Les carburants synthétiques pourraient être la réponse au filet du transport maritime

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Les carburants synthétiques pourraient être la solution technologique dont le transport maritime a besoin, car ils promettent la possibilité d'atteindre les objectifs de zéro émission. Mais ils sont coûteux et perdent plus d'énergie que les combustibles fossiles. Cependant, alors que le monde essaie d'atteindre des objectifs nets zéro, les compagnies maritimes n'ont peut-être d'autre choix que de les utiliser davantage ; après tout, il y a très peu d'alternatives

Voici le dilemme : le transport maritime représente 90 % des marchandises transportées dans le monde, et c'est aussi le mode de transport international de marchandises le plus économe en énergie. Mais c'est aussi une source majeure d'émissions mondiales de gaz à effet de serre. Les alternatives plus vertes sont souvent considérées comme excessivement chères dans un marché hautement concurrentiel. Et le changement est souvent désespérément lent.

Aujourd'hui, le transport maritime international représente 681 millions de tonnes de CO2 chaque année. Alors que le secteur s'améliore en termes d'efficacité énergétique, les émissions devraient rester à environ 600 mégatonnes, car le commerce maritime devrait augmenter de 15 % d'ici 2030. Nous allons donc examiner l'analyse de rentabilisation du carburant synthétique pour la navigation comme une solution technologique pour réduire les émissions de carbone. Nous évaluerons où nous en sommes actuellement et les pressions que subissent les entreprises pour atteindre les objectifs nets zéro. Et nous examinerons quels carburants alternatifs pourraient être une technologie de pointe à mesure que la science s'améliore et s'adapte.

Il convient d'ajouter que nous travaillons avec la vision consensuelle de la demande prévue de transport maritime dans le contexte politique actuel.

Les émissions de dioxyde de carbone ont culminé en 2018 mais devraient rester supérieures à 600 mégatonnes de CO2 d'ici 2030

Le transport maritime est un secteur «difficile à réduire». C'est là que le coût est prohibitif, ou que la technologie n'est tout simplement pas encore là pour réduire de manière significative les émissions nocives. Par exemple, l'électrification complète du transport maritime n'est pas une stratégie réalisable, compte tenu des limites technologiques. Ainsi, toute voie de transition est progressive et longue. Et la nature internationale du transport maritime n'aide pas beaucoup. Vous pouvez affirmer que toute intervention politique devrait être alignée à l'échelle mondiale et mise en œuvre par l'autorité mondiale, l'Organisation maritime internationale (OMI).

Malheureusement, l'OMI n'est pas exactement une bête rapide. Il vise toujours une réduction de 50% des émissions de CO2 pour le transport maritime d'ici 2050 à partir d'une base de 2008 plutôt qu'à partir de 1990, comme le prévoit l'Accord de Paris. C'est loin à la fois de l'accord de 2015 et de l'objectif net zéro pour l'économie mondiale.

D'un autre côté, il est encourageant de voir que certains grands paquebots de conteneurs tels que Maersk, MSC et Hapag Lloyd s'engagent déjà à zéro émission nette d'ici 2050.

Compte tenu de ces limitations techniques et politiques, il existe trois stratégies principales pour réduire les émissions :

Nous soulignons absolument l'importance de la réduction de la demande dans les voies sectorielles vers une économie nette zéro, en particulier dans les secteurs difficiles à réduire comme le transport maritime et l'aviation. Mais nous réalisons également que ce n'est pas la voie la plus probable compte tenu de la vision consensuelle de la croissance du transport maritime, qui est liée au PIB mondial et à la croissance démographique.

En outre, les améliorations de l'efficacité dans la pratique ont tendance à stopper la croissance des émissions mais ne réduisent pas les émissions d'une manière qui place le secteur sur une trajectoire nette zéro.

Enfin, l'approvisionnement en carburants biosourcés est susceptible d'être limité compte tenu de la grande quantité de carburant pour le transport maritime qui doit être remplacée et du fait que les trajectoires nettes zéro pour d'autres secteurs dépendent également des biocarburants (tels que l'aviation, le transport routier et le secteur chimique ).

Nous pensons que les carburants synthétiques sont susceptibles d'être un ingrédient crucial de la voie de transition du transport maritime vers une économie nette zéro. Et nous allons vous expliquer pourquoi.

Aujourd'hui, en dehors des zones de contrôle des émissions,VLSFO(Fioul à très basse teneur en soufre) etHFO (Heavy Fuel Oil), en combinaison avec un épurateur installé, sont les principaux combustibles utilisés par les grands navires. Le HFO est le résidu du processus de distillation et de craquage du pétrole brut. Il contient des composés tels que le soufre et l'azote. L'utilisation de HFO a donc plusieurs impacts environnementaux. En plus d'être un gros émetteur de CO2, il émet également des composés polluants comme le soufre et le noir de carbone. Donc, vous avez le dilemme politique d'essayer de décider quelle pollution réduire.

Nous nous concentrons sur l'objectif de l'Accord de Paris de limiter le réchauffement climatique à 1,5 degrés Celsius. Étant donné que la limitation du réchauffement climatique consiste à réduire le niveau des émissions mondiales de carbone, l'industrie du transport maritime doit également se décarboner. Cela appelle la transition vers des carburants synthétiques qui n'émettent pas ou peu de CO2 du puits au sillage.

Outre le HFO, les navires utilisent d'autres carburants à base de pétrole. Ils comprennent le gasoil marin (MGO), fioul à très faible teneur en soufre (VLSFO) ou mazout à très faible teneur en soufre (ULSFO, qui sont obligatoires dans les zones de contrôle des émissions comme la mer du Nord et la mer Baltique). Gaz Naturel Liquide (GNL) est un carburant émergent, qui est un carburant alternatif et "plus propre" par rapport aux carburants à base de pétrole, mais qui reste un carburant fossile qui émet du CO2.

De nombreux nouveaux navires construits aujourd'hui sont conçus pour être très économes en énergie, et les réglementations de l'OMI jouent ici leur rôle. De nombreux navires passent également au GNL pour réduire les émissions. Mais ce n'est pas une solution permanente et est davantage considérée comme une étape intermédiaire vers la décarbonisation complète de l'industrie du transport maritime.

C'est là que les carburants synthétiques entrent en jeu.Combustibles synthétiques sont fabriqués dans une usine chimique par un processus chimique plutôt que d'être extraits de la terre et raffinés. Idéalement, ce processus de production n'impliquerait pas de combustibles fossiles (la voie verte).

Dans cet article, nous allons faire la lumière sur les coûts de production des carburants synthétiques (coût du puits au réservoir) et le cas d'utilisation des carburants synthétiques dans le transport maritime (coûts du réservoir au sillage). Compte tenu de l'état actuel de la technologie,méthanol, ammoniac et hydrogène sont considérés comme des carburants synthétiques pertinents pour le transport maritime. Le tableau à la fin de cet article décrit ces carburants.

N'oubliez pas que ces carburants ne sont pas que des concepts théoriques. Au cours des six derniers mois, il y a eu une série de commandes pour des navires capables de méthanol et prêts pour le méthanol dans le transport de conteneurs. Ce sont des navires bicarburants, capables de passer au méthanol vert après un futur retrofit. Maersk, par exemple, a 19 navires de ce type en commande.

Lorsque le carburant marin traditionnel à base de fossiles est brûlé dans le moteur d'un navire, les atomes de carbone (C) réagissent avec l'oxygène de l'air (O2), qui fournit de l'énergie et crée du CO2. Cette option est souvent considérée comme la technologie « noire » ou « sale » qui augmente les émissions de carbone et contribue au réchauffement climatique. A titre indicatif, les carburants à base de pétrole émettent 3,5 à 3,7 kilogrammes de CO2 par tonnage de poids mort par kilomètre. Un navire similaire au gaz naturel liquéfié permet d'économiser environ 30 % des émissions de carbone, mais émet toujours 2,7 kilogrammes de CO2 par kilomètre.

Les carburants synthétiques tels que l'hydrogène et l'ammoniac peuvent réduire considérablement les émissions de carbone dans le transport maritime, en particulier s'ils sont produits avec de l'électricité verte (vert) ou lorsque le captage et le stockage du carbone sont appliqués (bleu)

La magie des carburants synthétiques est que les émissions de carbone des navires peuvent être considérablement réduites ou même annulées dans le cas des navires propulsés à l'hydrogène ou des navires fonctionnant à l'ammoniac. Et c'est particulièrement vrai lorsque l'hydrogène nécessaire à la production d'ammoniac est produit avec des électrolyseurs qui fonctionnent entièrement à l'énergie renouvelable (l'hydrogène vert le plus foncé).

Le méthanol est fabriqué à partir de gaz de synthèse, qui est un mélange d'hydrogène et de monoxyde de carbone et qui contient donc encore des atomes de carbone (voir le tableau en annexe à la fin de cet article). Les navires qui roulent au méthanol émettent toujours du CO2. Nos calculs indiquent que les émissions sont réduites d'environ 20 % par rapport aux carburants à base de pétrole si le méthanol est entièrement vert (c'est-à-dire qu'il est produit avec de l'hydrogène vert et une énergie 100 % renouvelable). Lorsque le méthanol est produit avec de l'hydrogène bleu, le navire émet environ 13 % de CO2 en moins sur une base nette.

Les carburants synthétiques doivent être produits de manière durable

Notez également que le GNL émet moins que le méthanol vert et bleu, mais l'opinion standard est que le gaz naturel - et donc le GNL d'origine fossile - devrait être progressivement éliminé dans une économie nette zéro et est donc un "carburant de transition". Cela devrait également s'appliquer au méthanol car il émet plus d'émissions de carbone que le GNL d'origine fossile. À l'avenir, le GNL produit synthétiquement (également appelé E-LNG) pourrait faire partie du mélange de carburant dans le transport maritime, mais nous y reviendrons un autre jour.

Enfin, notez que l'ammoniac gris et le méthanol gris sont en réalité beaucoup plus polluants que les carburants marins d'origine fossile. La production de carburants synthétiques est soumise à des lois physiques qui impliquent des pertes d'énergie élevées. En conséquence, l'impact climatique des carburants synthétiques est pire que celui des carburants fossiles, à moins qu'ils ne soient produits de manière plus durable (c'est-à-dire avec de l'hydrogène bleu ou vert au lieu de gris). Il est juste de dire que le secteur du transport maritime peut en fait aggraver les choses s'il utilise des carburants synthétiques de manière non durable.

L'hydrogène pour les carburants synthétiques dans le transport maritime doit être bleu ou vert pour réduire ou éliminer les émissions de carbone

Ainsi, il est désormais clair que les carburants synthétiques peuvent radicalement "verdir" le secteur du transport maritime difficile à réduire et le mettre sur la voie d'émissions nettes nulles. La condition nécessaire est que l'hydrogène requis soit produit avec peu d'émissions de carbone, donc avec de l'hydrogène bleu ou vert.

Les questions évidentes sont alors, pourquoi cela ne s'est-il pas déjà produit ? Et pourquoi n'utilisons-nous pas déjà des carburants synthétiques dans les navires ?

La réponse est plutôt simple. La technologie en est encore à ses balbutiements et le processus de production est très énergivore par rapport au carburant conventionnel, même avec une technologie mature. Par conséquent, les coûts de production du carburant synthétique sont beaucoup plus élevés. Actuellement, les options vertes augmentent les coûts de carburant de 4 à 9 fois par rapport aux carburants fossiles, les options bleues augmentent les coûts de carburant de 2 à 5 fois.

Coût indicatif non subventionné des carburants d'expédition en euros par tonnage de poids mort par 1 000 km (euro/tpl/1 000 km)

Cet écart de prix est très important pour les «navires à double carburant» qui peuvent fonctionner avec des carburants synthétiques comme le méthanol ou l'ammoniac et des carburants fossiles avec des ajustements minimaux. Pour ces navires, il reste une option pour passer à la combustion de combustible de soute à base fossile si ce n'est pas pendant un voyage, puis au moins entre les voyages.

Il y a deux façons de voir cette grande différence de prix :

Une façon est de dire que les carburants synthétiques sont actuellement trop chers. Ce problème peut être en partie résolu par des subventions et l'innovation, car les coûts de production de l'hydrogène pourraient baisser. De nombreuses études prédisent une baisse importante des coûts de l'hydrogène vert. Mais ceux-ci n'apparaissent que si les coûts d'investissement des électrolyseurs diminuent fortement, que les prix de l'électricité diminuent et que les prix du carbone augmentent davantage. Ce n'est pas impensable, mais ce n'est pas encore chose faite. Il se peut également que les clients soient prêts à payer une prime pour l'expédition verte, mais il reste à voir dans quelle mesure les tarifs d'expédition de conteneurs seront touchés.

Il est presque impossible de prédire la compétitivité future des carburants synthétiques dans le transport maritime

On pourrait également dire que les carburants fossiles sont actuellement trop bon marché et que les carburants synthétiques ne sont pas dans un "combat loyal". Le paquet EU Fit for 55 commence à aborder ce point en étendant le système européen d'échange de quotas d'émission (ETS) au transport maritime. Cette tarification des émissions de carbone réduira le plafond entre les carburants fossiles et les carburants synthétiques, en particulier les verts et les bleus. Et le mécanisme d'ajustement carbone aux frontières de l'UE pourrait inciter d'autres régions du monde à taxer également le carbone dans le transport maritime, afin qu'elles puissent utiliser elles-mêmes les recettes fiscales au lieu de payer le coût du carbone à l'Europe, par exemple.

Mais le prix des énergies fossiles dépendra aussi fortement des stratégies de prix des pays producteurs de pétrole. Et nous ne savons pas comment ces pays réagiront pendant la transition énergétique. Vont-ils inonder le marché de pétrole en prévision d'une baisse de la demande de pétrole, rendant plus difficile la concurrence des carburants synthétiques avec les carburants fossiles (paradoxe vert) ? Ou seront-ils capables de maintenir des prix élevés en réduisant la production de manière coordonnée, ce qui est nécessaire pour combler l'écart de prix avec les carburants synthétiques ?

Compte tenu de ces grandes incertitudes, il est presque impossible de prédire la compétitivité future des carburants synthétiques dans le transport maritime. Et ces itinéraires qui existent ne devraient pas nécessairement être invoqués pour guider ce qui peut arriver dans de nombreuses années. Les compagnies maritimes suivront de près ces développements et devraient penser à des scénarios de prix plutôt qu'à des prévisions exactes.

Les carburants synthétiques présentent également un compromis pas si agréable entre les coûts du carburant et les revenus du fret. Alors que les carburants synthétiques pourraient avoir un impact climatique positif en termes de réduction des émissions de CO2, ils s'accompagnent de densités énergétiques plus faibles, en particulier sur une base volumétrique.

La physique volumétrique médiocre des carburants synthétiques signifie que les navires qui les utilisent doivent installer des réservoirs plus grands pour parcourir la même distance, mais cela implique moins d'espace pour le fret et des revenus plus faibles. Ou ils peuvent expédier la même quantité de cargaison avec une taille de réservoir similaire, mais ils doivent alors faire le plein plus souvent. Et comme le navire est amarré pendant le ravitaillement en carburant, il ne gagne pas d'argent en expédiant des marchandises dans le monde entier.

Nos calculs indiquent que les navires fonctionnant au méthanol devraient faire le plein 2 à 2,5 fois plus souvent que les navires fonctionnant au HFO, MGO ou VLSFO (14 fois dans l'année contre 6 à 7 fois). Notez, cependant, que le nombre est assez similaire aux navires qui fonctionnent au GNL.

La situation est encore pire pour les navires qui fonctionnent à l'ammoniac ou à l'hydrogène. En raison des caractéristiques chimiques, ils doivent faire le plein environ cinq fois plus souvent s'ils installent une taille de réservoir similaire par rapport aux navires qui fonctionnent avec des carburants à base de pétrole. Mais faire le plein environ 30 fois par an n'est pas une option réaliste, de sorte que la taille des réservoirs pour les navires propulsés à l'ammoniac et à l'hydrogène doit être plus grande, ce qui implique moins d'espace pour la cargaison si la taille du navire reste la même.

Nombre indicatif de ravitaillements annuels*

Il est important de ne pas se laisser emporter. Les carburants synthétiques feront clairement partie d'une voie nette zéro, en particulier pour les secteurs difficiles à réduire tels que le transport maritime et l'aviation, d'autant plus que les « solutions technologiques simples » telles que l'électrification et les solutions en bout de chaîne telles que la capture du carbone et Le stockage est peu prometteur. Mais nous ne pouvons pas y aller trop facilement, il y a aussi des inconvénients.

Le problème avec les carburants synthétiques est qu'ils doivent être fabriqués par rapport aux carburants fossiles que l'on peut trouver dans le sol. Et ce processus de production est trèsénergivore . Par exemple, environ 65 % à 50 % de l'énergie est perdue dans le processus de production de méthanol et d'ammoniac (efficacité de production). Et environ 45% à 60% de l'énergie est perdue en brûlant le carburant dans le moteur du navire (efficacité de propulsion). Pris ensemble, vous vous retrouvez avec des rendements globaux de 20 % au pire et de 25 % au mieux, ce qui signifie que jusqu'à 80 % de l'énergie est perdue lorsque des carburants synthétiques sont utilisés. En d'autres termes, les navires qui fonctionnent avec des carburants synthétiques n'utilisent que 20 à 25 % de l'énergie fournie. C'est une faible performance stupéfiante.

Les carburants synthétiques nécessitent beaucoup d'hydrogène vert et doncélectricité verte des éoliennes et des panneaux solaires. Aux Pays-Bas, par exemple, plus de 100 gigawatts (GW) d'énergie éolienne offshore sont nécessaires pour remplacer tous les carburants de soute à base de pétrole pour l'aviation et la navigation par des carburants synthétiques. Actuellement, seuls 3 GW sont installés, ce qui devrait atteindre 20 GW d'ici 2030 et 70 GW d'ici 2050. Bien qu'il s'agisse d'objectifs très ambitieux pour l'éolien offshore, ils restent en deçà de ce qui serait nécessaire pour le transport maritime et l'aviation. Et d'autres secteurs veulent aussi utiliser l'électricité verte, comme la sidérurgie, l'industrie du plastique, le transport routier et l'immobilier commercial et résidentiel. Ainsi, les faibles rendements énergétiques des carburants synthétiques ne sont justifiés que lorsque l'énergie verte est abondante dans une économie nette zéro, et nous n'en sommes certainement pas encore là.

Les carburants synthétiques nécessitent non seulement de l'hydrogène vert, mais certains (comme le méthanol) nécessitent égalementsources vertes de carbone . Actuellement, les combustibles fossiles sont une source de carbone abondante et bon marché, mais ils ne seront pas vraiment là dans une économie nette zéro. En conséquence, les sources de carbone vert seront rares dans une économie nette zéro et doivent provenir de la biomasse, des déchets (recyclage des plastiques et des aliments) et des réservoirs de carbone (réservoirs souterrains des activités de CSC ou de l'air en utilisant la capture directe de l'air). Toutes ces sources ne sont pas encore facilement disponibles et commercialisées. Ainsi, la production de grandes quantités de carburants synthétiques est susceptible de faire face à une concurrence féroce pour les sources de carbone vert avec d'autres secteurs au mieux, ou à une concurrence pour les pénuries de carbone au pire.

Compte tenu des inefficacités énergétiques et des pénuries probables de sources vertes de carbone, il serait peut-être préférable de produirebleu au lieu de vert méthanol. Pourquoi produire de l'hydrogène vert et le combiner avec une source de carbone verte, alors que le méthanol peut être produit directement à partir d'une source de carbone fossile abondante et ses émissions peuvent être réduites avec le CSC ? Notre graphique d'émissions montre que le méthanol vert et bleu ont à peu près les mêmes niveaux d'émission, et les deux émettent moins que les combustibles fossiles qui sont actuellement utilisés, à l'exception du GNL. Ainsi, alors que des armateurs comme Maersk ou leurs grands clients comme Ikea, Amazon et Unilever pourraient avoir une préférence pour les solutions vertes pour se positionner comme des entreprises durables, un peu de réflexion sur les systèmes énergétiques pourrait conduire à d'autres choix (par exemple, des options bleues qui restent d'origine fossile).

Ainsi, bien que les carburants synthétiques puissent être produits de manière écologique, ils ne voleront pas simplement parce qu'ils sont écologiques. Les carburants synthétiques doivent battre la technologie fossile en place, mais ce ne sera pas un slam dunk, étant donné la physique et l'économie médiocres des carburants synthétiques. Par conséquent, nous avons du mal à imaginer un avenir dans lequel les carburants synthétiques remplaceraient entièrement les carburants fossiles dans le transport maritime.

Cela ne signifie pas non plus que leur rôle futur sera marginal. Après tout, il existe très peu d'autres options zéro carbone pour le transport maritime disponibles autres que les biocarburants, dont l'offre sera limitée. Le transport sans carbone signifie simplement des carburants sans carbone ! C'est pourquoi les carburants synthétiques feront partie de la voie du secteur vers une économie nette zéro, mais dans quelle mesure est encore difficile à anticiper.

Enfin, l'évolution des politiques devrait également favoriser les carburants synthétiques. L'Union européenne vise à réduire l'intensité des gaz à effet de serre de 80 % en 2050 par rapport aux niveaux de 2020, en commençant par 2 % en 2025. Et l'OMI fait face à une pression croissante pour relever son ambition de réduction des émissions de carbone. Cela signifiera également que la navigation sera obligée de commencer à utiliser des carburants à faible émission de carbone.

Pour conclure, les carburants synthétiques ont des coûts plus élevés. Les coûts directs des prix plus élevés du carburant et les coûts indirects des ravitaillements plus fréquents ou moins de marchandises pouvant être expédiées. Par conséquent, les tarifs d'expédition doivent être plus élevés pour les navires qui fonctionnent avec des carburants synthétiques. Deuxièmement, les combustibles fossiles nuisent au climat, mais ils sont souvent supérieurs en termes de caractéristiques chimiques. À cet égard, ils sont difficiles à battre.

Il est encore trop tôt pour dire quand le transport maritime deviendra durable de manière vérifiable. Même aujourd'hui, les voies vers zéro émission ne sont pas claires. Et ils sont chers. Mais au moins, nous pouvons voir une voie potentielle vers une industrie maritime plus propre, même si nous ne pouvons pas dire quand nous y arriverons ni lequel des carburants synthétiques disponibles deviendra finalement dominant. Le transport maritime devra s'appuyer sur une approche à plusieurs volets, en commençant par l'efficacité énergétique et en incluant les biocarburants et le gaz national liquéfié, s'il veut faire de bons progrès.

Les carburants dans le transport maritime et leurs principales caractéristiques du point de vue d'un économiste

Fioul lourd (HFO)

Le HFO est le résidu du processus de distillation et de craquage du pétrole brut. Il doit être chauffé à 40 °C pendant le stockage pour éviter qu'il ne devienne une « substance solide » qui ne peut pas être brûlée dans les moteurs des navires. Le mazout lourd a une teneur en soufre relativement élevée par rapport aux autres types de combustible, et le soufre est émis avec les gaz d'échappement du navire sous forme de dioxyde de soufre (SO2), qui est nocif pour les organismes vivants et peut contribuer aux pluies acides. Par conséquent, des systèmes d'épuration des gaz d'échappement (communément appelés «épurateurs») sont ajoutés au navire pour réduire les émissions de soufre.

Le prix du pétrole et les pertes d'énergie dans le processus de production sont les principaux paramètres économiques de l'analyse de rentabilisation. Le transport maritime n'est pas soumis à un prix du carbone.

Gazole marin (MGO)

Le MGO est également un résidu du processus de distillation et de craquage du pétrole brut, mais contrairement au HFO, il n'a pas besoin d'être chauffé pendant le stockage.

Le prix du pétrole et les pertes d'énergie dans le processus de production sont les principaux paramètres économiques de l'analyse de rentabilisation. Le transport maritime n'est pas encore soumis à un prix du carbone.

Fioul à très faible teneur en soufre (VLSFO)

Également appelé « carburant conforme à 0,5 % de soufre », il s'agit d'un carburant qui provoque moins d'émissions de soufre que le HFO et le MGO.

HFO, MGO et VLSFO ont à peu près la même densité spécifique et énergétique d'environ 40-42 MJ/kg et 900-1 000 kg/m3. Cela rend ces combustibles fossiles supérieurs d'un point de vue chimique : beaucoup d'énergie peut être dérivée d'une petite quantité de combustible. Hormis les émissions de carbone, ils sont difficiles à battre.

Le prix du pétrole et les pertes d'énergie dans le processus de production sont les principaux paramètres économiques de l'analyse de rentabilisation. Le transport maritime n'est pas encore soumis à un prix du carbone.

Gaz Naturel Liquéfié (GNL)

Le GNL est un liquide incolore et non toxique qui se forme lorsque le gaz naturel est refroidi à -162 ºC (-260 ºF). Le processus de refroidissement réduit le volume de gaz de 600 fois, ce qui permet de stocker et d'expédier en toute sécurité. À l'état liquide, le GNL ne s'enflamme pas. Lorsque le GNL atteint sa destination, il est retransformé en gaz dans les usines de regazéification. Le GNL apparaît désormais comme un carburant de transport plus compétitif et plus propre, en particulier pour le transport maritime et le transport routier lourd.

Le GNL a une densité spécifique plus élevée que le HFO, le MGO et le VLSFO (50 MJ/kg), mais sa densité d'énergie est inférieure de 50 % (environ 450 kg/m3), ce qui signifie que le GNL a besoin de réservoirs plus grands pour obtenir le même niveau d'énergie par rapport à aux carburants à base de pétrole.

Le prix du gaz naturel, les coûts de liquéfaction, de transport et de gazéification sont les principaux moteurs de l'analyse de rentabilisation. Le transport maritime n'est pas encore soumis à un prix du carbone.

Hydrogène

L'hydrogène est l'un des atomes les plus petits, les plus simples et les plus abondants au monde. On estime qu'il contribue à 75% de la masse de l'univers. Sur Terre, un grand nombre d'atomes d'hydrogène sont contenus dans l'eau, les plantes, les animaux et les humains. Mais bien qu'il soit présent dans presque toutes les molécules des êtres vivants, il est très rare en tant que gaz autonome. Cela signifie que l'hydrogène doit être produit par des procédés chimiques. Il existe trois processus de production principaux, tous désignés par une couleur :

L'hydrogène a une densité spécifique élevée de 120 MJ/kg mais une densité énergétique extrêmement faible de seulement 40 kg/m3, ce qui signifie que vous avez besoin de grands réservoirs pour stocker le gaz. La densité d'énergie peut être améliorée à 71 kg/m3 par la liquéfaction de l'hydrogène. Comme cela se produit à -252 ° C, cela nécessite beaucoup d'énergie, et la densité énergétique reste faible par rapport aux combustibles marins à base de fossiles.

Le prix du gaz naturel (gris), le prix du carbone (gris et bleu) ou le prix de l'électricité (vert) et les pertes d'énergie sont les principaux inducteurs de coûts.

Ammoniac

L'ammoniac (NH3) est produit en combinant de l'azote avec de l'hydrogène et n'implique donc pas de combustibles fossiles. Le processus s'appelle le processus Haber-Bosch et fonctionne à haute température et pression et nécessite donc beaucoup d'énergie. Par rapport aux autres combustibles fossiles, la densité énergétique est relativement faible. L'ammoniac gris, bleu et vert fait référence à l'utilisation d'hydrogène gris, bleu et vert pour produire de l'ammoniac. La densité énergétique de l'ammoniac est bien meilleure que celle de l'hydrogène (840 contre 40 kg/m3), et par conséquent l'ammoniac est souvent considéré comme un vecteur pour transporter l'hydrogène. Cependant, l'ammoniac est un liquide hautement toxique, donc le transport n'est pas sans risques. La pollution de l'environnement peut être dévastatrice lorsque les choses tournent mal.

Le prix du gaz naturel (gris), le prix du carbone (gris et bleu) ou le prix de l'électricité (vert) et les pertes d'énergie sont les principaux inducteurs de coûts.

Méthanol

Le méthanol est un alcool largement utilisé qui est une matière première pour de nombreux produits chimiques de base différents, tels que les plastiques, mais il peut également être utilisé comme carburant pour le transport. Le méthanol est fabriqué à partir de gaz de synthèse, ou gaz de synthèse, qui est un mélange d'hydrogène et de monoxyde de carbone. Puisqu'il y a plus d'hydrogène présent dans le gaz de synthèse qu'il n'en est consommé pour la production de méthanol, une réaction supplémentaire a lieu où du CO2 est ajouté au système pour réagir avec l'hydrogène restant. Ce CO2 pénètre à nouveau dans l'atmosphère lorsque le méthanol est brûlé dans un moteur de navire.

L'impact sur l'environnement dépend de la source du CO2. Si le CO2 est utilisé à partir des activités de CSC, le processus est « neutre en carbone » ; le secteur du transport maritime émet le carbone qui est capturé dans d'autres segments de l'économie (comme la fabrication). Si le CO2 est extrait directement de l'air par captage direct de l'air ou DAC, le processus est « zéro net » car le secteur du transport maritime émet le carbone qui a été extrait de l'air en premier.

Selon la source d'hydrogène dans le gaz de synthèse, le méthanol peut également être étiqueté comme méthanol gris, bleu ou vert.

Le prix du gaz naturel (gris), le prix du carbone (bleu) ou le prix de l'électricité (vert) et les pertes d'énergie sont les principaux inducteurs de coûts.

Le méthanol peut ensuite être transformé enéther diméthylique (DME) qui peut également être utilisé comme carburant alternatif dans les moteurs diesel en raison de son indice de cétane élevé. Mais comme cela nécessite d'ajouter des étapes de production, les économies ont tendance à être pires que l'utilisation de méthanol.

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Économiste principal du secteur

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Par Gerben Hieminga et Rico Luman