La vieille chimie dans de nouvelles couleurs
Fin septembre 2020, le premier ammoniac bleu (1) au monde a été expédié d'Arabie saoudite vers le Japon, qui, selon la presse, devait être utilisé dans des centrales électriques pour produire de l'électricité sans émission de dioxyde de carbone. Pour les non-initiés, cela peut sembler un peu énigmatique. Existe-t-il un nouveau carburant miracle ?
Saudi Aramco, derrière le transport, a produit carburant par conversion d'hydrocarbures (c'est-à-dire les produits dérivés du pétrole) en hydrogène, puis convertir le produit en ammoniac, en capturant le sous-produit de dioxyde de carbone. Ainsi, l'ammoniac stocke l'hydrogène, également appelé hydrogène « bleu », par opposition à l'hydrogène « vert », qui provient de sources renouvelables plutôt que d'énergies fossiles. Il peut également être brûlé comme combustible dans les centrales thermiques, surtout sans émission de dioxyde de carbone.
Pourquoi est-il préférable de stocker transporte l'hydrogène lié à l'ammoniac que de l'hydrogène pur ? "L'ammoniac est plus facile à liquéfier - il se condense à moins 33 degrés Celsius - et contient 1,7 fois plus d'hydrogène par mètre cube que l'hydrogène liquéfié", selon une étude de la banque d'investissement HSBC soutenant la nouvelle technologie.
Arabie Saoudite, le plus grand exportateur de pétrole au monde, investit dans la technologie pour extraire l'hydrogène des combustibles fossiles et convertir le produit en ammoniac. La société américaine Air Products & Chemicals Inc. a signé à l'été un accord avec la société saoudienne ACWA Power International et des organismes chargés de la construction de la future ville futuriste de Neom (2), que le royaume veut construire sur la côte de la mer Rouge. En vertu de l'accord, une usine d'ammoniac de XNUMX milliards de dollars sera construite en utilisant de l'hydrogène alimenté par des sources d'énergie renouvelables.
2. Une des visualisations de la ville saoudienne futuriste de Neom.
L'hydrogène est connu pour être un carburant propre qui, lorsqu'il est brûlé, ne produit que de la vapeur d'eau. Il est souvent présenté comme une grande source d'énergie verte. Cependant, la réalité est un peu plus compliquée. Le bilan global des émissions d'hydrogène est aussi propre que le carburant utilisé pour le produire. Compte tenu du bilan total des émissions, des types de gaz tels que l'hydrogène vert, l'hydrogène bleu et l'hydrogène gris sont émis. Hydrogène vert il est produit uniquement à partir de sources d'énergie renouvelables et sans carbone. L'hydrogène gris, la forme d'hydrogène la plus courante dans l'économie, est produit à partir de combustibles fossiles, ce qui signifie que les émissions d'hydrogène à faible teneur en carbone sont largement compensées par le processus de fabrication. L'hydrogène bleu est le nom donné à l'hydrogène dérivé uniquement du gaz naturel, qui émet moins de dioxyde de carbone et est plus propre que la plupart des combustibles fossiles.
L'ammoniac est un composé chimique contenant trois molécules d'hydrogène et une molécule d'azote. En ce sens, il "stocke" l'hydrogène et peut être utilisé comme matière première pour la production d'"hydrogène durable". L'ammoniac lui-même, comme l'hydrogène, n'émet pas de dioxyde de carbone lorsqu'il est brûlé dans une centrale thermique. La couleur bleue du nom signifie qu'il est produit à partir de gaz naturel (et dans certains cas, de charbon). Il est considéré comme une forme de production d'énergie plus verte, également en raison de sa capacité à capturer et à séquestrer le dioxyde de carbone (CSC) pendant le processus de conversion. C'est du moins ce qu'assure la société Aramco, qui en produit.
Du bleu au vert
De nombreux experts estiment que la technique décrite ci-dessus n'est qu'une étape transitoire et que l'objectif est d'obtenir une production efficace d'ammoniac vert. Bien sûr, celui-ci ne différera pas en composition chimique, tout comme le bleu ne diffère pas en composition chimique de tout autre ammoniac. Le fait est simplement que le processus de production de la version verte complètement sans émission et n'aura rien à voir avec les combustibles fossiles. Il peut s'agir, par exemple, d'une usine de production d'hydrogène renouvelable, qui est ensuite converti en ammoniac pour faciliter son stockage et son transport.
En décembre 2018, un rapport a été publié par la British Energy Transition Commission, "une coalition de dirigeants d'entreprises, de la finance et de la société civile de toutes les industries qui produisent et utilisent de l'énergie". Mission possible. Selon les auteurs, la décarbonisation complète de l'ammoniac d'ici 2050 est techniquement et économiquement réalisable, mais l'ammoniac bleu n'aura plus d'importance dans quelques décennies. Il finira par dominer ammoniac vert. Cela est dû au coût élevé de la capture des derniers 10 à 20 % de CO, indique le rapport.2 dans le processus de fabrication. Cependant, d'autres commentateurs ont souligné que ces prédictions sont basées sur l'état de l'art. Parallèlement, les recherches sur de nouvelles méthodes de synthèse de l'ammoniac se poursuivent.
Par exemple Matteo Masanti, ingénieur chez Casale SA (membre de l'Ammonia Energy Association), a présenté un nouveau procédé breveté de "conversion du gaz naturel en ammoniac pour réduire les émissions de COXNUMX".2 à l'atmosphère jusqu'à 80% par rapport aux meilleures technologies disponibles ». En termes simples, il propose de remplacer l'unité CDR (élimination du dioxyde de carbone) utilisée pour capturer le dioxyde de carbone des gaz d'échappement après combustion par une "stratégie de décarburation avant combustion".
Il y a beaucoup d'autres nouvelles idées. La société américaine Monolith Materials propose "un nouveau procédé électrique de conversion du gaz naturel en carbone sous forme de suie et d'hydrogène à haut rendement". Ici, le charbon n'est pas un déchet, mais une substance qui peut prendre la forme d'une marchandise ayant une valeur commerciale. L'entreprise souhaite stocker l'hydrogène non seulement sous forme d'ammoniac, mais aussi, par exemple, dans du méthanol. Il y a aussi eSMR, une méthode développée par Haldor Topsoe du Danemark basée sur utilisation de l'électricité produite à partir de sources renouvelables comme source supplémentaire de chaleur de procédé à l'étape du reformage à la vapeur du méthane dans la production d'hydrogène d'une usine d'ammoniac. Une réduction des émissions de CO est prévue2 pour la production d'ammoniac environ 30 %.
Comme vous le savez, notre Orlen est également engagé dans la production d'hydrogène. Il a parlé de la production d'ammoniac vert comme stockage d'énergie lors du Congrès chimique polonais en septembre 2020, c'est-à-dire quelques jours avant le départ dudit transport vers le Japon, Jacek Mendelewski, membre du conseil d'administration d'Anwil du groupe PKN Orlen. En fait, c'était probablement ammoniac bleuselon le classement ci-dessus. Il ne ressort pas clairement de cette déclaration que ce produit est déjà fabriqué par Anwil, mais on peut supposer qu'il est prévu en Pologne de produire au moins de l'ammoniac bleu.
