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Potentiel des carburants synthétiques ammoniac et méthanol. Partie 4 des alternatives aux combustibles marins.

22 octobre 2019

L'hydrogène est le combustible non fossile le plus connu. L'ammoniac est un autre combustible non fossile. Ce carburant est classé dans les carburants synthétiques, tout comme le méthanol (synthétique, mais fossile). Ces deux carburants synthétiques ne sont pas encore bien connus, mais ils ont un grand potentiel. Dans la quatrième partie sur les carburants marins alternatifs, les avantages et les inconvénients de ces deux produits sont examinés.

Ammoniac

Le GNL et l'hydrogène présentent tous deux l'inconvénient de devenir liquides à très basse température (-162 degrés Celsius et -253 degrés Celsius respectivement). Un autre gaz, l'ammoniac, devient liquide à -34 degrés Celsius, ou à température ambiante sous haute pression (10 bars). En outre, l'ammoniac a une densité plus élevée que l'hydrogène liquide, de sorte que le stockage occupe moins d'espace que l'hydrogène. Cependant, par rapport au HFSO, l'ammoniac pèse presque deux fois plus et nécessite trois fois plus d'espace pour produire la même quantité d'énergie.

Quoi qu'il en soit, l'ammoniac est sous les feux de la rampe depuis un certain temps en tant que carburant de substitution. Mais dans quelle mesure l'utilisation de l'ammoniac comme carburant marin est-elle réaliste ?

Diverses études ont été ou sont menées sur l'utilisation de l'ammoniac. Dans l'étude d'octobre 2018 DNV GL Energy Transition Outlook 2018, Maritime Forecast to 2050, DNV GL estime que l'ammoniac en tant que carburant est un "futur best estimate". Lloyd's Register a identifié l'ammoniac comme le carburant à zéro émission "le plus compétitif" dans son rapport de décembre 2017 "Lloyd's Register, Zero-Emission Vessels 2030". Par ailleurs, le Forum international des transports, qui fait partie de l'OCDE, a conclu dans son rapport intitulé "Decarbonising Maritime Transport, Pathways to zero-carbon shipping by 2035" (Décarbonisation du transport maritime, voies d'accès à un transport maritime sans émission de carbone d'ici 2035) que le secteur sera en mesure de faire un grand pas vers un transport maritime sans émission de carbone en 2035 si un mélange de carburant ammoniac-hydrogène est utilisé.

La société néerlandaise de conception et d'ingénierie navale C-Job Naval Architects a étudié l'utilisation de l'ammoniac comme carburant. C-Job pense depuis plusieurs années que l'ammoniac pourrait être une option réalisable et prometteuse en tant que carburant propre et durable. L'étude s'est basée sur un navire-citerne d'ammoniac qui navigue avec sa propre cargaison.

Le premier navire à fonctionner au GNL a été un méthanier, tout simplement parce que l'installation de stockage du GNL était déjà disponible et qu'il n'y avait qu'un pas relativement petit à franchir pour fonctionner soi-même au GNL. Il pourrait en être de même pour les navires-citernes d'ammoniac. L'ammoniac est transporté dans des camions-citernes GPL pour l'industrie des engrais. En principe, ces navires peuvent utiliser leur cargaison comme carburant.

MAN Energy Solutions étudie actuellement les possibilités d'un moteur fonctionnant à l'ammoniac. Techniquement, l'utilisation de ce carburant est possible, mais comme l'ammoniac est hautement toxique et que le "Code international de construction et d'équipement des navires transportant des gaz liquéfiés en vrac" (le Code IGC) interdit l'utilisation de substances toxiques comme carburant, il reste encore pas mal d'obstacles réglementaires à surmonter avant que l'ammoniac ne s'impose comme carburant.

Cependant, en raison de l'importance de l'ammoniac en tant que matière première pour la production de fumier, il existe déjà une expérience de l'ammoniac sur les navires, tant pour le stockage pour le transport que pour la réfrigération à bord. L'industrie possède également une grande expérience de la production, de la manipulation et de la sécurité de l'ammoniac. Dans ce secteur, il existe une réglementation minutieuse. Ces réglementations peuvent servir de base à une législation sur l'utilisation de l'ammoniac comme combustible.

Et si l'ammoniac devient effectivement le carburant sans carbone choisi par le secteur du transport maritime, il faudra environ 200 millions de tonnes d'ammoniac par an, soit plus que la production mondiale actuelle.

 

Méthanol

Le méthanol est également un carburant potentiel sans émissions pour les navires. Aux Pays-Bas, le projet sectoriel "Méthanol maritime vert" étudiera les possibilités du méthanol en tant que carburant de substitution durable pour la navigation. Outre les armateurs, les constructeurs de navires, les fabricants de moteurs et les prestataires de services spécialisés, tels que Boskalis, la Marine royale néerlandaise, Van Oord et Wagenborg, Damen Shipyards, Feadship et Royal IHC, les fabricants de moteurs Pon Power et Wärtsilä, Marine Service Noord et C-Job Naval Architects, les ports de Rotterdam et d'Amsterdam, les centres de recherche TNO, TU Delft, NLDA et Marin, ainsi que les fournisseurs de méthanol BioMCN, Helm Proman et l'organisation sectorielle internationale Methanol Institute contribuent également à la recherche.

Le projet s'étendra sur deux ans. Dans le cadre du projet, les partenaires exploreront les possibilités concrètes d'utilisation du méthanol comme carburant pour le transport maritime, tant pour les navires neufs que pour les transformations.

Stena Line utilise le méthanol depuis 2015. Le Stena Germanica, qui assure la liaison entre Göteborg et Kiel, fonctionne avec un mélange de carburants comprenant du méthanol. Stena Line a transformé le navire, qui peut transporter 1 500 passagers, à cette fin. Le Stena Germanica date de 2001, et la société finlandaise Wärtsilä a produit un kit de conversion pour les moteurs de 32 000 ch du Germ. L'opération coûte 22 millions d'euros.

Depuis 2016, deux navires de mer de Methanex Corporation fonctionnent avec des moteurs bicarburants au méthanol, des précurseurs au sein des navires fonctionnant au méthanol. Les 10 000 premières heures de navigation sont passées - le moteur est de MAN.

Le potentiel des combustibles non fossiles que sont l'ammoniac et le méthanol
Photo : Methanex

 

Dans la cinquième partie, nous examinerons plus en détail les solutions technologiques permettant de réduire les émissions de soufre et de nitrates.