Projet 2W2NH3®
(Wind & Water to Ammoniac)
Projet en cours de développement dont l’objectif est d’industrialiser la production et le stockage d’Ammoniac Vert
Plateforme de production d’Ammoniac
Projet 2W2NH3® (Wind & Water to Ammoniac)
L’Ammoniac Vert (gNH3) peut devenir la pierre angulaire d’une décarbonisation de l’industrie. L’Hydrogène et l’Ammoniac permettent de réduire la part des énergies fossiles à moins de 20% de l’énergie totale contre 80% à l’heure actuelle.
Pourquoi l’Ammoniac ?
Le gNH3 peut devenir dominant dans les nouvelles installations après 2030. À long terme, le gNH3 peut être le produit de base pour le transport des énergies renouvelables entre les continents grâce à sa flexibilité d’application avec ses principaux avantages :
Le stockage et le transport d’énergie plus pratique
L’Ammoniac est encore plus facile à stocker et transporter que l’Hydrogène Vert.
La propulsion d’engins sans émissions de CO2
L’Ammoniac est un carburant très prometteur pour les futurs navires, les turbines à gaz et les moteurs thermiques sans émission de CO2.
La base pour les produits chimiques et les engrais
L’Ammoniac est largement utilisé pour les engrais et produits de nettoyage.
Le soutien du réseau en énergie électrique
L’écart entre la production et la consommation d’énergie électrique du réseau (critère de stabilité) est diminué par l’activation temporaire des turbines brûlant du NH3, garantissant ainsi une charge de base plus élevée.
Quelques informations au sujet de l’Ammoniac
- L’IRENA estime, que la moitié du commerce en Hydrogène s’effectuera en 2050 sous forme d’Ammoniac.
- L’Hydrogène et l’Ammoniac peuvent permettre de réduire la part des énergies fossiles à moins de 20% de l’énergie totale contre 80% à l’heure actuelle.
- L’Ammoniac reste liquide en dessous de ‑33°C et n’exige pas de précautions particulières pour la sécurité (sauf gestion de la toxicité) et contre la corrosion (fragilisation).
- L’infrastructure de gestion du NH3 existe dans 120 ports autour du globe.
La plateforme de production étendue d’ammoniac 2W2NH3® de GHyGA comprend les équipements et processus suivants :
- Une platforme de type “semi-submersible” rénovée et adaptée (“innovative upcycling”).
- Un cerf-volant éolien d’une capacité de 4 MW.
- 8 hélices* d’une capacité de 12 MW.
- Des batteries de stockage intermédiaire de 5 MWh.
- 12 MW électrolyseur.
- Une unité de désalinage de l’eau de mer.
- Une unité d’azote.
- Un Syngas compressor.
- Un Ammonia convertor.
- Une unité de récupération d’énergie thermique.
- Des cuves de stockage et transport.
Les coûts de l’Ammoniac
Sur la base des énergies fossiles, le NH3 coûte actuellement 290 €/t pour une quantité mondiale de 183 Millions de tonnes par an. Les énergies renouvelables et l’avancement des technologies d’électrolyseurs et des catalyseurs pour générer l’Ammoniac, peuvent permettre de baisser les coûts de production du gNH3 de 720 €/t en 2022 à 310–600 €/t en 2050. Le projet 2W2NH3® est calibré pour produire du gNH3 autour de 480 €/t en 2030.
Pour devenir compétitif il faut avancer sur les sujets suivants :
Augmenter la taxe carbone à 150 €/t CO2
Investir dans le développement et la production des électrolyseurs
Soutenir financièrement les usines “prototype”
Valoriser le “upcycling” des plateformes off-shore déclassées
Une plateforme de production d’Ammoniac “Upcyclée”
- La plate-forme « semi-submersible » est une plate-forme existante rénovée qui est parfaite pour installer tous les équipements de production nécessaires et les processus interconnectés.
- La plate-forme flottante est fixée au fond marin par des câbles d’amarrage.
- Cette plateforme est équipée de nouvelles structures sur ses 4 côtés, qui supportent 8 turbines hélicoïdales d’une puissance de 12 MW. Ces 4 structures de support sont mobiles et permettent de mettre les turbines marémotrices en position opérationnelle sous l’eau ou de les soulever sur le pont en position pour les réparations et la maintenance.
- Au centre de la plateforme se trouve un cerf-volant éolien de 4 MW.
- Ces deux sources d’énergie contribuent à lisser les variations d’amplitude de puissance créées par les vents et les courants océaniques.
- La chaîne de production d’ammoniac vert est complétée par un stockage dans des réservoirs pressurisés à 15 bars pour le transport vers le rivage par navette.
- Le contrôle opérationnel est effectué à distance. L’équipe opérationnelle sur la plateforme est réduite à 2–3 personnes.
KAPSOM en Chine poursuit la production NH3 par “Chlorine gasification”, une technologie de pointe pour réduire la température et la pression des process Haber-Bosch, résultant en une efficacité augmentée.
En 2050 les trois quart de l’Ammoniac utilisé sera produit sur la base des énergies renouvelables. Le marché suivra car les prix de production NH3 sans émissions baisseront de 720 $/ton en 2020 à 310–600 $/ton en 2050 selon les technologies utilisées. Une taxe carbone de 150 $/ton CO2 conduira à un prix de NH3 décarboné de 350 $/ton NH3.
*Vis d’Archimède
**Hydrolienne
Production d’Ammoniac de la plateforme
5000 tonnes NH3
par année
16 MW d’énergie électrique installés permettent de produire 5000 tonnes NH3 par année.
Synthèse et technologie
La synthèse électrolytique de l’Ammoniac
La synthèse électrolytique de l’Ammoniac utilise les technologies alternatives suivantes :
- L’électrolyte liquide.
- Le sel fondu.
- Les membranes composites.
- Le processus “état solide”.
GHyGA choisit la technologie optimale pour le projet 2W2NH3® par une analyse fine de la chaine de processus intégrée sur la plateforme offshore “upcyclée”.
Les différentes technologies d’électrolyse
Les différentes technologies d’électrolyse progressent rapidement.
Parmi les produits industriels dominants en 2022, on trouve :
- La technologie Alcaline (ALK), la plus robuste et la plus mature, notamment développée par MCPHY en France.
- La technologies Protons Exchange Membrane (PEM), très prometteuse mais encore « délicate ».
Parmi les technologies disruptives se trouvent celles développées en France par GEN-HY Anions Exchange Membrane (AEM), qui combine les avantages des technologies ALK et PEM. Ces technologies sont très modulaires, mais encore non matures.
GHyGA choisira sa technologie selon les critères suivants :
- Disponibilité et potentiel de production.
- Efficacité énergétique.
- Coûts les plus bas en CAPEX et OPEX.
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26260 Margès ‐ France
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