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Au Japon, la piste de l’ammoniac pour la transition énergétique

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Importer de l’ammoniac à l’état liquide pour générer de l’énergie sans émettre de CO2: c’est l’ambitieux pari à long terme d’un vaste consortium industriel au Japon, qui repose toutefois sur de nombreux facteurs encore incertains.

Bien que très corrosif et donc dangereux, ce gaz composé d’hydrogène et d’azote présente des attraits, notamment sa propriété de combustible ne dégageant pas d’émissions de CO2, contrairement aux énergies fossiles.

L’ammoniac est aussi déjà massivement produit et exporté dans le monde, servant principalement au secteur des engrais.

Par ailleurs, il se maintient à l’état liquide à une température de -33 °C environ, bien moins que l’hydrogène liquide (-253 °C), d’où un transport plus facile et moins onéreux.

L’ammoniac peut être transformé en hydrogène, mais il est aussi envisageable de l’utiliser directement pour alimenter des centrales électriques thermiques et des fours industriels.

Toutes ces qualités font de l’ammoniac «l’option la moins chère et la plus viable» pour l’énergie du futur au Japon, affirme à l’AFP Shigeru Muraki, vice-président exécutif du Green Ammonia Consortium (GAC), un groupement de plus de 70 sociétés créé en 2019 et réunissant le gratin industriel nippon du secteur de l’énergie.

Gris, bleu, puis vert?

Le Japon importe près de 90% de ses ressources énergétiques, étant pauvre en combustibles fossiles et limitant son recours au nucléaire depuis l’accident de Fukushima.

Le potentiel local en énergies renouvelables apparaît par ailleurs restreint, au vu des faibles surfaces disponibles et du risque élevé de catastrophes naturelles.

D’où le vif intérêt du Japon pour l’hydrogène depuis des années, et plus récemment pour l’ammoniac.

Le nouvel objectif du gouvernement de parvenir à la neutralité carbone d’ici 2050 devrait en outre donner un coup de fouet à ces énergies alternatives.

Le GAC prévoit d’abord d’employer l’ammoniac pour coalimenter les centrales à charbon du pays, puis à partir des années 2030, ses centrales à gaz.

L’ammoniac pourrait ainsi couvrir en 2030 «1,5% des besoins en électricité» du Japon, puis «jusqu’à 10% à l’horizon 2040», en injectant à hauteur de 13 millions de tonnes par an dans des centrales à gaz à cycle combiné, avance M. Muraki.

Mais il y a plusieurs embûches. Le développement de nouvelles centrales à gaz, spécialement adaptées à l’ammoniac, sera notamment nécessaire pour être en mesure de contrôler ses rejets polluants d’oxydes d’azote (NOx).

Et produire de l’ammoniac émet du CO2, à raison de 2,4 tonnes en moyenne pour une tonne d’ammoniac, selon l’Agence internationale de l’énergie (AIE). Ce gaz est responsable d’environ 1% des rejets mondiaux de CO2 liés aux activités humaines.

Les fabricants de ce gaz devront ainsi profondément adapter leurs méthodes de production, notamment en se dotant de systèmes de captage, de stockage et de valorisation du carbone (CCUS, en anglais).

Ces techniques permettraient de produire de l’ammoniac dit «bleu», en comparaison à l’ammoniac «gris» actuel, obtenu à partir de ressources fossiles et donc polluantes.

«Mais dans un premier temps, nous utiliserons de l’ammoniac gris parce que l’ammoniac bleu ne sera pas disponible dans les prochaines années» en quantité suffisante, et l’ammoniac vert (produit à partir d’énergies renouvelables, NDLR) encore moins, explique M. Muraki. «Cela prendra du temps.»

Test avec l’Arabie saoudite

M. Muraki est cependant convaincu que les producteurs d’ammoniac s’adapteront à terme: «Le marché de l’énergie est très large par rapport à celui des fertilisants», et l’ammoniac suscite aussi beaucoup d’intérêt comme potentiel carburant maritime, «un autre marché mondial», souligne-t-il.

Fin septembre, le géant saoudien des hydrocarbures Aramco, ainsi que IEEJ, un institut économique nippon dédié aux problématiques énergétiques, ont annoncé l’arrivée au Japon d’un premier chargement de 40 tonnes d’ammoniac bleu pour alimenter, à titre expérimental, une centrale à charbon et deux petites turbines à gaz.

Les organisations environnementales sont toutefois loin de partager l’engouement des industriels nippons pour l’ammoniac.

Le captage, le stockage et la valorisation du CO2 «ne vont pas se matérialiser à grande échelle avant 2030, et il y a aussi beaucoup d’incertitudes sur les coûts et les risques associés à ces technologies», commente auprès de l’AFP Kimiko Hirata, l’une des responsables de l’ONG japonaise Kiko Network.

Pour certains groupes énergétiques nippons, promouvoir l’ammoniac «pourrait aussi être un moyen de justifier» le maintien des centrales à charbon et de «retarder» ainsi la transition énergétique au Japon, redoute-t-elle.