Caps stratégiques sur les émissions : une clé pour décarboner l'industrie de l'ammoniac, selon HKUST

ParisUne étude menée par l'Université des Sciences et Technologies de Hong Kong (HKUST) révèle que l'établissement de limites adéquates sur les émissions est crucial pour réduire les émissions de carbone dans l'industrie de l'ammoniac. Les chercheurs ont découvert que les limites d'émission appropriées peuvent permettre une réduction quasi totale des émissions de carbone tout en maîtrisant les coûts et en évitant des problèmes comme l'utilisation des terres et la congestion du réseau.

La production d'ammoniac en Europe génère 36 millions de tonnes de dioxyde de carbone par an en raison de l'utilisation d'hydrogène provenant de combustibles fossiles. Passer à de l'hydrogène produit par électrolyse de l'eau avec une électricité issue de sources renouvelables pourrait considérablement réduire ces émissions. Cependant, cette transition est difficile en raison des coûts et des défis logistiques. La disponibilité de l'énergie renouvelable et l'intensité carbone locale de l'électricité sont des éléments clés.

Les professeurs Lu Zhongming et Magdalena Klemun ainsi que le Dr. Stefano Mingolla ont dirigé une étude sur l'impact des différentes limites d'émissions sur les coûts et la transition vers les énergies renouvelables pour la production d'hydrogène en Europe. En utilisant des données détaillées sur les énergies renouvelables provenant de 38 sites européens entre 2024 et 2050, les chercheurs ont identifié les meilleures caractéristiques de coûts pour les installations de production d'ammoniac.

Principaux résultats :

• Une réduction des émissions de 95 % par rapport aux niveaux actuels est réalisable avec une augmentation marginale des coûts.
• Passer à une réduction des émissions de 100 % (production complètement hors réseau avec des énergies renouvelables) entraîne des problèmes significatifs de coûts et d'utilisation des terres, surtout dans les régions aux ressources limitées.
• Fixer des plafonds d'émissions stratégiques peut aider à trouver un équilibre entre les objectifs environnementaux, les coûts et la disponibilité des ressources.

Cette méthode est utile pour les industries ayant du mal à réduire les émissions et passant aux combustibles à faible teneur en carbone. Le professeur Lu a souligné que la fixation de limites d'émissions appropriées est cruciale pour l'adoption réussie des technologies à faible teneur en carbone dans l'industrie de l'ammoniac.

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Professeur Klemun a souligné que l'étude fournit des informations cruciales pour les décideurs souhaitant équilibrer les objectifs environnementaux avec les contraintes budgétaires et de ressources. En investissant dans de nouvelles technologies et en adoptant des conceptions d'usines flexibles, les installations de production d'ammoniac peuvent s'adapter aux variations de l'approvisionnement en énergie renouvelable, ce qui contribue à réduire les coûts et l'utilisation des terres.

Les décideurs peuvent fixer des objectifs de décarbonisation plus stricts dans les régions où la production d'hydrogène électrolytique est plus aisée. Ces régions peuvent atteindre quasiment zéro émission sans coûts supplémentaires comparés à la production d'hydrogène à partir de combustibles fossiles. En revanche, les zones où la production d'hydrogène électrolytique est plus difficile pourraient devoir adopter des objectifs moins stricts ou retardés.

Dr. Mingolla a expliqué que l'utilisation de plans adaptés pour différentes zones et la mise en œuvre progressive des changements, ainsi que des conceptions de centrales flexibles, peuvent aider l'industrie de l'ammoniac à adopter des technologies à faible émission de carbone sans perdre son avantage concurrentiel.

L'étude, publiée dans Nature Communications, a été rédigée par le Dr Stefano Mingolla sous la direction des Profs. Lu Zhongming et Magdalena Klemun. Ils ont collaboré avec d'autres chercheurs de l'HKUST et de l'ETH Zurich. Parmi les contributeurs, on trouve les Profs. Francesco Ciucci et Giovanni Sansavini, le Dr Paolo Gabrielli, Alessandro Manzotti, Matthew Robson et le Dr Kevin Rouwenhorst de l'Ammonia Energy Association.

La mise en place de limites strictes sur les émissions peut entraîner des améliorations environnementales significatives tout en maintenant la stabilité économique. Cette étude fournit des directives claires aux décideurs politiques et aux leaders industriels pour gérer la transition vers la production d'ammoniac à faible carbone.