Aujourd’hui, l’ammoniac figure parmi les dix produits chimiques les plus importants produits dans le monde en termes de volume. Cette substance est principalement utilisée pour la fabrication d’engrais pour l’agriculture moderne. Chaque année, environ 235 millions de tonnes d’ammoniac sont produites à l’échelle mondiale, principalement par le procédé industriel Haber-Bosch, où l’azote réagit avec l’hydrogène sous haute température et pression.
Cette production représente 1,4 % de la consommation énergétique mondiale et elle émet environ 450 millions de tonnes de dioxyde de carbone par an – soit environ 1 % de toutes les émissions de carbone anthropiques et plus que toute autre production chimique industrielle.
Un nouveau projet financé par l’UE
Un nouveau projet financé par l’Union Européenne vise à développer une technologie qui permettra de produire de l’ammoniac liquide de manière plus respectueuse de l’environnement grâce à l’utilisation d’énergie durable.
« Avec ce projet, nous espérons apporter un grand changement en introduisant de l’ammoniac vert, neutre en termes de climat, via une production locale décentralisée à un prix inférieur à celui de Haber-Bosch. Si nous réussissons, nous bouleverserons la manière dont l’ammoniac est produit aujourd’hui« , déclare Emil Drazevic, chef du groupe de recherche Power to Chemicals à l’Université d’Aarhus.
Impact sur le marché global de l’ammoniac
La technologie a le potentiel de modifier la situation du marché mondial de l’ammoniac pour plusieurs secteurs industriels, y compris la production d’énergie, l’agroalimentaire, l’industrie pharmaceutique, le transport maritime et la production d’engrais. De cette manière, les agriculteurs pourront produire leur propre ammoniac pour les engrais ou les e-carburants pour des tracteurs sans émissions.
« Nos calculs montrent que la technologie surpasse Haber-Bosch dans des échelles de production allant jusqu’à 1 000 kg par heure« , précise Emil Drazevic.
Le développement de membranes pour une production efficace
Un réacteur hybride sera développé pour produire de l’ammoniac anhydre liquide à partir d’hydrogène et d’azote à basse température et pression. L’ammoniac liquide pourra ensuite être stocké, transporté et utilisé dans diverses applications, comme dans la production d’engrais ou comme carburant à zéro émission dans les piles à combustible à haute température.
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SINTEF, l’une des trois institutions de recherche du projet, contribue par son expertise dans les membranes et les systèmes énergétiques électrochimiques. SINTEF sera responsable de la conception de membranes à base d’hydrocarbures (HC) spécifiquement adaptées pour le réacteur hybride du projet.
« Les membranes sont par exemple utilisées dans le traitement de l’eau, la séparation de produits chimiques, les batteries et les piles à combustible. Le rôle principal de la membrane dans le réacteur hybride est de permettre une synthèse et une séparation efficaces de l’ammoniac liquide« , explique Patrick Fortin, chercheur à SINTEF.
De la production d’énergie centralisée à la production décentralisée
L’ammoniac vert a également un avenir pour le stockage de l’énergie et la réduction du carbone dans de nombreuses autres industries.
« La transition verte est en bonne voie avec 19 % de l’énergie primaire de l’UE provenant des énergies renouvelables. Souvent oublié dans cette équation, c’est le passage d’un schéma de production d’énergie hautement centralisé à un schéma décentralisé, un changement qui doit également avoir lieu pour les grands consommateurs d’énergie en aval, c’est-à-dire la fabrication de l’ammoniac« , déclare Nicolai Fossar Fabritius, associé principal et fondateur de la société d’énergie éolienne groenlandaise Anori A/S.
En synthèse
Ce projet innovant offre une perspective entièrement décentralisée, allant de la production d’énergie renouvelable à l’ammoniac vert. Il incarne une initiative novatrice en matière de transition énergétique, offrant une réponse concrète et viable aux défis climatiques actuels tout en présentant des opportunités commerciales tangibles pour de nombreux secteurs industriels.
