L'Usine Nouvelle - Qu’est-ce qui est novateur dans cette technologie de craquage d’ammoniac et comment fonctionne-t-elle?
Philippe Merino - Aujourd’hui, personne ne fait encore de craquage d’ammoniac à l’échelle industrielle. Nous avons développé cette technologie en nous inspirant de notre connaissance de l’hydrogène depuis 60 ans et en nous appuyant sur notre expertise dans les procédés de craquage de gaz naturel, procédés que l’on va ici adapter pour l’ammoniac.
Le procédé consiste à faire passer de l’ammoniac dans des tubes remplis de catalyseurs à base de métaux, à haute température, entre 600 et 800 degrés, pour effectuer une synthèse inverse de l’ammoniac qui est constitué d’azote et d’hydrogène. Le craquage catalytique permet de séparer les deux molécules sous forme d’un flux gazeux qui est ensuite refroidi. La dernière étape consiste à séparer les différents gaz pour, d’un côté, récupérer de l’hydrogène pur et, de l’autre, un flux composé principalement d’azote et d’un peu d’ammoniac résiduel.
Les besoins en chaleur pour le procédé ne génèrent pas d’émissions de CO2 ?
Non, car l’ammoniac a une double utilisation : comme source d’énergie et comme matière première. Une petite proportion de l’ammoniac est utilisée comme combustible pour les besoins en chaleur du procédé, et tout le reste de l’ammoniac est craqué. C’est le même concept que pour la production d’hydrogène produit à partir de méthane, dans lequel une partie du gaz naturel sert comme énergie et l’autre comme matière première, sauf qu’ici c’est sans émission de CO2.
Donc pour obtenir de l’hydrogène bas carbone avec ce procédé, vous avez besoin d’ammoniac bas carbone au départ ?
C’est l’objectif de notre démarche. L’ammoniac est aujourd’hui une commodité industrielle avec une chaîne logistique établie. Pour être bas carbone, l’ammoniac doit être produit avec de l’hydrogène bas carbone. Cet hydrogène étant produit, par exemple par électrolyse de l’eau en utilisant de l’électricité solaire et éolienne, notamment dans des géographies où l’on trouve du soleil et du vent en abondance.
Vous parlez de produire de l’hydrogène bas carbone pour en faire de l’ammoniac, le transporter sur de longues distances pour ensuite... refaire de l’hydrogène bas carbone. Ne serait-il pas plus simple d’importer directement cet hydrogène ?
L’hydrogène peut être transporté de manière liquide mais il faut bâtir une chaîne logistique qui n’existe pas aujourd’hui, à l’inverse de celle de l’ammoniac. L’important est d’aller le plus vite possible pour pouvoir décarboner la planète. D’où l’intérêt d’utiliser une chaîne qui existe pour éviter de partir de zéro. A terme, plusieurs solutions devraient coexister pour répondre aux besoins du marché. L’enjeu est ici clairement d’apporter une solution nouvelle pour produire de l’hydrogène décarboné. Les besoins diffèrent en fonction des bassins industriels, de leur contexte énergétique, ou encore des débouchés industriels. L’objectif est de pouvoir disposer du portefeuille de solutions le plus complet possible. Air Liquide a beaucoup investi dans l’hydrogène bas carbone par électrolyse ces dernières années, le moment est opportun pour étoffer notre portefeuille avec cette solution de craquage d’ammoniac.
Quelle proportion d’hydrogène obtenez-vous par ce nouveau procédé, et est-ce que l’azote sera valorisé?
L’ammoniac est composé d’un atome d’azote pour trois d’hydrogène, donc nous obtenons trois fois plus d’hydrogène. Techniquement, l’azote obtenu est valorisable, mais le but dans le cas présent est avant tout de produire de l’hydrogène bas carbone, et il existe d’autres façons plus compétitives de produire de l’azote.
Vous construisez une première unité de démonstration dans le port d’Anvers, en Belgique. Quel est le montant de l’investissement et le calendrier ?
Le démarrage est prévu pour 2024, mais nous ne dévoilons ni le montant de l'investissement, ni les capacités. Il s’agira d’une unité pilote de taille industrielle, qui sera implantée non loin de nos installations existantes à Anvers.
Le port d’Anvers ambitionne d’importer de très gros volumes d’hydrogène dans les années à venir. Ce choix a aussi pour objectif d’accompagner ce développement à partir de l’importation d’ammoniac ?
Oui, en partie. Le bassin industriel d’Anvers présente de nombreux avantages. On peut s’y approvisionner en ammoniac, le port est très grand et dispose de toutes les chaînes logistiques nécessaires. Il est proche d’une de nos bases industrielles importantes et n’est pas loin de nos centres de R&D en France. Le projet est également soutenu par le gouvernement belge.
Où Air Liquide pourrait déployer ce genre d’unités, et à quel horizon ?
Si l’unité pilote répond aux attentes, nous pourrons très rapidement commercialiser cette technologie. Je pense qu’elle sera intéressante pour investir dans de nouvelles unités dans des pays qui vont avoir de grands besoins en hydrogène décarboné et où les énergies renouvelables ne sont pas encore suffisamment disponibles, comme en Europe et en Asie.
