L’ammoniac comme carburant et vecteur d’hydrogène : une nouvelle base mondiale du MIT révèle le coût des chaînes d’approvisionnement bas carbone
L’ammoniac (NH3) a été pendant des décennies synonyme d’engrais et d’industrie chimique, et n’était évoqué qu’occasionnellement comme carburant « exotique ». Aujourd’hui, l’image change. Alors que les États et les entreprises cherchent des moyens de réduire les émissions dans les secteurs difficiles à électrifier, l’ammoniac revient sur le devant de la scène comme vecteur potentiel d’hydrogène et source d’énergie pour l’industrie, le transport maritime et la production d’électricité. Son avantage est d’être « vide » en carbone — la molécule ne contient pas de carbone — et il existe déjà une infrastructure mondiale pour la production, le stockage et le transport. La question clé est toutefois la suivante : quel est l’impact climatique réel de l’ammoniac lorsqu’on prend en compte l’ensemble de la chaîne d’approvisionnement, et quel est le coût du passage de la production fossile actuelle à des technologies bas carbone ?
Une nouvelle étude de l’équipe du MIT Energy Initiative (MITEI), publiée dans
Energy & Environmental Science, tente désormais d’y répondre. Les auteurs ont construit la plus grande base de données harmonisée à ce jour, comparant simultanément le coût et les émissions de gaz à effet de serre des chaînes mondiales d’approvisionnement en ammoniac dans 63 pays, en incluant plusieurs technologies de production et la logistique du commerce international. Dans le contexte des débats sur l’ammoniac « bleu » et « vert », l’article apporte ce qui manquait souvent au marché : des chiffres comparables reliant la technologie, les vecteurs énergétiques, les conditions financières et la distance de transport.
Pourquoi l’ammoniac est envisagé comme vecteur énergétique
Sur le plan énergétique, l’ammoniac est intéressant pour deux raisons. D’abord, il peut servir de vecteur d’hydrogène : l’hydrogène peut être « emballé » dans l’ammoniac, transporté par bateau jusqu’à destination, puis « libéré » au besoin via le procédé de craquage/décomposition de l’ammoniac. Ensuite, l’ammoniac peut être utilisé directement comme carburant, par exemple dans des brûleurs modifiés ou en mélange avec d’autres carburants, sans émissions de CO2 lors de la combustion. Dans un monde qui veut réduire les émissions, cela paraît attractif. Sa densité énergétique, les chaînes logistiques existantes et l’expérience industrielle en font un candidat plus sérieux qu’il y a une dizaine d’années.
Le problème est que la production industrielle actuelle d’ammoniac repose largement sur les combustibles fossiles. L’article dans
Energy & Environmental Science indique que la production d’ammoniac en 2020 était associée à environ 450 millions de tonnes de CO2, soit environ 1,8% des émissions mondiales de gaz à effet de serre. De tels chiffres placent l’ammoniac parmi les plus grandes sources industrielles d’émissions dans le secteur chimique. Autrement dit, l’ammoniac ne peut faire partie de la solution que si sa production change — et si l’on ne néglige pas les émissions et les coûts de la logistique, du stockage et du traitement des importations.
Ce que l’équipe du MIT a réellement fait
Les chercheurs Woojae Shin, Haoxiang Lai, Gasim Ibrahim et Guiyan Zang ont développé une plateforme analytique harmonisée combinant l’analyse techno-économique (TEA) et l’évaluation des émissions sur le cycle de vie (LCA) pour le commerce mondial de l’ammoniac. Concrètement, ils ont intégré dans un même cadre les prix nationaux de l’énergie et des carburants, les conditions financières d’investissement, les paramètres technologiques des installations, ainsi que des variables logistiques telles que les distances des routes maritimes, les coûts de stockage et les procédés nécessaires dans les terminaux d’importation. Ils ont ainsi cherché à « boucler la boucle » entre la production et l’utilisation réelle de l’ammoniac dans le commerce international.
La partie « harmonisation » est particulièrement importante. La littérature comportait jusqu’ici de nombreuses études partielles : certaines ne couvraient qu’une région, d’autres une technologie, d’autres ne comptabilisaient que le coût ou que les émissions, et les frontières du système variaient souvent. Une telle mosaïque complique les comparaisons mondiales sérieuses et ouvre la porte au choix sélectif des résultats. Le travail du MIT vise à combler ce fossé : il applique les mêmes règles à plusieurs technologies et à plusieurs pays, ce qui permet de mettre les résultats « côte à côte » sans astuces méthodologiques. Les auteurs soulignent en particulier que les longs trajets maritimes peuvent réduire l’avantage économique et climatique, ce qui met en évidence l’importance d’optimiser les corridors commerciaux.
Quelles technologies entrent dans le calcul
L’étude se concentre sur six voies de production qui dominent aujourd’hui le débat sur l’avenir de l’ammoniac :
- Ammoniac gris à partir de gaz naturel via le reformage du méthane à la vapeur (SMR) sans captage du CO2.
- Ammoniac bleu via SMR avec captage et stockage du carbone (SMR-CCS).
- Ammoniac bleu via reformage autotermique (ATR) avec combustion à l’air et captage du CO2 (ATR-CCS-AC).
- Ammoniac bleu via ATR avec combustion à l’oxygène et captage du CO2 (ATR-CCS-OC).
- Ammoniac vert via électrolyse de l’eau à basse température (LTE) avec une électricité à faibles émissions.
- Ammoniac vert via électrolyse à haute température (HTE), théoriquement plus efficace, mais dépendante de la disponibilité technologique et des sources d’énergie.
Même si le débat public se résume souvent au « bleu » et au « vert », l’article montre que les différences au sein de ces catégories sont loin d’être négligeables. C’est pourquoi la base met l’accent sur la comparaison du coût et des émissions pour chaque voie, en tenant compte des conditions réelles de chaque pays : prix du gaz naturel, prix de l’électricité, structure de production électrique du réseau, et coût du capital. Cela évite la simplification consistant à comparer des technologies dans des conditions idéales qui n’existent pas partout.
Constat majeur : quel compromis entre coût et émissions
La partie la plus citée concerne un scénario mondial de « transition complète » vers l’ammoniac bas carbone. Dans ce scénario, les auteurs quantifient l’ampleur de la réduction des émissions et la conséquence sur les prix.
- Une transition complète vers l’ammoniac bleu pourrait réduire les émissions de gaz à effet de serre liées à la chaîne d’approvisionnement de 70,9%, avec une hausse du coût total de 23,2%.
- Une transition complète vers l’ammoniac vert pourrait réduire les émissions de 99,7%, mais avec une hausse du coût total de 46,0%.
Ces ratios pèsent fortement dans les débats politiques, car ils montrent que le « quasi zéro émission » n’est pas gratuit — tout en indiquant que de fortes réductions peuvent être possibles avant une « verdification » complète, surtout là où existent les conditions pour le captage et le stockage du CO2. Pour les planificateurs et les investisseurs, le message est aussi clair : le plus grand saut climatique vient des voies vertes, mais à un coût pouvant nécessiter des incitations plus fortes, des contrats de long terme ou des mécanismes réglementaires.
L’étude met aussi en garde contre une erreur fréquente : de l’ammoniac produit avec de l’électricité n’est pas automatiquement bas carbone. Si le réseau électrique reste majoritairement fossile, le cycle de vie peut rester très émetteur, et le coût augmente. Autrement dit, l’origine de l’électricité et le mode de financement des capacités de production sont décisifs. Dans ce sens, l’« ammoniac vert » ne relève pas seulement des électrolyseurs, mais aussi du mix énergétique et des infrastructures renouvelables.
Pourquoi la logistique et la distance des routes peuvent « manger » l’avantage
L’un des enseignements les plus pratiques est que le transport maritime sur de longues distances peut réduire les bénéfices économiques et climatiques, même lorsque la production dans le pays exportateur est très favorable. C’est important, car l’avenir du marché est de plus en plus décrit via des corridors mondiaux : des régions aux ressources énergétiques bon marché produiraient l’ammoniac, et des pôles industriels l’importeraient. Or, les coûts du transport par navire, des terminaux, du stockage et d’éventuelles conversions peuvent modifier substantiellement le calcul.
Dans le résumé, l’équipe du MIT souligne que des régions disposant de ressources énergétiques abondantes et bon marché peuvent conserver un avantage économique malgré les coûts de transport, mais aussi que, dans des pays à ressources limitées, l’importation peut parfois surpasser la production domestique. En pratique, cela signifie que la bataille clé portera sur l’emplacement des unités de production, l’emplacement des terminaux, et les routes/options logistiques offrant le meilleur ratio coût-émissions. Si l’on ignore cela, on risque de voir une production « propre » sur le papier se transformer en une chaîne d’approvisionnement plus chère et moins efficace climatiquement dans la réalité.
Qui pourrait être un « fournisseur » d’ammoniac bas carbone
Même si les résultats varient selon la technologie, le message général est clair : la géographie et l’énergie dictent l’économie. Les pays disposant de gaz naturel bon marché sont des candidats naturels aux voies bleues, car ils peuvent produire l’hydrogène à moindre coût à partir du gaz et, avec le CCS, réduire fortement les émissions. La clé réside dans la disponibilité et le coût du captage du CO2, ainsi que dans l’existence de réservoirs géologiques ou d’infrastructures de stockage permanent. Les pays qui n’ont pas ces prérequis peuvent faire face à un coût de décarbonation bien plus élevé.
À l’inverse, les pays disposant d’abondantes énergies renouvelables ou d’un potentiel de production électrique bas carbone partent avec un avantage pour l’ammoniac vert. Mais même alors, il est décisif de pouvoir garantir une électricité stable et relativement bon marché pour l’électrolyse et la synthèse, et de financer les projets à des conditions qui ne « mangent » pas l’avantage de la ressource bon marché. L’étude souligne aussi que les conditions financières ne sont pas secondaires : taux d’intérêt, prime de risque et cadre d’investissement peuvent transformer la rentabilité. Dans l’énergie, surtout pour les grandes usines et les infrastructures, le coût du capital est souvent aussi important que le coût du combustible.
De la recherche aux projets réels : l’exemple du Japon et de la Corée du Sud
Le débat technologique et économique se traduit déjà dans des stratégies énergétiques concrètes. Le Japon et la Corée du Sud sont souvent cités comme des pays qui, en raison de ressources domestiques limitées et de leur dépendance aux importations, chercheront à sécuriser des molécules bas carbone via le commerce international, dont l’ammoniac. Dans les deux cas, les raisons industrielles comptent aussi : sidérurgie, industrie chimique et production d’électricité cherchent des options pour réduire les émissions sans exiger une reconstruction immédiate complète du système.
Au Japon, l’ammoniac est particulièrement associé à l’idée de co-combustion dans les centrales au charbon. Reuters a rapporté le 13 janvier 2026 que le producteur japonais d’électricité JERA travaille sur un plan visant à atteindre 20% de co-combustion d’ammoniac dans un bloc de la centrale au charbon de Hekinan d’ici l’exercice 2029, ce qui serait considéré comme la première utilisation commerciale de l’ammoniac comme carburant de ce type. Le même article mentionne des projets de capacités de stockage et des contrats d’approvisionnement en ammoniac bas carbone, avec des mécanismes publics couvrant une partie de l’écart de prix par rapport au charbon. On voit ainsi clairement comment technologie, commerce et politique deviennent indissociables.
En parallèle, le Japon et la Corée tentent d’institutionnaliser leur coopération sur l’hydrogène et ses dérivés. Le ministère japonais de l’Économie, du Commerce et de l’Industrie (METI) a indiqué que les deux pays ont tenu le 14 juin 2024 leur premier dialogue sur la coopération dans l’hydrogène et des dérivés comme l’ammoniac, afin de renforcer le cadre de collaboration. De tels formats montrent qu’il ne s’agit pas seulement de projets pilotes isolés, mais d’un effort pour établir des règles, des normes et des signaux de marché permettant des investissements de long terme et une offre fiable. En pratique, sans définitions communes du carburant « propre » et sans certification des émissions, le commerce international d’ammoniac bas carbone peut difficilement devenir un marché stable.
Des risques que la molécule « vide en carbone » ne résout pas à elle seule
L’ammoniac ne contient pas de carbone, mais il n’est pas sans risques. L’UNECE, dans son analyse des opportunités et des risques, avertit que le bénéfice climatique peut être facilement surestimé si l’on néglige les émissions du cycle de vie, notamment lorsque la production est liée à des sources fossiles ou lorsque des composés azotés réactifs sont libérés lors de l’usage et de la logistique. De plus, l’ammoniac est toxique et corrosif, ce qui impose des protocoles de sécurité stricts pour le stockage et le transport. En cas de combustion, la maîtrise des émissions d’oxydes d’azote est essentielle, car « zéro CO2 » ne signifie pas automatiquement « zéro » autres polluants.
C’est pourquoi la question « l’ammoniac est-il propre ? » ne se résume pas à une phrase. Dans certaines applications, il peut réduire les émissions ; dans d’autres, il peut prolonger la durée de vie des systèmes fossiles ; dans d’autres encore, il peut s’avérer trop coûteux face à des alternatives comme l’électrification directe. C’est précisément là que ces bases de données deviennent cruciales : elles permettent de décider sur la base de coûts et d’émissions comparables, plutôt que d’impressions. En même temps, elles peuvent aider à orienter la politique publique vers les technologies et corridors offrant le plus grand impact avec le moins d’effets secondaires.
Ce que signifie disposer de données comparables au moment où le marché émerge
L’industrie de l’ammoniac bas carbone est à un stade où les normes, certificats et mécanismes d’incitation sont encore en cours de définition. Dans un tel contexte, des écarts de quelques dizaines de pour cent sur le coût ou les émissions peuvent déterminer si un projet est financé ou reste sur le papier. L’approche harmonisée de l’équipe du MIT n’élimine pas toutes les incertitudes — car les prix de l’énergie, des technologies et du capital changent — mais elle réduit le problème des « pommes et des poires incomparables » dans le débat public. Elle facilite aussi la vérification des affirmations qui accompagnent souvent les grandes annonces dans l’énergie.
Pour l’industrie, cela signifie une meilleure évaluation des endroits où construire rationnellement des capacités et des corridors par lesquels livrer. Pour les gouvernements, une vision plus claire de l’endroit où les incitations produisent le plus d’effet et des technologies pertinentes selon les conditions nationales. Et pour le public, une chose : l’histoire de l’ammoniac comme vecteur énergétique n’a plus à être une bataille de slogans, mais un débat sur des chiffres, des compromis et des risques vérifiables.
Si l’ammoniac doit réellement être utilisé comme vecteur énergétique mondial dans les prochaines décennies, l’étape suivante ne sera pas seulement « un autre pilote », mais la construction de chaînes d’approvisionnement traversant les océans, incluant des stockages, des terminaux et des standards de certification. En ce sens, la base du MIT arrive comme une carte sur laquelle, pour la première fois, le prix et l’empreinte carbone des routes individuelles sont clairement visibles — et ce sont précisément les routes qui, selon toute vraisemblance, décideront de l’économie future de l’ammoniac bas carbone.
Sources :- Energy & Environmental Science (RSC Publishing) – article scientifique “Toward a sustainable energy future using ammonia as an energy carrier: global supply chain cost and greenhouse gas emissions” (vol. 19, p. 162–188 ; édition du 13 janvier 2026 ; DOI : 10.1039/D5EE05571G) (link)- The Royal Society – note de politique sur l’ammoniac, le procédé Haber–Bosch, la consommation d’énergie et les émissions (link)- UNECE – analyse des opportunités et des risques de l’ammoniac comme vecteur énergétique, avec un accent sur le cycle de vie et les impacts sur l’air (link)- Reuters – reportage sur le plan de JERA visant 20% de co-combustion d’ammoniac à la centrale au charbon de Hekinan d’ici l’exercice 2029 (publié le 13 janvier 2026) (link)- METI (Japon) – communiqué sur le premier dialogue Japon-ROK sur l’hydrogène et des dérivés comme l’ammoniac (14 juin 2024) (link)
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