L'ammoniac pourrait-il être un cygne noir énergétique ?

Le marché de l'ammoniac représente environ 33 milliards de dollars, soit 1,8 % des émissions mondiales de carbone, un chiffre stupéfiant. Produite sous de très hautes pressions à partir d'hydrogèneet d'azote, la production d'ammoniac est une activité à forte intensité énergétique et plus qu'un peu "sale" en ce qui concerne les émissions de carbone.

L'ammoniac pourrait-il vraiment être le carburant de l'avenir ? J'ai récemment étudié l'hydrogèneet il est clair que l'un des plus grands défis de l'hydrogène en tant que carburant est sa densité sous forme gazeuse ainsi que les coûts élevés de son stockage et de son transport.... L'ammoniac sous forme liquide offre une solution potentielle alléchante, même si elle présente quelques difficultés (l'ammoniac est explosif, toxique et très malodorant !). Les premières applications potentielles de l'ammoniac comme carburant sont le transport maritime et peut-être même l'aviation !

Comment l'ammoniac est-il fabriqué ?

La matière première de l'ammoniac (NH3) est simplement constituée d'azote et d'hydrogène. L'azote peut être extrait relativement efficacement de l'air par des processus cryogéniques (refroidissement de l'air pour que l'azote s'échappe), tandis que l'hydrogène est un peu plus difficile à extraire. En général, la vapeur est utilisée à très haute température pour éliminer l'hydrogène des atomes d'hydrocarbures du méthane ou du charbon. Cela produit beaucoup de dioxyde de carbone !

Ensuite, les deux gaz sont introduits dans un réacteur et pressurisés à environ 250 bars dans un processus qui a peu changé en 100 ans, appelé le processus Haber-Bosch. Dans ce processus, les atomes d'hydrogène de la matière première sont combinés avec l'azote de l'air. Ce procédé est très gourmand en énergie, car il faut de l'énergie pour extraire l'azote et pomper les deux gaz à des pressions aussi élevées.

Qu'en est-il de la sécurité et de l'environnement local ?

L'ammoniac a ses défis à relever ! Une recherche rapide sur les risques de l'ammoniac permet de le découvrir :

L'exposition à de fortes concentrations d'ammoniacd'ammoniacdans l'air provoque une brûlure immédiate des yeux, du nez, de la gorge et des voies respiratoires et peut entraîner la cécité, des lésions pulmonaires ou la mort. L'inhalation de faibles concentrations peut provoquer une toux et une irritation du nez et de la gorge".

Ce n'est donc pas le plus beau produit chimique auquel on peut être exposé ! En plus des effets potentiels sur la santé, il est également corrosif et explosif, ce qui présente des défis intéressants pour les ingénieurs...

Cependant, les ingénieurs sont bien habitués à manipuler des produits chimiques et de l'ammoniac difficiles. En fait, aux États-Unis, il existe déjà 2000 miles de pipelines d'ammoniac ainsi qu'une infrastructure substantielle pour la fabrication et la distribution de l'ammoniac. Il n'est donc certainement pas impossible que l'ammoniac soit le bon carburant "vert" pour certaines applications.

En fait, les hydrocarbures existants sont distribués par des pipelines, des camions, des stations d'essence, etc. L'essence et le diesel présentent leurs propres défis en termes de risques environnementaux et d'explosion.

Enfin, l'ammoniac est régulièrement utilisé dans les systèmes de réfrigération et lespompes à chaleur. Il estdonc fort probable que vous passiez régulièrement à proximité de l'ammoniac stocké en toute sécurité dans notre vie quotidienne sur des sites tels que les hôpitaux, les supermarchés et bien d'autres encore !

L'ammoniac serait-il plus cher que l'hydrogène ?

Une étude de la RoyalSociety souligne les économies substantielles réalisées grâce à l'utilisation de l'ammoniac dans le transport ferroviaire, maritime et routier lourd... en fait, près de 80 % de réduction par rapport au gaz hydrogène et un tiers des coûts de l'hydrogène liquéfié.

Le rail, le transport routier lourd et le transport maritime sont les trois secteurs qui présentent un réel potentiel d'utilisation de l'ammoniac comme carburant vert.

Ces secteurs mettent en évidence le réel potentiel de l'ammoniac dans les transports. C'est peut-être dans ces trois domaines que l'ammoniac présente un potentiel vraiment intéressant en tant que carburant pour l'avenir.

Comment l'ammoniac pourrait-il être vert ?

L'ammoniac pourrait être absolument sans carbone. Si vous pouvez produire de l'hydrogène vert (soit avec de l'électricité verte, soit avec la capture et le stockage du carbone) et de l'électricité verte, vous pouvez produire de l'ammoniac vert. Vous avez juste besoin de beaucoup d'énergie verte ! Je pense que l'accent devrait maintenant être mis sur la réduction de la demande mondiale d'ammoniac... ce qui permettrait d'utiliser l'ammoniac comme carburant vert !