HEKINAN, Japon (Reuters) – Le Japon redouble d’efforts pour prolonger la durée de vie de ses centrales électriques au charbon dans le cadre d’un projet ambitieux visant à ajouter de l’ammoniac à faible teneur en carbone à son mélange de combustibles, dans le but de stabiliser l’approvisionnement énergétique et de réduire les émissions de dioxyde de carbone (CO2) d’un seul coup.
PHOTO DE FICHIER : Vue générale de la centrale thermique Hekinan de JERA à Hekinan, dans le centre du Japon, le 18 octobre 2021. REUTERS/Yuka ObayashiLa volonté du cinquième plus grand émetteur de CO2 au monde d’utiliser l’ammoniac comme combustible reflète son objectif de devenir neutre en carbone en 2050 et vient alléger la pression de la Grande-Bretagne et d’autres pays pour éliminer progressivement le charbon sale lors de la conférence mondiale sur le climat COP26 www.reuters.com/business/cop, qui débute dimanche à Glasgow.
Tokyo s’est engagé à atteindre le statut de zéro émission nette d’ici 2050, mais la dépendance au charbon et au gaz comme combustibles pour l’électricité a augmenté depuis que le Japon a subi la catastrophe de Fukushima en 2011, qui a effectivement laissé son industrie nucléaire en crise.
L’utilisation de l’ammoniac – principalement utilisé comme matière première pour les engrais et les produits chimiques – est confrontée à des défis techniques et financiers importants, et n’apaisera probablement pas les militants qui demandent que la COP26 s’engage à reléguer l’utilisation du charbon dans l’histoire.
Mais le Japon a bon espoir d’être le pionnier d’une nouvelle méthode de réduction des émissions de CO2 dans les centrales électriques au charbon, qui pourrait être adoptée par d’autres pays.
Au début du mois d’octobre, le plus grand producteur d’électricité du pays, JERA, a commencé à utiliser une petite quantité d’ammoniac lors d’une démonstration dans sa centrale Hekinan de 4,1 gigawatts (GW) à Aichi, dans le centre du Japon, où se trouve Toyota Motor Corp. Vieille de 30 ans, Hekinan est la plus grande centrale électrique au charbon du pays.
L’ammoniac est principalement fabriqué à partir d’hydrogène produit à partir de gaz naturel et d’azote de l’air. Il n’émet pas de CO2 lorsqu’il est brûlé, mais sa production dégage des émissions s’il est fabriqué avec un combustible fossile.
Le projet d’Hekinan vise à atteindre une utilisation de 20 % d’ammoniac dans une unité de 1 GW pendant environ deux mois, en utilisant 30 000 à 40 000 tonnes d’ammoniac, d’ici mars 2025. En cas de succès, il s’agira du premier essai au monde dans une grande centrale commerciale, et le Japon espère utiliser l’ammoniac pour remplacer progressivement le charbon et développer une centrale électrique entièrement alimentée à l’ammoniac d’ici 2050.
« Pour le Japon, l’ammoniac combustible est un moyen d’exploiter pleinement les centrales au charbon en les transformant en centrales à émissions nulles d’ici 2050 », a déclaré Takeo Kikkawa, vice-président de l’Université internationale du Japon.
L’avantage de l’ammoniac est que les compagnies d’électricité peuvent utiliser les centrales existantes sans modifications majeures et que les technologies de production, de transport et de stockage sont déjà établies. Lors de la démonstration de Hekinan, à l’exception du remplacement de 48 brûleurs et de l’installation d’un réservoir et de canalisations, l’équipement restera inchangé.
En outre, les entreprises de services publics sont habituées à manipuler cette substance toxique à l’odeur âcre qui peut endommager le système respiratoire si elle est inhalée, car elles l’utilisent comme catalyseur dans les systèmes de dénitration.
Le Japon vise à faire passer sa demande d’ammoniac combustible de zéro à 3 millions de tonnes par an d’ici 2030. Les objectifs de la JERA sont ambitieux : elle vise à utiliser 20 % d’ammoniac comme combustible dans toutes ses centrales électriques au charbon d’ici 2035 et à développer une technologie permettant d’utiliser 100 % d’ammoniac dans les années 2040.
« Mais il est important que cette initiative ne retarde pas d’autres mesures de décarbonisation, comme l’élimination progressive des centrales au charbon inefficaces », a déclaré Yukari Takamura, professeur à l’université de Tokyo.
« Le Japon doit également expliquer clairement au monde que cette technologie sera utilisée pendant la transition énergétique, ou comme une technologie pour le dernier kilomètre qui ne peut être remplacé par les énergies renouvelables. »
De nombreux défis
Alors que le succès de l’adaptation des centrales électriques à l’utilisation de l’ammoniac serait une avancée, même si elle ne suffit pas à satisfaire les militants anti-charbon, des défis importants restent à relever – coûts, approvisionnement adéquat en ammoniac et technologie pour contrôler les émissions d’oxyde d’azote (NOx).
En février, le ministère de l’Industrie a déclaré que les coûts de production d’électricité avec 20 % d’ammoniac dans le mélange étaient de 12,9 yens par kilowattheure (kWh), soit 24 % de plus que le coût avec 100 % de charbon.
À Hekinan, le directeur de la centrale, Katsuya Tanigawa, a déclaré : « Si l’ammoniac devient un combustible courant, le prix va baisser en raison de la concurrence entre les fournisseurs. »
Des questions subsistent également quant à l’approvisionnement.
L’utilisation de 20 % d’ammoniac dans une centrale électrique de 1 GW pendant toute une année nécessite 500 000 tonnes de combustible. Si toutes les centrales au charbon des principaux services publics japonais utilisaient ce combustible, il faudrait 20 millions de tonnes d’ammoniac, soit 10 % de la production mondiale, selon le ministère de l’industrie.
Afin d’élargir la chaîne d’approvisionnement, les entreprises japonaises collaborent déjà avec des sociétés d’Arabie saoudite, d’Australie, de Norvège et d’Asie, tout en encourageant l’utilisation de l’ammoniac dans d’autres secteurs et d’autres pays.
Une autre question clé est le contrôle des émissions de NOx qui pourraient elles-mêmes contribuer au réchauffement de la planète.
« L’ajustement de la méthode de combustion est un moyen, car une combustion lente peut réduire les NOx », a déclaré M. Tanigawa.
« Ce projet sera une pierre de touche pour l’énergie thermique à émission zéro… nous voulons le mener à bien malgré de nombreux défis. »