La production d’ammoniac pour les engrais — dont l’empreinte carbone est l’une des plus importantes parmi les processus industriels — sera bientôt possible dans les exploitations agricoles grâce à une technologie peu coûteuse, à faible consommation d’énergie et respectueuse de l’environnement.
C’est grâce aux chercheurs de l’UNSW Sydney et à leurs collaborateurs qui ont développé une technique innovante pour la production durable d’ammoniac à grande échelle.
Jusqu’à présent, la production d’ammoniac reposait sur des processus à haute énergie qui laissent une empreinte carbone mondiale massive : des températures de plus de 400 °C et des pressions supérieures à 200 atmosphères qui représentent 2 pour cent de l’énergie mondiale et 1,8 pour cent de l’énergie mondiale. son CO2.
Mais les chercheurs ont mis au point une méthode qui améliore considérablement l’efficacité énergétique tout en rendant l’ammoniac respectueux de l’environnement économiquement réalisable. La nouvelle technique élimine le besoin de températures élevées, de pressions élevées et d’infrastructures étendues dans la production d’ammoniac.
Dans un article publié récemment dans la revue Applied Catalysis B : Environmental, les auteurs montrent que le procédé qu’ils ont développé a permis la synthèse à grande échelle d’ammoniac vert en augmentant son efficacité énergétique et son taux de production.
Les fondements de cette recherche, précédemment publiés par le même groupe de recherche, ont déjà été concédés sous licence à un partenaire industriel australien, PlasmaLeap Technologies, par le biais du programme d’échange de connaissances de l’UNSW. Il devrait être transposé dans le secteur agricole australien, avec un prototype déjà développé et prêt à être déployé.
La dernière étude fait suite à la recherche de validation de principe réalisée par le même groupe de recherche de l’UNSW il y a trois ans, avec des progrès significatifs en matière d’efficacité énergétique et de taux de production dans le processus, améliorant ainsi la rentabilité commerciale.
La recherche représente également une opportunité d’utiliser l’ammoniac vert sur le marché du transport de l’hydrogène, car l’ammoniac liquide (NH3) peut stocker plus d’hydrogène dans un espace plus petit que l’hydrogène liquéfié (H2), ce qui rend le transport de l’énergie hydrogène plus économique.
Objectifs zéro émission nette
Bien que le processus conventionnel utilisé pour la production d’ammoniac soit particulièrement gourmand en énergie – s’appuyant fortement sur les combustibles fossiles comme sources d’énergie primaire et d’hydrogène – il a joué un rôle déterminant dans l’augmentation des rendements agricoles et dans le maintien d’une population mondiale croissante.
Le Dr Ali Jalili, responsable de l’étude et ancien boursier DECRA du Conseil australien de la recherche à l’UNSW, affirme que l’adoption d’une approche durable de la production d’ammoniac est cruciale pour les objectifs mondiaux de zéro émission nette.
« Actuellement, la méthode traditionnelle de production d’ammoniac – connue sous le nom de procédé Haber-Bosch – représente 2,4 tonnes de CO2 par tonne d’ammoniac, ce qui équivaut à environ 2 pour cent des émissions mondiales de carbone. De plus, Haber-Bosch est économiquement viable. uniquement dans des installations à grande échelle et centralisées. Par conséquent, le transport de ces installations vers les fermes augmentera les émissions de CO2 de 50 pour cent », dit-il.
« Les engrais à base d’ammoniac sont extrêmement rares en raison des perturbations de la chaîne d’approvisionnement internationale et des problèmes géopolitiques, qui ont un impact sur notre sécurité alimentaire et nos coûts de production.
« Ceci, combiné à son potentiel de stockage et de transport d’énergie hydrogène, fait de l’ammoniac un élément clé des initiatives australiennes en matière d’énergies renouvelables, positionnant le pays parmi les leaders en matière d’exportation et d’utilisation d’énergies renouvelables. »
En plus de relever les défis économiques et logistiques associés aux sources d’énergie intermittentes pour les villes ou les fermes, le Dr Jalili affirme que pour libérer pleinement leur potentiel, il est « essentiel d’établir une méthode de production décentralisée et économe en énergie, capable d’utiliser efficacement les surplus d’électricité renouvelable ».
