Décarboniser les voies maritimes mondiales grâce à l’ammoniac vert

L'ammoniac vert pour résoudre les émissions des transports maritimes

Lorsque nous parlons d’émissions de carbone, les premières choses qui nous viennent à l’esprit sont les voitures et les camions, ainsi que les centrales électriques au charbon et au gaz. On pense moins au secteur du transport maritime, qui est un grand consommateur d'énergie et émetteur de carbone.

90 % du commerce mondial s’effectue par navires, traversant souvent des océans entiers. Cela représente pas moins de 36 % des émissions mondiales de gaz à effet de serre. C’est également un secteur pour l’instant quasiment impossible à électrifier, les batteries n’étant pas suffisamment denses en énergie pour propulser un navire sur des milliers de kilomètres en mer.

La pollution par le carbone n'est pas le seul problème ici, car l'industrie du transport maritime s'est historiquement appuyée sur le pétrole de la plus basse qualité, un liquide épais semblable à du goudron appelé « fioul de soute », ou fioul lourd/fioul résiduel.

Source: Wikipédia

Et l’industrie du transport maritime pourrait, pendant un certain temps, produire encore plus de pollution, car elle doit désormais éviter les voies maritimes de la mer Rouge et du canal de Suez, au milieu de l’escalade du conflit à Gaza et au Yémen. Cela ajoutera des milliers de kilomètres supplémentaires à parcourir pour tous les échanges commerciaux entre l’Europe et l’Asie.

Pendant ce temps, une sécheresse provoquée par El Niño dans le canal de Panama oblige également le commerce entre l’Asie et l’Amérique du Nord à se réorienter vers des routes commerciales plus longues.

Ce que nous avions prévenu nos lecteurs dès le 21 décembre 2023, dans notre article «Problèmes d’approvisionnement en combustibles fossiles – crise imminente du transport maritime et de l’énergie ».

Source: BBC

La pollution maritime s’améliore lentement

Réduire les émissions de soufre

L'utilisation du pétrole de soute, la forme de pétrole la plus polluante, a rendu l'industrie maritime responsable de la production de 18 à 30 % de l’oxyde d’azote mondial et de 9 % de l’oxyde de soufre. Ce problème peut être encore pire dans des zones localisées, avec, par exemple, seuls les navires de croisière produisent 3 fois plus de pollution par le soufre à Barcelone que toutes les voitures de la ville réunies.

De nouvelles réglementations cherchaient à résoudre ce problème. Depuis janvier 2020, les nouvelles réglementations de l’Organisation Maritime Internationale (OMI) ont réduit radicalement les émissions de soufre autorisées dans l’atmosphère.

En réponse, l’industrie maritime a dû adopter des carburants à faible teneur en soufre ou continuer à utiliser du fioul lourd avec des épurateurs. Pourtant, ces épurateurs se contentent souvent d’éliminer le soufre des émissions atmosphériques, pour ensuite le mettre dans l’eau et le déverser dans l’océan.

Carburants alternatifs

Une autre option consiste à passer au GNL (gaz naturel liquide), car le gaz naturel brûle avec des émissions de soufre bien inférieures et des émissions de carbone légèrement inférieures à celles du pétrole. Le problème réside dans l’infrastructure, car la plupart des navires ne sont pas équipés de moteurs capables de brûler du GNL au lieu du pétrole à faible teneur en soufre ou du fioul de soute.

Quoi qu’il en soit, le pétrole à faible teneur en soufre et l’épuration du GNL ne réduisent pas de manière significative les émissions de carbone.

C’est pourquoi les experts se tournent désormais vers les carburants alternatifs comme solution potentielle. L’ammoniac vert est l’un des meilleurs candidats pour un tel carburant vert.

Une introduction à l’ammoniac vert

L'ammoniac, ou NH3, est le deuxième produit chimique le plus produit au monde. C'est un engrais qui peut être brûlé ou oxydé pour produire de l'azote et de l'eau.

NH3 + O2 → N2 + H2O

Elle ressemble donc un peu à la combustion de l’hydrogène dans la mesure où elle ne produit que des sous-produits inoffensifs, du moins dans des conditions idéales.

La différence avec l'hydrogène est que l'ammoniac est une molécule beaucoup plus grosse que l'H.₂ et beaucoup plus stable. Cela facilite grandement son transport et son stockage. L’ammoniac est également près de 50 % plus dense en énergie que l’hydrogène liquide.

Source: Centre Kleinman pour la politique énergétique

Idéalement, une économie de l’ammoniac reposerait sur ce que l’on appelle l’ammoniac vert généré à partir d’énergies renouvelables. Cela le distingue de autres types d'ammoniac:

• Ammoniac gris/brun: produit à partir de combustibles fossiles.
• Ammoniac bleu: produit à partir d’énergies fossiles mais avec captage du carbone.
• Ammoniaque rose (parfois aussi appelé ammoniac jaune) : produit à partir de l’énergie nucléaire.
• Ammoniaque turquoise: produit à partir de la pyrolyse du méthane. Cela décompose le méthane en hydrogène et carbone solide, l’hydrogène étant ensuite converti en ammoniac. Le carbone solide peut être stocké ou utilisé pour des applications telles que les fibres de carbone.

Un carburant vert respectueux du transport maritime

Ce qui fait de l’ammoniac un bon candidat pour remplacer le fioul de soute et d’autres combustibles fossiles dans le transport maritime, ce sont ses qualités logistiques.

L'hydrogène est trop volatil et pas assez dense pour être utilisé pour des voyages transocéaniques. Soit les biocarburants ne sont pas suffisamment neutres en carbone, soit ils sont produits en trop petites quantités pour satisfaire la consommation massive d’énergie de l’industrie maritime.

En revanche, l'ammoniac peut être stocké soit sous forme liquide à -33°C (à pression atmosphérique), soit sous une pression supérieure à 7.5 bars (à 20°C). Cela limite considérablement les pertes d’énergie et rend possibles les investissements nécessaires au stockage et au transport de l’ammoniac.

De plus, en raison de la facilité de stockage, y compris le stockage à long terme, il peut être produit avec une production intermittente d'énergie renouvelable comme l'énergie solaire ou éolienne et consommé à une date ultérieure.

Enfin, l’utilisation de l’ammoniac liquide permet aux ports de réutiliser les infrastructures existantes, telles que les réservoirs de stockage et les canalisations, actuellement utilisées pour le pétrole.

Tirer parti de la structure centralisée des expéditions

Une nouvelle étude a mis en lumière un autre fait qui pourrait contribuer à accélérer l’adoption de l’ammoniac comme carburant écologique pour le transport maritime. Chercheurs d'Oxford, travaillant dans le cadre du programme d'Oxford pour les systèmes d'infrastructures durables (OPSIS) et la technologie Oxford Green Ammonia (OXGATE), ont examiné les besoins en infrastructures pour décarboner le secteur du transport maritime.

Ils ont constaté que cibler les 10, 50 et 100 premiers ports mondiaux en termes de demande de carburant permettrait de répondre à 21.3 % (21.8 %), 45.7 % (46.7 %) et 62.0 % (62.6 %) de la demande cumulée de carburant à base d'ammoniac vert.

Cela peut être encore plus vrai dans certaines régions, par exemple :

« En Océanie, en Afrique du Nord, en Asie du Sud et en Asie du Sud-Est, plus de 60 % de la demande de carburant peut être satisfaite en ciblant les 10 principaux ports régionaux, tels que mesurés par la demande de carburant »

« Approvisionnement optimal en carburant en ammoniac vert pour décarboner le transport maritime mondial »

Jasper Verschuur et al. 2024 Environ. Rés. : Infrastructure. Soutenir. 4 015001

En effet, s'il existe des milliers de ports dans le monde, les plus grands génèrent l'essentiel du trafic et desservent les navires les plus gros (et les plus consommateurs de carburant).

Scénario futur modérément ambitieux (MOD-AMB) et très ambitieux (HIGH-AMB) – Source : ÉRIS

Les chercheurs ont également constaté que dans leur scénario, la majeure partie de la production pourrait être concentrée autour de l’équateur et des latitudes tropicales, où la production d’énergie solaire est la plus efficace, avec « moins de 10 % de l’ammoniac produit à une latitude absolue supérieure à 30° (40 %). ) degrés".

Source: Science de la PIO

Investissements nécessaires

Les chercheurs d’Oxford ont également tenté de quantifier l’investissement nécessaire pour décarboner les voies de navigation avec de l’ammoniac vert. Ils ont constaté que la plupart des coûts proviendraient des infrastructures nécessaires à la production de l'ammoniac, principalement des fermes solaires situées dans les tropiques et les déserts d'Australie et du Moyen-Orient, remplaçant les sources de combustibles fossiles. Le coût total estimé ? ~ 2 XNUMX milliards de dollars.

Même si cela peut sembler beaucoup, des investissements assez importants seront nécessaires pour trouver et raffiner le pétrole que l’industrie consommerait dans un scénario de statu quo. Il s’agit donc davantage de changer de source d’énergie que d’augmenter les coûts de transport.

Une révolution dans le transport maritime

Le transport maritime est depuis longtemps une industrie qui repose principalement sur le travail manuel et sur des technologies obsolètes telles que les moteurs alimentés au carburant de soute.

Cela évolue rapidement, notamment avec l’arrivée de l’IA dans l’industrie (quelque chose que nous avons abordé en profondeur dans notre article «Sécuriser les voies de navigation grâce à l’utilisation de l’intelligence artificielle »), Qui va:

• Rendre les voyages en mer plus sûrs.
• Autoriser la navigation sans pilote.
• Optimisez les itinéraires et la consommation de carburant.

L’autre révolution à venir pour l’industrie maritime est le passage aux énergies renouvelables et aux carburants non polluants. Pour l’instant, le candidat le plus probable est l’ammoniac vert, car il s’agit principalement d’une question de politique et d’investissement, toutes les technologies clés (solaire à grande échelle + production et stockage d’ammoniac) étant déjà maîtrisées.

En réalité, la seule alternative possible serait une révolution dans la production de biocarburants, potentiellement avec des biocarburants à base d’algues, ce que nous étudions dans notre article «Biocarburant algal : la prochaine révolution énergétique ? »

Mais considérant que 3^rd Si l’industrie du transport aérien aura très probablement besoin de grandes quantités de biocarburants (souvent chimiquement identiques aux carburants à base de pétrole) pour se décarboniser, il est probable que l’ammoniac restera au centre des efforts de décarbonation du transport maritime et peut-être même du camionnage.

Ammoniac pour les stocks de carburant

Cette liste semble se concentrer sur les entreprises d’ammoniac vert impliqué dans son déploiement dans l’industrie maritime. Ldes leaders dans la production d'ammoniac, comme par exemple CF Industries Holdings, Inc. (CF) ou Yara International ASA (YAR.OL) sont elle produit actuellement principalement de l'ammoniac à partir du gaz naturel. Mais ils sont il est probable qu’il se tournera vers l’ammoniac vert en temps voulu et pourrait être une option pour les investisseurs également.

1. Aker Horizons ASA

Aker Horizons est une filiale du groupe Aker, centré sur l'énergie verte. Le groupe Aker est un important conglomérat norvégien spécialisé dans les énergies renouvelables et les activités marines/offshore. Aker Horizon est la société holding de plusieurs filiales, dont le captage de carbone, l'hydrogène vert et les énergies renouvelables.

Source : Aker

L’entreprise est notamment très active dans la production d’hydrogène et d’ammoniac vert, dans le but de décarboner le transport maritime dans l’Arctique.

Ainsi, Aker n’est pas une entreprise purement verte d’ammoniac, mais peut gérer toute l’intégration verticale de l’ammoniac vert, des éoliennes offshore à la production d’hydrogène en passant par la production d’ammoniac vert. Elle travaille également sur des projets comme la valorisation énergétique des déchets en France, une centrale biomasse en Allemagne et le captage du carbone au Moyen-Orient (Arabie saoudite et Émirats arabes unis).

Cela en fait une bonne action pour les investisseurs recherchant une exposition au secteur de l'énergie verte dans son ensemble, avec un positionnement fort sur l'ammoniac vert et le transport maritime, mais également d'autres énergies vertes et une certaine diversification géographique.

2. AmmPower Corp.

AmmPower est similaire à FuelPositive en ce qu'elle propose des systèmes modulaires de production d'ammoniac, mais à plus grande échelle, son module de base pouvant produire 4 tonnes par jour. Cela s'adresse davantage aux très grandes exploitations agricoles (plus de 10,000 XNUMX hectares) ou aux industries comme le textile, la réfrigération, l'exploitation minière, l'industrie pharmaceutique ou les semi-conducteurs.

Ce système modulaire basé sur des conteneurs standards pourrait également trouver sa place dans les ports souhaitant augmenter progressivement leurs capacités de production d'ammoniac sur site.

Source : AmmPower

La société est en train de constituer son carnet de commandes, avec un potentiel de réservation à court terme estimé à 30 millions de dollars, et des perspectives de vente de 690 unités dans 52 pays. L'entreprise estime le coût de l'électricité à environ 360 $/tonne d'ammoniac.

La modularité du système permet un délai d'exécution et des livraisons rapides, en moins d'un an, contre 3 à 4 ans pour des projets similaires sans l'approche modulaire.

Il travaille également sur la technologie pour transformer les déchets en ammoniac, en joint-venture avec CTEC Energy Sales USA.

Pour favoriser la progression de l'ammoniac vers une économie hydrogène-ammoniac, il crée une filiale dédiée au craquage de l'ammoniac en hydrogène, qui recherchera des financements supplémentaires séparément.

En atteignant une échelle qui pourrait s'adapter à la plupart des usages industriels, ainsi qu'au transport maritime, AmmPower vise des clients et des entreprises ayant un accès plus large au capital que la plupart des autres. Combiné à la technologie de craquage de l’ammoniac, cela pourrait lui permettre de se développer rapidement suite aux politiques visant à promouvoir le développement de l’hydrogène et de l’ammoniac comme vecteur d’énergie.

Entreprises privées

Premier ammoniac est un développeur de production d'ammoniac pour le transport maritime, l'électricité et d'autres transports.

Solydère est une autre entreprise de piles à combustible active dans le domaine de l'ammoniac vert. Il a notamment signé un protocole d'accord (MoU) avec KBR en Octobre 2023.

Vous pouvez également retrouver d’autres stocks liés à l’hydrogène vert et à l’ammoniac vert, ainsi qu’une discussion approfondie sur les avantages techniques et les limites de l’ammoniac, dans notre article «L’autre carburant hydrogène – Top 5 des stocks d’ammoniac vert ».