L' Ammoniac comme vecteur d'Hydrogène

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L' Ammoniac comme vecteur d'Hydrogène

Message par mobar » 04 mars 2020, 09:59

La pile à combustible qui fabrique son hydrogène ... à partir d'ammoniac liquide!
Une solution astucieuse pour éviter les pertes, cout, difficultés et risques liés à la compression, stockage et au transport d'hydrogène liquide ou pressurisé

Synthèse : 3 H2 + N2 ==> 2NH3 puis cracking thermique 2 NH3 ==> 3 H2 + N2 (rendement énergétique ~ 70%)

https://www.enerzine.com/gencell-a5-un- ... 40-2018-06
La GenCell A5 est la première solution de pile à combustible capable de surmonter les limitations actuelles de l’infrastructure hydrogène en créant de l’hydrogène à la demande à partir d’ammoniac, un produit chimique situé au deuxième rang des composés chimiques inorganiques les plus produits dans le monde. Chaque année, plus de 200 millions de tonnes d’ammoniac sont produites et distribuées dans le monde par canalisation, navire et camion-citerne, faisant de l’ammoniac un composé chimique abordable et facilement accessible. En créant de l’hydrogène à la demande à partir de l’ammoniac, la pile à combustible GenCell A5 génère une alimentation électrique à moindre coût (0,50 $ par kWh² seulement) que les générateurs diesel très polluants (2).
https://technologiemedia.net/2018/07/13 ... du-soleil/


http://www.probatex.info/Probatex/NH3Pr ... nergie.pdf
https://youtu.be/0pK01iKwb1U
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Re: [Hydrogène] Hydrogène et piles à combustible

Message par GillesH38 » 04 mars 2020, 15:03

mobar a écrit :
04 mars 2020, 09:59
La pile à combustible qui fabrique son hydrogène ... à partir d'ammoniac liquide!
Une solution astucieuse pour éviter les pertes, cout, difficultés et risques liés à la compression, stockage et au transport d'hydrogène liquide ou pressurisé

Synthèse : 3 H2 + N2 ==> 2NH3 puis cracking thermique 2 NH3 ==> 3 H2 + N2 (rendement énergétique ~ 70%)

https://www.enerzine.com/gencell-a5-un- ... 40-2018-06
La GenCell A5 est la première solution de pile à combustible capable de surmonter les limitations actuelles de l’infrastructure hydrogène en créant de l’hydrogène à la demande à partir d’ammoniac, un produit chimique situé au deuxième rang des composés chimiques inorganiques les plus produits dans le monde. Chaque année, plus de 200 millions de tonnes d’ammoniac sont produites et distribuées dans le monde par canalisation, navire et camion-citerne, faisant de l’ammoniac un composé chimique abordable et facilement accessible. En créant de l’hydrogène à la demande à partir de l’ammoniac, la pile à combustible GenCell A5 génère une alimentation électrique à moindre coût (0,50 $ par kWh² seulement) que les générateurs diesel très polluants (2).
https://technologiemedia.net/2018/07/13 ... du-soleil/


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Re: [Hydrogène] Hydrogène et piles à combustible

Message par mobar » 04 mars 2020, 15:28

Les fuites d'ammoniac, elles sont gérées depuis de décennies et c'est un liquide bien connu des industriels
Son odeur caractéristique permet de signaler les fuites les plus infimes
L'ammoniac est l'un des plus importants produits chimiques de synthèse et se situe au deuxième rang derrière l'acide sulfurique. La production mondiale est estimée à 140 millions de tonnes par an.
L'intérêt de l'ammoniac est surtout dans la chaine logistique, il ne diffuse pas comme l'hydrogène, n'a pas besoin d'être refroidi pour être liquéfié, est facilement cracké en H2 et N2, peut être stocké dans des réservoirs peu couteux sans pertes … et surtout c'est un produit commercial banal qui est déjà très utilisé, produit et consommé partout dans le monde

http://www.probatex.info/Probatex/Publi ... elable.pdf
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Re: [Hydrogène] Hydrogène et piles à combustible

Message par mobar » 04 mars 2020, 15:55

Et au niveau du prix du marché ça n'a non plus rien à voir :
- l'ammoniac liquide industriel est à 250 €/tonne en Europe pour 6.25 MWh PCI/t soit 40 €/MWh PCI (aux USA 150 $/tonne)
- l'hydrogène liquide industriel est à 5 000 €/tonne pour 33.3 MWh PCI.t soit 150 €/MWh PCI

Aujourd'hui, Air Liquide vends l'hydrogène carburant (à la pompe d'Orly pour les Mirai des taxi parisiens) produit à partir d'électricité atomique "décarbonée" à 12 €/kg soit 12 000 €/t
Une confortable culbute!!

Image
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Re: [Hydrogène] Hydrogène et piles à combustible

Message par GillesH38 » 04 mars 2020, 16:49

mobar a écrit :
04 mars 2020, 15:28
Les fuites d'ammoniac, elles sont gérées depuis de décennies et c'est un liquide bien connu des industriels
Son odeur caractéristique permet de signaler les fuites les plus infimes
L'industrie chimique est habituée à manipuler des tas de produits dangereux : chlore, phosgène, cyanure d'hydrogène (le gaz dégagé par le Zyklon B...) ...
En faire un carburant pour les véhicules personnels, c'est une autre paire de manche.
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Re: [Hydrogène] Hydrogène et piles à combustible

Message par mobar » 04 mars 2020, 17:22

Ce n'est peut être pas a destiner à des véhicules personnels lambda au moins au début!
Si dans un premier temps, tu réserves l'ammoniac pour les avions, bateaux, trains … et les stations services ou tu le retransformes en H2, voire en diesel de synthèse, ça peut permettre d'alléger considérablement la charge fossile du transport et d'absorber un déclin du fossile qui se produira sur des dizaines d'années
https://youtu.be/0pK01iKwb1U
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Re: [Hydrogène] Hydrogène et piles à combustible

Message par energy_isere » 04 mars 2020, 20:40

Pour le transport maritime, pourquoi pas :
La Norvège testera en 2024 un navire à pile à combustible à l’ammoniac

Actu-Transport-Logistique.fr 26 fev 2020

C'est une première mondiale. La Norvège testera en 2024 un navire circulant à l'ammoniac sur longue distance, sans émission de CO2, et ce à l'aide de piles à combustion fonctionnant grâce à de l'ammoniac vert. Le coût de la transformation du Viking Energy est estimé à 23 millions d’euros.

La Norvège va lancer en 2024 des tests de navigation à l’aide de piles à combustible à l’ammoniac, donc entièrement neutre en termes d’émissions de gaz à effet de serre. La compagnie pétrolière norvégienne Equinor a donc signé avec la société de transports Eidesvik Offshore un contrat pour la transformation du navire Viking Energy, bateau précurseur puisqu’il était en 2003 le premier au monde à naviguer au GNL. Présenté un temps comme écologique, le GNL serait, selon de récentes études, responsable de plus gros dommages pour l’environnement que le diesel du fait des émissions de méthane. Le coût de la transformation du Viking Energy est estimé à 23 millions d’euros, dont 10 millions seront avancés par le programme "Horizon 2020" de l’Union européenne.

Une autonomie de 3 000 heures

Le Viking Energy sera équipé d’une pile à combustion à l'ammoniac de 2 MW permettant au bateau de naviguer pendant 3 000 heures par an uniquement grâce à de l’énergie propre. Le système d’approvisionnement à l’ammoniac doit être livré par l’entreprise finlandaise Wärtsilä et installé fin 2023 sur le navire. "L’hydrogène et l’ammoniac sont considérés comme étant les deux plus importants combustibles sans émission pour la marine, rappelle Vermund Hjelland, le vice-président, chargé de la technologie et du développement chez Eidesvik Offshore. Aujourd’hui, beaucoup croient que l’ammoniac est la meilleure option pour les longues distances, pour lesquelles les bateaux doivent ravitailler de grandes quantités de carburants, par exemple pour les trajets en mer du Nord."

De grandes capacités de stockage

L’hydrogène présenterait, par rapport à l’ammoniac, l’inconvénient de nécessiter de grandes capacités de stockage sous pression à bord – au détriment des capacités de transport – et au sol. L’ammoniac possède en outre une plus grande densité d’énergie que l’hydrogène. L’inconvénient de l’ammoniac est son odeur. Le navire sera équipé de catalyseurs pour éviter qu’il n’empeste les mers. L’entreprise norvégienne Yara est le premier producteur mondial d’ammoniac, un composé pour l’instant surtout utilisé dans la fabrication d’engrais.

La marine est responsable, avec 850 millions de tonnes de CO2 par an, de 2,5 % des émissions de CO2 à travers le monde. Elle n’est pas prise en considération par les accords de Paris sur le climat. Mais l’Organisation Maritime Internationale (OMI) des Nations unies a fixé au secteur comme objectif de réduire de moitié ses émissions de CO2 d’ici 2050 par rapport à 2008. L’objectif zéro émission est visé pour 2070. Des scénarios pessimistes estiment que le secteur sera responsable de 17 % des émissions totales de CO2 en 2030, du fait du développement des transports maritimes.
https://www.actu-transport-logistique.f ... 548078.php

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Re: L' Ammoniac comme vecteur d'Hydrogène

Message par mobar » 05 mars 2020, 13:41

Pour éliminer les odeurs ou les rejets da'mmoniac, c'est très facile du fait de la solubilité de ce gaz dans l'eau, il suffit de laver les effluents gazeux avant leur rejet
D'autant plus simple quand c'est sur un bateau naviguant en mer
https://youtu.be/0pK01iKwb1U
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Re: L' Ammoniac comme vecteur d'Hydrogène

Message par mobar » 06 mars 2020, 07:29

http://cedricphilibert.net/lautre-hydrogene/
Un autre vision de l'hydrogène carburant
GillesH38 a écrit :
04 mars 2020, 15:03
faut juste qu'il y ait pas de fuite quoi ...
https://www.cchst.ca/oshanswers/chemica ... monia.html
Dangereux, l’ammoniac? Oui bien sûr: dangereux à inhaler; une concentration de 1% inhalée pendant 1 heure a un risque de mortalité de 1%. Mais l’ammoniac est très facilement détecté par son odeur. Plus léger que l’air, en cas de déversement accidentel il se dilue rapidement et ne pollue pas les sols. Il ne prend pas feu en cas d’accident. Bref, dangereux, certes, mais pas plus que l’essence, certains diront plutôt moins. En tout cas, c’est un produit industriel courant, produit, déplacé et utilisé depuis un siècle en quantité sans que vous en ayez tellement entendu parler. Et vous en avez sans doute un peu chez vous en solution aqueuse, nom scientifique hydroxyde d’ammonium, appellation courante ammoniaque, notez la terminaison différente, un détergent puissant à manipuler avec précautions. En vente à la quincaillerie la plus proche.
https://youtu.be/0pK01iKwb1U
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Re: [Hydrogène] Hydrogène et piles à combustible

Message par GillesH38 » 06 mars 2020, 07:35

mobar a écrit :
04 mars 2020, 15:55
Et au niveau du prix du marché ça n'a non plus rien à voir :
- l'ammoniac liquide industriel est à 250 €/tonne en Europe pour 6.25 MWh PCI/t soit 40 €/MWh PCI (aux USA 150 $/tonne)
ça c'est le coût produit à partir d'hydrogène industriel, produit lui même à partir de gaz naturel !!
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Re: L' Ammoniac comme vecteur d'Hydrogène

Message par mobar » 06 mars 2020, 09:58

Tout à fait!
Et en dessous, c'est le prix de hydrogène liquide, lui aussi produit par reformage de gaz naturel
- l'hydrogène liquide industriel est à 5 000 €/tonne pour 33.3 MWh PCI.t soit 150 €/MWh PCI
L'écart de prix est lié au cout de la liquéfaction, stockage, distribution de l'hydrogène liquide

Quand tu produit de l'ammoniac liquide, il n'est pas nécessaire de liquéfier l'hydrogène, ce qui réduit drastiquement le cout
Et si cette liquéfaction de l'hydrogène n'est pas réalisée ailleurs sur la chaine d'utilisation, le delta de cout reste, c'est pourquoi il est plus avantageux de passer par l'ammoniac que de liquéfier l'hydrogène!

Si tu produit l'hydrogène par électrolyse à partir d'électricité renouvelable (prix x2) ou de biomasse déchet (par gazéification allotherme à la vapeur - prix/2) le prix sera différent, mais le delta de cout entre une filière d'appro purement H2 liquéfié et une filière H2 gaz ==> NH3 liquide ==> H2 gaz restera dans les mêmes ordres de grandeur (économie d'énergie de liquéfaction, simplification du process, diminution des pertes ...)
https://youtu.be/0pK01iKwb1U
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Re: L' Ammoniac comme vecteur d'Hydrogène

Message par energy_isere » 25 mars 2020, 18:12

Wärtsilä lance ses premiers tests de moteurs alimentés à l’ammoniac

Publié le 25/03/2020 lemarin

Le motoriste finlandais annonce avoir lancé ses premières batteries de tests sur des moteurs alimentés à l’ammoniac, un nouveau carburant considéré comme particulièrement promoteur pour répondre à la stratégie de décarbonation du transport maritime adoptée par l’Organisation maritime internationale (OMI).

Image

Le motoriste a débuté ses tests en laboratoire tout en reconnaissant qu’il faudra encore beaucoup de temps pour résoudre toutes les questions techniques que pose ce nouveau carburant. (Photo : Wärtsilä)
https://lemarin.ouest-france.fr/secteur ... -alimentes

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Re: L' Ammoniac comme vecteur d'Hydrogène

Message par energy_isere » 02 nov. 2020, 23:00

Au Japon, la piste de l'ammoniac sur la voie de la transition énergétique

AFP parue le 02 nov. 2020

Importer de l'ammoniac à l'état liquide pour générer de l'énergie sans émettre de CO2 : c'est l'ambitieux pari de long terme d'un vaste consortium industriel au Japon, qui repose toutefois sur de nombreux facteurs encore incertains.

Bien que très corrosif et donc dangereux, ce gaz composé d'hydrogène et d'azote présente des attraits, notamment sa propriété de combustible ne dégageant pas d'émissions de CO2, contrairement aux énergies fossiles. L'ammoniac est aussi déjà massivement produit et exporté dans le monde, servant principalement pour le secteur des engrais. Par ailleurs, il se maintient à l'état liquide à une température de - 33 degrés Celsius environ, bien moins que l'hydrogène liquide (- 253°C), d'où un transport plus facile et moins onéreux.

Il est envisageable d'utiliser l'ammoniac pour alimenter des centrales électriques thermiques et des fours industriels. Toutes ces qualités font de l'ammoniac "l'option la moins chère et la plus viable" pour l'énergie du futur au Japon, affirme à l'AFP Shigeru Muraki, vice-président exécutif du Green Ammonia Consortium (GAC), un groupement de plus de 70 sociétés créé en 2019 et réunissant le gratin industriel nippon du secteur de l'énergie.

Gris, bleu puis vert ?

Le Japon importe près de 90% de ses ressources énergétiques, étant pauvre en combustibles fossiles et limitant son recours au nucléaire depuis l'accident de Fukushima. Le potentiel local en énergies renouvelables apparaît par ailleurs restreint, au vu des faibles surfaces disponibles et du risque élevé de catastrophes naturelles.

D'où le vif intérêt du Japon pour l'hydrogène depuis des années, et plus récemment pour l'ammoniac. Le nouvel objectif du gouvernement de parvenir à la neutralité carbone d'ici 2050 devrait en outre donner un coup de fouet à ces énergies alternatives.

Le GAC prévoit d'abord d'employer l'ammoniac pour co-alimenter les centrales à charbon du pays, puis à partir des années 2030 ses centrales à gaz. L'ammoniac pourrait ainsi couvrir en 2030 "1,5% des besoins en électricité" du Japon, puis "jusqu'à 10% à l'horizon 2040", en l'injectant à hauteur de 13 millions de tonnes par an dans des centrales à gaz à cycle combiné, avance M. Muraki.

Mais il y a plusieurs embûches. Le développement de nouvelles centrales à gaz, spécialement adaptées à l'ammoniac, sera notamment nécessaire pour être en mesure de contrôler ses rejets polluants d'oxydes d'azote (NOx).

Et produire de l'ammoniac émet du CO2, à raison de 2,4 tonnes en moyenne pour une tonne d'ammoniac, selon l'Agence internationale de l'énergie (AIE). Ce gaz est responsable d'environ 1% des rejets mondiaux de CO2 liés aux activités humaines.

Les fabricants de ce gaz devront ainsi profondément adapter leurs méthodes de production, notamment en se dotant de systèmes de captage, de stockage et de valorisation du carbone (CCUS en anglais). Ces techniques permettraient de produire de l'ammoniac dit "bleu", comparé à l'ammoniac "gris" actuel, obtenu à partir de ressources fossiles et donc polluantes.

"Mais dans un premier temps nous utiliserons de l'ammoniac gris, parce que l'ammoniac bleu ne sera pas disponible dans les prochaines années" en quantité suffisante, et l'ammoniac vert (produit à partir d'énergies renouvelables, NDLR) encore moins, explique M. Muraki. "Cela prendra du temps".

Test avec l'Arabie saoudite

M. Muraki est cependant convaincu que les producteurs d'ammoniac s'adapteront à terme : "le marché de l'énergie est très large par rapport à celui des fertilisants", et l'ammoniac suscite aussi beaucoup d'intérêt comme potentiel carburant maritime, "un autre marché mondial", souligne-t-il.

Fin septembre, le géant saoudien des hydrocarbures Aramco et IEEJ, un institut économique nippon dédié aux problématiques énergétiques, ont annoncé l'arrivée au Japon d'un premier chargement de 40 tonnes d'ammoniac bleu, pour alimenter à titre expérimental une centrale à charbon et deux petites turbines à gaz.

Les organisations environnementales sont toutefois loin de partager l'engouement des industriels nippons pour l'ammoniac. Le captage, le stockage et la valorisation du CO2 "ne vont pas se matérialiser à grande échelle avant 2030, et il y a aussi beaucoup d'incertitudes sur les coûts et les risques associés à ces technologies", commente auprès de l'AFP Kimiko Hirata, l'une des responsables de l'ONG japonaise Kiko Network.

Pour certains groupes énergétiques nippons, promouvoir l'ammoniac "pourrait aussi être un moyen de justifier" le maintien des centrales à charbon et ainsi de "retarder" la transition énergétique au Japon, redoute-t-elle.
https://www.connaissancedesenergies.org ... que-201102

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Re: L' Ammoniac comme vecteur d'Hydrogène

Message par GillesH38 » 03 nov. 2020, 07:38

energy_isere a écrit :
02 nov. 2020, 23:00

Bien que très corrosif et donc dangereux, ce gaz composé d'hydrogène et d'azote présente des attraits, notamment sa propriété de combustible ne dégageant pas d'émissions de CO2, contrairement aux énergies fossiles.....

Et produire de l'ammoniac émet du CO2, à raison de 2,4 tonnes en moyenne pour une tonne d'ammoniac, selon l'Agence internationale de l'énergie (AIE). Ce gaz est responsable d'environ 1% des rejets mondiaux de CO2 liés aux activités humaines.
cherchez l'erreur :mrgreen:

en fait l'ammoniac industriel bon marché est produit par synthèse à partir de l'azote atmosphérique et de l'hydrogène industriel...produit par le gaz naturel, donc actuellement il a le même problème que l'hydrogène, il est produit à partir de fossiles.

L'ammoniac "vert" doit coûter une blinde.
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Re: L' Ammoniac comme vecteur d'Hydrogène

Message par energy_isere » 06 déc. 2020, 14:28

Engie aide Yara à décarboner sa production d’ammoniac
Le spécialiste français de l’énergie et le chimiste norvégien, producteur d’engrais, viennent de publier la première étude de faisabilité qui prévoit la conversion du site Pilbara (Australie) pour fabriquer l’ammoniac à partir d’hydrogène vert. Dans une première phase, une centrale solaire de 10 MW couplée à un électrolyseur sera installée d’ici à 2023.

DÉCEMBRE 4, 2020 GWÉNAËLLE DEBOUTTE

Engie a publié les résultats de sa première étude de faisabilité du projet visant à décarboner le site de production d’ammoniac du chimiste Yara à Pilbara, en Australie-Occidentale. Actuellement, l’hydrogène utilisé comme matière première de l’ammoniac (NH3) est produit à base de gaz naturel, selon un procédé appelé reformage du méthane à la vapeur (SMR) sans capture et stockage du carbone (CCS), produisant beaucoup de gaz à effet de serre. L’objectif est donc de convertir entièrement le complexe d’ici 2030 pour qu’il utilise de l’hydrogène issu d’électricité d’origine renouvelable. Compte-tenu du riche ensoleillement de la région, les hydrolyseurs seront alimentés avec des centrales solaires. La transformation se fera en quatre grandes étapes.

Image

La première, avec une mise en service en 2023, vise à faire la démonstration industrielle de ce projet. Pour cela, une centrale solaire de 10 MWc (pour une production annuel de 35 GWh), couplée à 66 MW d’électrolyse sera installée. Le système produira environ 625 tonnes de H2 par an, soit à peine 1 % des besoins de l’usine. Le CAPEX est estimé à 70 millions de dollars australiens (42 M€) et l’OPEX annuel de 0,5 à 1,5 millions de dollars australiens (0,3 à 0,9 M€). Les émissions de CO2 totales actuelles étant de 10,3 kg de CO2/kg d’hydrogène, Yara évalue donc la réduction de ses émissions carbone lors de cette première étape à environ 6500 tonnes par an.

Dans une deuxième phase, prévue pour 2026, la montée en échelle verra l’ajout de 150 à 500 MWc de capacités de production d’électricité renouvelable, d’origine photovoltaïque, mais aussi possiblement éolienne. L’hydrogène ainsi produit représentera entre 6 à 20 % des besoins de l’usine. La phase 3, en 2028, comprendra l’installation d’un site de 1000 MWc de renouvelables, ainsi qu’une nouvelle unité de production de 800 kilotonnes d’ammoniac alimentée à 60 % en hydrogène vert. Enfin, la phase finale verra s’ajouter 500 MWc en plus, permettant d’alimenter entièrement la nouvelle unité d’ammoniac en hydrogène renouvelable. Au total, Engie prévoit donc l’installation de 2000 MWc d’électricité d’origine renouvelable pour mener à bien le projet.
https://www.pv-magazine.fr/2020/12/04/e ... dammoniac/

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