terre, et l'ammoniac vert, généré par l'hydrogène par électrolyse avec des sources d'énergie renouvelables ou sans CO₂.

Usine de Yara à Pilbara, Australie.
Usine de Yara à Pilbara, Australie.

Des projets sont déjà en cours pour produire de l'ammoniac vert. Par exemple, le fabricant norvégien d'engrais Yara prévoit d'installer des électrolyseurs pour fabriquer 3 500 tonnes par an d'ammoniac vert dans son usine de Pilbara, en AustralieDes programmes pilotes sont également en cours en Nouvelle-Zélande, au Chili ou en Arabie saoudite. Dans le cas du pays arabe, il s'agit d'un projet de production de 1,2 million de tonnes d'ammoniac vert par an en 2025 grâce à l'énergie solaire.

L'intérêt croissant pour l'ammoniac en tant que source ou véhicule d'énergie est même perceptible en Europe. Le 10 septembre, le premier navire chargé d'ammoniac bleu en provenance des Émirats arabes unis est arrivé en Allemagne. C'est le premier de nombreux autres navires qui doivent arriver.

Échangeons-nous la dépendance au gaz russe contre de l'ammoniac du golfe Persique ?

L'ammoniac bleu pourrait offrir une alternative au gaz russe sans remettre en cause les engagements de lutte contre le changement climatique. Cela pourrait également annoncer une nouvelle ère pour les pays arabes du Golfe, qui rivalisent pour dominer le marché naissant mais en croissance des "carburants du futur" alors que le monde s'éloigne de la combustion illimitée de pétrole et de gaz.

puits de pétrole

Le problème est que même le bleu ammoniac n'est peut-être pas aussi propre qu'il le prétend. Par exemple, l'Arabie Saoudite utilise le CO₂ capté dans le processus de formation de l'ammoniac pour l'exploitation des puits de pétrole (il est injecté pour augmenter la pression et faciliter l'extraction de l'or noir). Il a toujours été utilisé, mais l'image de l'ammoniac propre se perd avec ce procédé.

En revanche, avec l'ammoniac bleu (ou vert), on risque de changer la dépendance vis-à-vis de la Russie pour celle des pays du golfe Persique, dont l'Europe est déjà très dépendante. L'Arabie Saoudite et ses voisins ont décidé d'aller de l'avant dans le secteur de l'hydrogène et de l'ammoniac bleu. Il viendra un moment où ils ne pourront plus exporter de combustibles fossiles et ils commenceront à diversifier leurs produits.

Expédition Ammoniac bleu
Cargo avec de l'ammoniac bleu au terminal saoudien (Photo : Aramco)

L'Arabie saoudite exporte déjà de l'ammoniac bleu vers divers pays asiatiques, comme la Corée du Sud, via la société minière locale Ma'aden, avec une capacité d'exportation de 138 000 tonnes d'ammoniac bleu. Le royaume saoudien a également un accord avec l'Allemagne pour la création d'un terminal d'ammoniac vert dans le port de Hambourg.

Quant à Saudi Aramco, premier producteur mondial de pétrole, il souhaite développer son activité d'ammoniac bleu et d'hydrogène, produisant jusqu'à 11 millions de tonnes d'ammoniac bleu par an d'ici 2030.

Le Qatar a pour sa part annoncé la création d'une installation qui "sera capable de capter et d'enfouir 1,5 million de tonnes de dioxyde de carbone (CO₂) par an, de fournir 35 mégawatts d'énergie solaire", de générer et de commercialiser de l'ammoniac bleu, selon l'agence d'État Qatar News AgencyCe serait la plus grande installation à ce jour pour la génération d'ammoniac bleu.

L'ammoniac bleu présente l'avantage pour les pays producteurs de pétrole et de gaz de ne pas avoir à repenser complètement les infrastructures pétrolières existantes, comme cela serait nécessaire pour l'hydrogène. Et pour une solution de quasi-urgence pour l'Europe, sans gaz russe, c'est une opportunité en or pour ces pays.

Ainsi, pour l'instant et en théorie, l'ammoniac bleu semble être une solution transitoire, une solution à moyen terme. Le véritable défi est de faire baisser le coût des énergies renouvelables et de rendre l'ammoniac vert économiquement viable.

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