Prometteur pour atteindre les objectifs de l’OMI sur le CO2, l'ammoniac fait partie des carburants alternatifs les plus crédibles pour le transport maritime avec l’hydrogène. Le motoriste finlandais Wärtsilä effectuera un essai à grande échelle de moteur alimenté à l’ammoniac dès 2021.

Un consensus se dessinerait-il autour de l’ammoniac, désigné comme carburant maritime le plus crédible pour rendre neutre en carbone le transport maritime ? Le composé d’azote et d’hydrogène, qui ne produit pas de CO2 ni d’oxydes de soufre lorsqu’il est brûlé dans les moteurs diesel mais dont la production implique à ce jour des sources d’énergie qui restent à verdir, reçoit de nombreuses marques d’affection.

En début d’année prochaine, le motoriste Wärtsilä va le propulser à un autre niveau de son développement. L’ammoniac entre en effet dans une phase plus concrète, celle des tests à plus grande échelle afin de valider ses propriétés de combustion en tant que carburant possiblement décarboné. Au cours du premier trimestre 2021, le fabricant finlandais commencera à l’éprouver sérieusement après avoir effectué l’hiver dernier des premiers essais. Ils seront cette fois réalisés dans les installations d'essai en Norvège appartenant au ustainable Energy Catapult Centre à Stord. Knutsen OAS Shipping, Eidesvik Offshore, Repsol figurent parmi les partenaires de ce projet. Une pile à combustible fonctionnant à l'ammoniac sera notamment testée sur le navire ravitailleur Eidesvik Offshore, le Viking Energy.

Des travaux sont parallélement en cours sur des systèmes de stockage et de distribution dans le but d’en sécuriser l’usage pour ceux qui auront à manipuler le carburant de demain. L'essai est soutenu par des fonds (2 M$) du Conseil norvégien de la recherche, qui investit dans la recherche et l'innovation écologiques, et par… un certain volontarisme politique : la ministre norvégienne du pétrole et de l'énergie, Tina Bru (Parti conservateur), « espère que le programme de recherche permettrait de faire avancer l’usage de l'ammoniac en tant que carburant dans les secteurs du transport maritime et de l'offshore » et contribuerait à « l’élaboration d’une réglementation ».

Efficacité économique avérée

L’ammoniac a suscité, ces derniers mois, de vifs intérêts surtout depuis la publication en janvier dernier d’un rapport de la société de classification Korean Register (KR). Le document de 34 pages (Forecasting the Alternative Marine Fuel), considérait l'ammoniac comme une alternative à privilégier parmi toutes les technologies de substitution. Avec un argument massue : son prix. Il serait 32 % moins cher que l'hydrogène et 15 % moins cher que le méthanol.

« L'ammoniac devrait avoir de faibles coûts de production, de stockage et de transport par rapport à d'autres carburants neutres en carbone, et sa disponibilité est garantie car les technologies de synthèse de l'ammoniac sont déjà matures ». Pour les auteurs de ce rapport, il peut être considéré comme le combustible marin neutre en carbone pour les navires ayant le potentiel de croissance le plus avéré puisqu'il « devrait être autorisé techniquement et commercialement, souscrivant à toutes les conditions du point de vue des conditions de stockage, de sa densité énergétique et du coût de construction des navires ».

La société sud-coréenne s’est polarisée, dans son étude, sur « l'efficacité économique » de l’ammoniac : les coûts tout au long de la chaîne de valeur, de l'approvisionnement en matières premières à la livraison des produits finis mais aussi la capacité de l'industrie à produire suffisamment pour répondre aux besoins du secteur maritime. Aucun des points ne semble pose de problématiques insurmontables aux sud-coréens. Pas même son origine peu verte : « La tendance croissante à la production d'électricité à partir d'énergies renouvelables et de la synergie entre la production d'énergie éolienne en mer permet une production verte ».

60 % d'ammoniac et 40 % de gazole marin MGO, recette gagnante​

Quant à la disponibilité du carburant, les compagnies maritimes peuvent choisir le carburant en ayant l’assurance d’une infrastructure existante de production et de distribution de carburant, assurent les auteurs de l’étude, dans la mesure où l’ammoniac est optimal quand il est intégré dans un système bicarburant. Bien qu'il soit possible de brûler de l'ammoniac dans un moteur diesel, le taux de compression requis est plus de deux fois plus élevé que celui d'un moteur à allumage par compression classique. Selon le document, il est donc plus pertinent d'intégrer l'ammoniac dans un système dual fuel (60 % d'ammoniac et 40 % de gazole marin MGO par exemple), le second carburant agissant comme un initiateur de combustion pour compenser la température d'auto-allumage relativement élevée de l'ammoniac.

MAN Energy Solutions, le concurrent de Wärtsilä, avait d’ailleurs donné du poids à cet argument en soutenant que plus de 3 000 de ses moteurs MAN B&W existants pouvaient être modifiés en moteurs à carburant à l'ammoniac.

Les trois voies qui mènent à la décarbonation du transport maritime

Adapté pour le short sea

La société sud-coréenne n’est pas la seule à avoir érigé l’ammoniac en star des carburants de demain. La société de classification américaine ABS avait publié en avril dernier une étude inédite, d’une centaine de pages, dans laquelle elle mettait en exergue trois voies possibles pour parvenir à des navires sans ou à faible émissions de CO2 : la famille des gaz légers (GNL, bio-GNL, gaz naturel synthétique, gaz naturel renouvelable, hydrogène), celle des alcools (méthanol, éthanol et ammoniac) et enfin, les biocarburants. ABS a replacé chaque carburant de substitution dans son environnement. Ainsi, elle en a étudié la faisabilité technique et économique selon le type de navires et en fonction de leur profil d'exploitation suivant les routes commerciales et les cargaisons transportées. L’objectif étant d’aider les exploitants à déterminer la ou les technologies les plus adaptées à chaque navire et à son profil d'exploitation.

En procédant ainsi, la société indiquait toutefois que l'ammoniac serait plus adapté au transport maritime à courte distance. Pour les autres segments, « il exigerait une reconfiguration des navires, notamment parce que les bunkers devraient être agrandis pour stocker suffisamment d'énergie pour des voyages plus longs. Toutefois les méthaniers ou les transporteurs de GPL pourraient être de bons candidats car ils peuvent transporter ces carburants sous forme de cargaisons. »

Maersk mise sur le trio alcools, biométhane et ammoniac

Dangerosité 

Maersk, qui a déclaré publiquement à plusieurs occasions son engagement à faire entrer dans sa flotte d’ici 2030 des navires neutre en carbone, s’intéresse, au même titre que l’éthanol et le méthanol, à l’ammoniac. Mais le leader du transport maritime de conteneurs soulevait néanmoins sa possible dangerosité : « le moindre accident peut provoquer des dommages majeurs pour l’équipage et l’environnement ».

MISC, Samsung Heavy Industries, Lloyd's Register et MAN priorisent aussi l'ammoniac. Il se sont associés en janvier en vue d’explorer la voie de l'ammoniac. Aucune précision n’a été donnée sur les contours de cette nouvelle association, si ce n’est qu’elle ait fixé l’ammoniac comme la priorité de sa R&D. Les deux grands constructeurs navals sud-coréens, DSME et SSI (Samsung Heavy Industries), planchent également au sein de coalitions sur le développement d’un navire-citerne à ammoniac. Le carburant semble s’imposer comme un point de ralliement pour tendre vers la neutralité carbone. Surtout chez les Sud-Coréens...

Adeline Descamps