- L’ammoniac est à la fois un ingrédient clé des engrais, soutenant les systèmes alimentaires mondiaux, et une alternative de carburant à faible émission de carbone pour l’industrie et la production d’électricité.
- Cependant, le processus actuel de production d’ammoniac est énergivore et crée des niveaux élevés d’émissions de CO2.
- Les scientifiques ont développé un moyen potentiellement plus durable de produire le gaz.
Les scientifiques ont développé un moyen plus simple et potentiellement plus respectueux de la planète de produire de l’ammoniac.
Gaz incolore à l’odeur d’urine, l’ammoniac est depuis longtemps un ingrédient clé des engrais agricoles, aidant à nourrir la population mondiale croissante. Plus récemment, il est devenu une alternative à faible émission de carbone au fioul lourd dans le transport maritime. L’ammoniac a également un rôle important à jouer dans décarboner la production d’électricité et les industries lourdes comme le ciment et l’acier, soit en tant que tel, soit comme vecteur d’hydrogène, un autre carburant net zéro.
L’ammoniac est principalement produit en vrac à l’aide de Procédé Haber-Bosch pour le synthétiser à partir d’hydrogène et d’azote. Cependant, cette méthode centenaire nécessite de grandes installations de fabrication et est très énergivore. Il dépend également fortement des combustibles fossiles pour fournir à la fois la chaleur requise et les matières premières telles que le gaz naturel pour synthétiser l’hydrogène.
Sans surprise, la production d’ammoniac génère 1,3% du CO2 mondial émissions. Et c’est juste pour satisfaire les demande mondiale annuelle actuelle. Il ne tient pas compte de l’alimentation d’une population mondiale croissante ni de la demande anticipée de gaz en tant que carburant à faible émission de carbone.
Production d’ammoniac plus durable
Un nouveau procédé développé à l’université de Stanford pourrait amener la production d’ammoniac sur une voie plus durable et moins coûteuse.
La solution paraît relativement simple. Il utilise de l’eau, de l’azote et un pulvérisateur.
Les chercheurs ont appliqué un catalyseur d’oxyde de fer sur un maillage en graphite, qui a ensuite été installé à l’intérieur d’un pulvérisateur à essence. Lorsqu’ils ont fait passer un mélange d’eau et d’azote, les gouttelettes sortant du pulvérisateur contenaient de l’ammoniac, indiquant une réaction catalytique entre l’azote et l’hydrogène dans les molécules d’eau.
À l’heure actuelle, la méthode n’a été utilisée qu’en laboratoire. S’il pouvait être étendu à un niveau commercial, les chercheurs pensent qu’il a le potentiel de réduire considérablement les émissions de CO2 associées à la synthèse traditionnelle de l’ammoniac.
En raison de sa simplicité, la technologie pourrait également être rendue portable pour générer de l’ammoniac là où il est nécessaire, par exemple dans les fermes. Cela pourrait, à son tour, réduire la nécessité de transporter l’ammoniac des usines à grande échelle jusqu’à son point d’utilisation, ce qui entraînerait d’autres économies de carburant et d’émissions.
Cependant, la méthode utilise le nafion, un type de Les PFAS (substances per- et polyfluoroalkyles) qui font l’objet d’une interdiction de l’Agence européenne des produits chimiques. Il peut donc être nécessaire de trouver des alternatives.
L’ammoniac vert à l’honneur
Les chercheurs de Stanford ne sont pas les seuls à travailler pour rendre la production d’ammoniac plus verte. Les industries des engrais et de l’énergie visent également à mettre à l’échelle des méthodes à faible émission de carbone et sans carbone pour synthétiser l’hydrogène à partir de l’eauen utilisant deux méthodes principales.
L’ammoniac «vert» est produit en utilisant l’électricité excédentaire provenant de sources d’énergie renouvelables telles que l’énergie solaire ou éolienne pour séparer l’hydrogène de l’eau par électrolyse. Parallèlement, les méthodes de production « bleues » continuent d’utiliser de l’hydrogène dérivé du gaz naturel, mais utilisent la technologie de séquestration du carbone pour capturer la majeure partie du CO2, et soit le stocker de manière permanente, soit l’utiliser dans d’autres industries.
Encourager la production alimentaire durable
Le Rapport sur les risques mondiaux 2023 du Forum économique mondial montre que une crise de l’approvisionnement alimentaire est le quatrième risque le plus élevé en 2023 global. Résoudre l’impact de la production d’ammoniac sur l’environnement sera essentiel pour augmenter la production alimentaire de manière durable.
Il peut également répartir la production plus largement en termes géographiques. La Russie est l’un des plus grands hubs pour les engrais minérauxmais la guerre du pays en Ukraine a entraîné des pénuries d’engrais dans le reste du monde, bien que les engrais soient exemptés de sanctions.
De plus, compte tenu de la croissance prévue de la demande d’ammoniac provenant de la production d’électricité, des transports et de l’industrie, la production d’ammoniac vert contribuera également à réduire les émissions de CO2 à une échelle beaucoup plus large.
