La recherche sur l'utilisation de l'ammoniac dans la transition énergétique

• Session : 2020-2021
• Année : 2021
• N° : 326 (2020-2021) 1

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• Question écrite du 18/03/2021

  • de MAUEL Christine
  • à BORSUS Willy, Ministre de l'Economie, du Commerce extérieur, de la Recherche et de l'Innovation, du Numérique, de l'Aménagement du territoire, de l'Agriculture, de l'IFAPME et des Centres de compétences
  L'ammoniac est le second composé chimique le plus fabriqué au monde et est capable de stocker et de transporter de l'énergie. Ce composé peut être conçu comme une solution à la transition énergétique de la même manière que l'hydrogène, car sa combustion ne génère que de l'eau et de l'azote.
   
  Dès lors, il apparait que l'ammoniac peut être utilisé soit comme un vecteur d'hydrogène en étant décomposé soit en étant utilisé comme combustible dans les systèmes énergétiques industriels. Selon l'Agence internationale de l'énergie, cette substance serait moins coûteuse à stocker à long terme et son coût de transport serait trois fois moins élevé que l'hydrogène.
   
  L'utilisation de l'ammoniac comme énergie pourrait notamment servir dans le domaine, et plus particulièrement dans les traversées de longue distance, car son volume et sa masse correspondraient mieux aux navires que dans des avions ou des voitures. La Wallonie étant active en matière de transport fluvial, en ce compris pour des trajets longues distances, peut être pionnière en la matière.
   
  Ce composé peut être envisagé comme étant un complément à l'hydrogène. En effet, la Wallonie souhaite consacrer dans son Plan « Get up Wallonia ! » une filière hydrogène dans le but d'atteindre la neutralité carbone en 2050. Cette filière étant conçue comme un ensemble de sous-projets, une intégration d'une filière de l'ammoniac peut ainsi être envisageable.
   
  En ce qui concerne l'angle de la recherche scientifique en Wallonie, est-ce que la « filière ammoniac » est sujette à des études ?
   
  Peut-elle être vue comme étant complémentaire à la filière hydrogène ?
   
  Des spin-offs ont-ils marqué leur intérêt notamment dans le cadre d'un travail interuniversitaire ?

• Réponse du 07/04/2021

  • de BORSUS Willy
  Dans le cadre du Plan de relance, dénommé RRF pour « Resilience and Recovery Facility », la Belgique s'est vue réserver 5,9 milliards € (dont 1,480 milliard d’euros pour la Wallonie). En tant qu'État membre, elle doit soumettre à la Commission européenne son programme comprenant une série de projets d'investissements qui doivent répondre aux recommandations du Semestre européen. Les projets wallons actuellement sélectionnés dans le cadre du RRF comprennent un volet en lien avec la recherche et le développement en matière de transition bas-carbone de l’industrie. Dans ce cadre, plusieurs technologies pourraient être étudiées et notamment l'utilisation de l'ammoniac dans la transition énergétique des entreprises.
  
  Ce sujet est porté en Wallonie par le Centre de recherche agréé Materia Nova et l’Umons. L’ULG et CENAERO sont également impliqués ainsi que des PME. Le pôle de compétitivité MecaTech soutient ces différents partenaires dans le montage d’un projet. Celui-ci vise la mise en œuvre d’un réacteur de réformage plasma catalytique innovant pour un procédé de production d’ammoniac décarboné en substitution du procédé Haber-Bosch qui produit beaucoup de CO2 comme c’est le cas aujourd’hui chez certains industriels wallons. Si ce projet est financé et si ces recherches aboutissent, un brevet pourrait être déposé.
  
  Le transport et l’utilisation de l’hydrogène comme carburant présentent en effet certaines limitations ou difficultés (surcoût lié aux coûts de compression à haute pression, typiquement 500 à 700 bars et/ou aussi à de très basses températures de stockage -250°C). Des solutions économiquement viables doivent donc être développées au niveau des réservoirs ou des canalisations de transport d’H2. Ce sont des vrais défis technologiques.
  
  Le projet soutenu par MecaTech vise la démonstration d’une solution alternative, à savoir de transporter et stocker l’hydrogène sous forme d’e-fuels décarbonés (produits par de l’électricité décarbonée) comme le méthane ou mieux encore de l’ammoniac anhydre (sans présence d’eau). Ce dernier vecteur apparaît comme étant un des plus prometteurs puisqu’il peut facilement être liquéfié (10 bars à T° ordinaire) avec des coûts énergétiques bien plus raisonnables que l’hydrogène.
  
  Par ailleurs, il est important de noter que le vecteur ammoniac (NH3) ne contient pas de carbone, en le produisant proprement à partir de l’azote prélevé dans l’air et de l’H2 vert, sa production à partir d’électricité décarbonée permet de qualifier cet e-carburant comme totalement décarboné.
  
  Par ailleurs, la Wallonie a déjà soutenu financièrement quelques projets de recherche industrielle en Reformage par plasma non thermiques menés par Materia Nova et l’UMons, notamment les projets :
  - PLACAREF: First Doca, « Conversion de méthane et dioxyde de carbone, pur et de leurs mélanges, par couplage plasma micro‐onde ‐ Catalyse hétérogène en monomères et hydrogène » ;
  - REFORGAS: Convention PIT Pôles, « Reformage par plasma du méthane en présence de CO2(biogaz) pour la synthèse de molécules acrylates et autres molécules C1-C2 et d’électricité verte » ;
  - H2S2H2: Projet bilatéral industriel, « Production d’hydrogène et de soufre solide à partir d’H2S industriel et d’électricité verte » ;
  - GAZTON: Convention PIT Pôles, « Transformation de CO2 et gaz pauvres en combustibles chimiques stockables pour une combustion différée en milieu industriel » ;
  - PYROCARB : Projet Win2Wal : « Pyrolyse Plasma d’hydrocarbures et études scientifiques de formes carbonées valorisables ».