L’ammoniac, carburant maritime de demain

L’ammoniac comme carburant pour les navires : une perspective pour l’avenir

Le transport maritime représente une part significative des émissions mondiales de gaz à effet de serre, avec une grande partie de l’énergie utilisée pour propulser les navires provenant de combustibles fossiles, principalement du fioul lourd. Cependant, face aux enjeux climatiques croissants et à la nécessité de réduire les émissions de CO₂, de nombreuses solutions alternatives sont explorées pour décarboner ce secteur vital pour l’économie mondiale. Parmi ces alternatives, l’ammoniac émerge comme un candidat potentiel pour devenir un carburant maritime du futur. Dans cet article, nous explorerons les avantages, les défis et les perspectives de l’utilisation de l’ammoniac comme carburant pour les navires, tout en analysant son impact sur l’environnement et son développement technologique.

Pourquoi l’ammoniac comme carburant pour les navires ?

L’ammoniac (NH₃) est une molécule composée d’azote et d’hydrogène. Il est déjà largement utilisé dans l’industrie, principalement pour la production d’engrais, mais aussi dans diverses applications industrielles telles que la réfrigération et la production d’énergie. L’une des raisons principales pour lesquelles l’ammoniac est envisagé comme carburant pour les navires est sa densité énergétique relativement élevée et son absence de carbone, ce qui en fait un combustible qui, théoriquement, ne produit pas d’émissions directes de CO₂ lorsqu’il est brûlé. Cette caractéristique est cruciale dans la lutte contre le réchauffement climatique.

Les avantages de l’ammoniac comme carburant maritime

1. Absence d’émissions de CO₂ directes : Contrairement aux combustibles fossiles, l’ammoniac, lorsqu’il est utilisé dans une cellule à hydrogène ou brûlé dans un moteur adapté, ne libère pas de dioxyde de carbone (CO₂), ce qui en fait une alternative attrayante pour réduire les émissions du secteur maritime.

2. Haute densité énergétique : L’ammoniac a une densité énergétique volumétrique plus élevée que l’hydrogène, ce qui le rend plus adapté à une utilisation dans les grandes infrastructures de transport telles que les navires, qui ont des exigences de stockage et d’efficacité énergétique élevées. Il peut être stocké sous forme liquide à une température et une pression relativement modérées par rapport à l’hydrogène.

3. Production d’ammoniac verte : L’ammoniac peut être produit de manière durable grâce à l’hydrogène obtenu par électrolyse de l’eau à partir d’énergies renouvelables (énergie solaire, éolienne, etc.). Ce processus, connu sous le nom d’ammoniac vert, permet de produire un carburant neutre en carbone, ce qui est un avantage important pour décarboner les industries lourdes comme le transport maritime.

4. Infrastructure existante : L’infrastructure pour le stockage, le transport et la distribution de l’ammoniac est déjà bien développée, notamment dans l’industrie chimique et agricole. Cette infrastructure pourrait être adaptée pour soutenir l’approvisionnement en carburant des navires.

5. Polyvalence dans l’utilisation : L’ammoniac peut être utilisé de différentes manières, que ce soit pour la combustion directe dans des moteurs marins adaptés ou dans des piles à hydrogène pour une propulsion plus propre.

Les défis de l’ammoniac comme carburant

Malgré ces avantages, l’ammoniac présente également des défis notables qui doivent être surmontés avant qu’il ne puisse être déployé à grande échelle dans le secteur maritime.

1. Toxicité : L’ammoniac est une substance toxique, et son utilisation en tant que carburant présente des risques en cas de fuite. La gestion de cette toxicité dans les systèmes de stockage et de propulsion sera un défi majeur. Des mesures de sécurité strictes devront être mises en place pour minimiser les risques pour les équipages et l’environnement.

2. Rendement de combustion : Bien que l’ammoniac ait une densité énergétique élevée, son rendement en termes de combustion dans un moteur traditionnel ou dans une pile à combustible est inférieur à celui des carburants fossiles. Cela signifie que des technologies de moteur et de propulsion spécifiques devront être développées pour exploiter efficacement l’ammoniac comme source d’énergie.

3. Émissions d’oxydes d’azote (NOx) : Bien que l’ammoniac n’émette pas de CO₂, sa combustion peut générer des oxydes d’azote (NOx), qui sont des polluants atmosphériques responsables de la formation de smog et de pluies acides. Des technologies de contrôle des émissions devront être mises en place pour réduire ces polluants.

4. Coût de production de l’ammoniac vert : Bien que la production d’ammoniac vert, à partir d’hydrogène renouvelable, soit une solution prometteuse, elle reste coûteuse à grande échelle par rapport aux méthodes traditionnelles de production d’ammoniac, qui utilisent du gaz naturel comme matière première. Le développement de technologies pour rendre cette production plus rentable est essentiel.

5. Développement des moteurs adaptés : Les moteurs marins doivent être spécifiquement conçus pour brûler de l’ammoniac ou pour fonctionner avec des piles à hydrogène. Ces moteurs devront être à la fois efficaces et capables de fonctionner de manière fiable sur de longues distances, ce qui nécessitera un investissement important en recherche et développement.

Les perspectives de l’ammoniac dans le transport maritime

Le transport maritime est un secteur qui, selon l’Organisation maritime internationale (OMI), représente environ 2 à 3 % des émissions mondiales de CO₂. L’OMI a adopté des objectifs ambitieux pour réduire ces émissions, notamment en visant une réduction de 50 % des émissions de gaz à effet de serre d’ici 2050 par rapport aux niveaux de 2008. Dans ce contexte, l’ammoniac, en tant que carburant alternatif, pourrait jouer un rôle central dans l’atteinte de ces objectifs.

Les projets pilotes commencent déjà à émerger. Des entreprises maritimes et des consortiums industriels travaillent sur des prototypes de navires propulsés à l’ammoniac. Par exemple, en 2022, le projet « Green Ammonia to Green Shipping » a été lancé pour explorer l’utilisation de l’ammoniac dans le transport maritime. De plus, certaines entreprises ont déjà annoncé des plans pour des navires commerciaux fonctionnant à l’ammoniac d’ici la fin de la décennie.

L’ammoniac pourrait également devenir un vecteur de décarbonisation dans d’autres secteurs du transport maritime. Les navires transocéaniques, qui parcourent de longues distances et ont besoin de grandes quantités de carburant, sont des candidats idéaux pour l’adoption de l’ammoniac. Les petits navires côtiers, quant à eux, pourraient utiliser des systèmes hybrides combinant ammoniaque et énergies renouvelables, tels que l’éolien ou le solaire.

Conclusion : un avenir prometteur mais encore incertain

En somme, bien que l’ammoniac présente un potentiel important en tant que carburant alternatif pour le secteur maritime, plusieurs défis techniques, économiques et environnementaux doivent être surmontés pour qu’il devienne une solution viable à grande échelle. Si ces obstacles peuvent être surmontés grâce à l’innovation technologique et à des investissements soutenus dans la recherche, l’ammoniac pourrait jouer un rôle crucial dans la transition énergétique du transport maritime, contribuant ainsi à un avenir plus durable et moins dépendant des combustibles fossiles.