Scénarios pour un réseau d'offre et de demande d'ammoniac vert

FleetMon soutient les étudiants et les partenaires de recherche lorsqu'il s'agit de fournir des données AIS à des fins universitaires. En 2020, un étudiant en doctorat du département des sciences de l'ingénieur de l'université d'Oxford nous a contactés pour recevoir certaines données AIS pour un projet sur la décarbonisation des routes maritimes cruciales.

Lisez un article invité fourni par le professeur René Bañares-Alcántara, lecteur au département des sciences de l'ingénieur de l'université d'Oxford.

L'offre et la demande d'ammoniac vert comme carburant pour le transport maritime

L'ambition de l'OMI de réduire de moitié les niveaux d'émissions de gaz à effet de serre de 2008 d'ici à 2050 ne peut être atteinte qu'en passant à des combustibles non fossiles. L'ammoniac vert, produit à partir de l'air, de l'eau et d'énergies renouvelables, est de plus en plus considéré comme le combustible marin sans carbone le mieux adapté au transport maritime à longue distance, car il offre un équilibre favorable entre le pouvoir calorifique, la densité énergétique volumétrique et la température et la pression de stockage. Des installations de production d'ammoniac vert à grande échelle étant en cours de construction et prévoyant de démarrer la production au milieu des années 2020, la dynamique des futurs réseaux d'offre et de demande (production, stockage et distribution) a été étudiée à l'aide d'un modèle permettant de sélectionner les ports d'avitaillement qui devraient initialement être convertis à l'ammoniac vert de manière à minimiser les coûts de carburant pour un fleet de navires opérant le long d'un service de conteneurs. Dans [Forbes, 2020], plusieurs études de cas autour de la demande du cycle d'expédition de 36 Ultra Large Container Vessels (ULCV) opérant le long du service Ocean Alliance FA3 rejoignant les ports de Shanghai et Rotterdam ont été explorées, certains des résultats ont été publiés dans [Nayak-Luke et al., 2021]. L'ammoniac vert peut être transporté dans le réseau à l'aide de five méthodes : à l'intérieur des terres par pipeline, rail et/ou poids lourds ; et en mer par MGC et LGC (voir figure).

Utilisation des données AIS

Les données de position AIS ont été obtenues auprès de FleetMon pour neuf mouvements de navires sur une période de 6 mois (Jun-Dec 2019) avec une résolution d'une heure. À l'aide de ces données historiques AIS sur les navires et les escales, un modèle calcule l'ammoniac consommé par un ULCV entre deux ports. Tout d'abord, la vitesse sur l'eau (STW) des navires a été déterminée en calculant la vitesse de l'ULCV par rapport à la vitesse de l'océan (à partir des données météorologiques) à la longitude et à la latitude du navire. Les données d'appels de port des navires AIS pour chacun des neuf navires ont enregistré les ports dans lesquels les navires sont entrés, avec leurs heures d'arrivée et de départ. L'ensemble complet de données a été verifié en traçant la route suivie et en superposant le vecteur STW à chaque échantillon de position. La puissance instantanée du navire est supposée être constante pendant la durée d'un échantillon car aucune donnée sur l'accélération n'est enregistrée à l'aide du système AIS. La puissance est ensuite convertie en énergie en la multipliant par l'intervalle de temps correspondant.

Résultats

Les résultats concluent que Singapour, Anvers et Malte (sur les douze ports considérés) seraient les ports optimaux pour la conversion initiale à l'ammoniac vert. Ces ports peuvent être approvisionnés en utilisant quatre des neuf installations de production du réseau : Cape Grim (Australie), Sonnblick (Autriche), List (Danemark) et Malin Head (Irlande). Dans la solution optimale, la demande globale d'ammoniac vert est en moyenne de 7 000 tonnes par jour et permettrait d'économiser un total de 795 780 tonnes d'émissions de_CO2 pour un cycle réalisé par le fleet de 36 navires, soit une réduction de_CO2 de 22 105 tonnes par cycle ULCV.

Références

• [Forbes, 2020] C. Forbes. " Zero Emission Vessels for Shipping : Optimising a Green Ammonia Production, Distribution and Port Bunkering Network", rapport MEng in Engineering Science, Université d'Oxford, juillet 2020.
• [Nayak-Luke et al., 2021] R.M. Nayak-Luke, C. Forbes, Z. Cesaro, R. Banares-Alcantara, et K.H.R. Rouwenhorst "Chapter 8. Techno-Economic Aspects of Production, Storage and Distribution of Ammonia" in Valera-Medina A. et R. Banares-Alcantara, "Techno-Economic Challenges of Green Ammonia as an Energy Vector", Elsevier, https://doi.org/10.1016/B978-0-12-820560-0.00008-4, 2021.

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