L'ammoniac vert, vecteur d'hydrogène pour un monde neutre en carbone
Plus de 70 % de l'ammoniac est actuellement utilisé dans la production d'engrais, le reste servant de réfrigérant et de matière première chimique. L'ammoniac vert, fabriqué à partir d'hydrogène et d'azote renouvelables, gagne en importance en tant que vecteur énergétique sans carbone. Liquéfié à -33 °C, il permet un transport sûr et efficace de l'hydrogène sur de longues distances. A destination, l'ammoniac peut être réinjecté dans l'hydrogène, ce qui permet un accès flexible à une énergie propre. Il sera également utilisé directement comme carburant naval, alimentant les navires sans émissions de CO₂ – une étape clé vers la décarbonisation des transports et de l'industrie à l'échelle mondiale.
Principales voies de production d'ammoniac vert
Chez WIKA, nous donnons à nos clients les moyens d'optimiser la transformation grâce à une gamme complète de solutions d'instrumentation intelligentes adaptées à chaque étape de la chaîne de valeur de l'ammoniac vert. Nos instruments vous aident à mener à bien des opérations fiables, efficaces et sûres, de la production d'hydrogène à la synthèse, au stockage et au craquage de l'ammoniac, afin que vous puissiez atteindre vos objectifs de développement durable en toute confiance.
L'unité d'électrolyse de l'eau est le point de départ du processus de production d'ammoniac vert. Alimenté par une énergie renouvelable provenant de sources éoliennes ou solaires, cet appareil sépare l'eau purifiée (H₂O) en hydrogène (H₂) et en oxygène (O₂) par électrolyse.
L'hydrogène vert produit est une matière première essentielle pour la synthèse de l'ammoniac lorsqu'il est combiné à l'azote provenant de l'unité de séparation de l'air. Des technologies telles que les piles à combustible PEM, alcalines et à électrolyse à oxyde solide (SOEC) sont utilisées en fonction des besoins en matière d'efficacité, de déploiement et d'intégration. Cette unité permet un approvisionnement en hydrogène sans carbone, garantissant ainsi l'aspect durable de l'ensemble de la chaîne de valeur « power-to-X ».
Grâce aux solutions de mesure de précision de WIKA, vous pouvez garantir des performances, une sécurité et une conformité optimales dans vos opérations d'électrolyse de l'eau, maximisant ainsi la valeur de votre investissement dans l'hydrogène vert.
Dans le processus de production d'ammoniac vert, l'unité de séparation de l'air (ASU) joue un rôle essentiel en extrayant l'azote (N₂) de l'air ambiant. Cet azote est un réactif clé dans la synthèse de l'ammoniac (NH₃) lorsqu'il est combiné à l'hydrogène vert produit par électrolyse de l'eau.
L'ASU utilise généralement la distillation cryogénique pour séparer l'air en ses composants principaux, tels que l'azote, l'oxygène et l'argon, fournissant ainsi de l'azote de haute pureté, essentiel à une synthèse efficace et durable de l'ammoniac. Intégrée dans la chaîne de valeur plus large du « power-to-X », l'ASU soutient la décarbonisation en permettant une production d'ammoniac sans recours aux énergies fossiles.
En intégrant les instruments de haute précision de WIKA, vous obtenez une extraction d'azote fiable et une stabilité des process, ce qui favorise une synthèse efficace et durable de l'ammoniac tout en minimisant les risques opérationnels.
L'unité de synthèse de l'ammoniac est au cœur du processus de production d'ammoniac vert. Il combine l'hydrogène vert produit par électrolyse de l'eau et l'azote extrait de l'air ambiant par l'unité de séparation de l'air sous haute pression et à haute température à l'aide du procédé Haber-Bosch. Cette réaction catalytique forme de l'ammoniac (NH₃), qui peut ensuite être stocké, transporté ou utilisé directement comme vecteur énergétique sans carbone.
L'unité est optimisée pour l'efficacité et la durabilité, permettant une production d'ammoniac sans énergie fossile dans le cadre du concept « power-to-X ». Les capteurs et transmetteurs de WIKA vous permettent de surveiller les paramètres critiques en temps réel, garantissant ainsi une conversion efficace, la sécurité des process et une qualité constante des produits, ce qui vous aide à atteindre vos objectifs de production et de durabilité.
L'unité de refroidissement et de séparation est la dernière étape du processus de production d'ammoniac vert. Après la synthèse, l'ammoniac gazeux est refroidi à environ -33 °C à l'aide d'une série d'échangeurs thermiques et de refroidisseurs d'ammoniac.
Ce processus de refroidissement condense l'ammoniac à l'état liquide, ce qui permet un stockage et un transport efficaces. Simultanément, les gaz n'ayant pas réagi sont séparés et recyclés dans la boucle de synthèse. Les instruments de précision, tels que les indicateurs de niveau, les transmetteurs de process, les transmetteurs de température et les instruments de mesure du débit, garantissent un fonctionnement stable, une efficacité énergétique et une manipulation sûre des conditions de fonctionnement cryogéniques.
Les instruments WIKA assurent une surveillance et un contrôle en temps réel pendant la liquéfaction et la séparation, vous aidant ainsi à maintenir l'efficacité énergétique, à prévenir les pertes et à garantir une manipulation sûre de l'ammoniac cryogénique.
L'unité de stockage d'ammoniac est un élément essentiel de la chaîne de valeur de l'ammoniac vert. Elle est conçue pour contenir en toute sécurité l'ammoniac liquéfié à des températures cryogéniques avoisinant les -33 °C. Ces réservoirs de stockage sont généralement à double paroi pour assurer l'isolation thermique et la sécurité, garantissant ainsi un confinement stable du NH₃ avant son transport ou son utilisation en aval.
Des instruments de mesure de niveau et de pression tels que des capteurs radar, des transmetteurs hydrostatiques et des thermocouples multipoints, permettent une surveillance et un contrôle précis. Cette unité sert de tampon entre la production et la distribution, soutenant à la fois la consommation locale et l'exportation mondiale d'ammoniac vert en tant que vecteur énergétique sans carbone.
En choisissant les instruments avancés de WIKA, vous garantissez un stockage sûr, efficace et conforme de l'ammoniac, protégeant ainsi vos actifs et assurant un approvisionnement fiable à vos clients.
L'unité de craquage de l'ammoniac permet la transformation inverse de l'ammoniac vert en hydrogène, ce qui en fait un élément clé pour la distribution et l'utilisation de l'hydrogène. Grâce à un processus catalytique à haute température, l'ammoniac (NH₃) est décomposé thermiquement en azote (N₂) et en hydrogène (H₂), qui peuvent ensuite être utilisés comme combustible propre pour la production d'électricité, les process industriels ou les applications de mobilité.
Des technologies telles que H₂Retake™ de Haldor Topsoe et le craqueur entièrement électrique de Syzygy Plasmonics améliorent l'efficacité et l'évolutivité de ce processus. L'unité est généralement équipée de reformeurs à combustion ou de réchauffeurs électriques, et les solutions d'instrumentation sont essentielles pour surveiller les profils de température, les performances des catalyseurs et la composition des gaz. Cette étape boucle la boucle dans la chaîne de valeur de l'ammoniac vert, permettant un approvisionnement énergétique flexible et sans carbone.
