La décarbonation de la chimie japonaise : hydrogène, ammoniac, CCUS et matières premières bas carbone

La décarbonation de la chimie japonaise n'est pas une simple histoire d'hydrogène. C'est une stratégie de portefeuille construite autour de trois problèmes industriels : décarboner la chaleur de procédé à haute température, remplacer le carbone fossile dans les matières premières et gérer le CO2 résiduel.

Le Japon combine donc hydrogène, ammoniac, CCUS, matières premières biosourcées, recyclage plastique en huile et voies alcool-vers-produits chimiques. L'enjeu n'est pas un seul bond technologique, mais l'adaptation progressive d'actifs pétrochimiques existants.

Pourquoi la chimie est difficile à décarboner

Le projet du Green Innovation Fund de NEDO rappelle que la plupart des matières premières plastiques proviennent du naphta et qu'environ la moitié des émissions de CO2 de l'industrie chimique japonaise est liée à des procédés comme le vapocraquage du naphta pour produire des produits chimiques de base. La chimie utilise donc le carbone comme énergie et comme matière.

Remplacer seulement l'électricité ne suffit pas. Il faut traiter la chaleur des fours, l'approvisionnement en hydrogène et ammoniac bas carbone, l'infrastructure CCUS et les nouvelles sources de carbone circulaire ou biosourcé.

1. L'ammoniac et l'hydrogène ciblent d'abord les fours de vapocraquage

Le signal industriel le plus concret concerne les fours de vapocraquage du naphta. Idemitsu a annoncé en 2024 avoir testé la combustion d'ammoniac dans un four commercial de son complexe de Tokuyama. Lors de l'essai du 6 au 8 février, plus de 20% du combustible existant a été remplacé par de l'ammoniac. IHI a fourni les brûleurs à ammoniac.

Cela ne signifie pas que la conversion commerciale complète est acquise. Mais le test touche un actif central de la pétrochimie. Les prochaines questions concernent la sécurité, les NOx, l'approvisionnement en ammoniac, les coûts et la stabilité d'exploitation.

Le projet de NEDO vise à développer d'ici 2030 des fours et brûleurs utilisant l'ammoniac et l'hydrogène comme sources de chaleur sans CO2, avec une consommation d'énergie et des coûts proches des fours actuels.

2. L'hydrogène est aussi une plateforme chimique

Le Japon a adopté en mai 2024 le Hydrogen Society Promotion Act afin de promouvoir l'offre et l'utilisation d'hydrogène bas carbone et de ses dérivés. Le cadre couvre aussi l'ammoniac, les e-fuels et l'e-méthane, avec des mécanismes de soutien à l'écart de prix et aux hubs.

Côté entreprises, Asahi Kasei exploite à Kawasaki une installation pilote modulaire d'électrolyse alcaline de l'eau, avec une perspective de systèmes de classe 100 MW. Asahi Kasei et JGC participent aussi à une démonstration d'ammoniac vert utilisant l'hydrogène produit par le système de 10 MW du Fukushima Hydrogen Energy Research Field.

Pour la chimie, l'hydrogène n'est pas seulement un vecteur énergétique. Il se situe en amont de l'ammoniac, du méthanol, des carburants synthétiques, des réactions de réduction et des matières premières bas carbone.

3. Le CCUS devient une infrastructure pour les émissions résiduelles

Le CCUS fait aussi partie de la feuille de route. METI et l'ANRE présentent le CCS Business Act, adopté en 2024, comme une étape pour créer un environnement commercial permettant aux entreprises privées de développer le stockage du CO2 au Japon. En avril 2026, le Cabinet japonais a approuvé des décrets liés à son entrée en vigueur.

JOGMEC a sélectionné des projets CCS avancés et mentionne l'objectif gouvernemental de stocker 6 à 12 millions de tonnes de CO2 par an d'ici 2030.

Pour les entreprises chimiques, le CCUS n'est pas une étiquette générale. Il faut savoir quelle source est captée, si le CO2 est stocké ou utilisé, où se situent les responsabilités de transport et de stockage, et quelle réduction est obtenue sur le cycle de vie.

4. Les matières premières bas carbone passent par le recyclage, le biosourcé et les alcools

La substitution des matières premières progresse déjà. Mitsui Chemicals a annoncé en 2024 avoir introduit de l'huile de pyrolyse issue de déchets plastiques dans un craqueur de son site d'Osaka, puis commencé à produire et vendre des produits chimiques et plastiques selon une approche mass balance. ENEOS et Mitsubishi Chemical ont annoncé en 2025 l'achèvement d'une installation plastique-vers-huile sur le site d'Ibaraki à Kamisu.

Une autre voie est la conversion des alcools en produits chimiques. Sumitomo Chemical a lancé la construction d'une unité pilote, soutenue par le Green Innovation Fund de NEDO, pour produire directement du propylène à partir d'éthanol.

Ces voies ne remplaceront pas le naphta du jour au lendemain. À court terme, les points pratiques seront les certifications comme ISCC PLUS, les contrôles mass balance, la traçabilité des matières premières, les grades bas carbone et la documentation client.

Conclusion

La décarbonation de la chimie japonaise passe de la démonstration à une commercialisation sélective. Fours à ammoniac, hydrogène vert, électrolyse de l'eau, réglementation CCS, recyclage plastique en huile, matières biosourcées et éthanol-vers-propylène forment une même transition industrielle.

Le mouvement central n'est pas la substitution d'une technologie unique, mais la recomposition progressive des actifs pétrochimiques, des combustibles bas carbone, des matières circulaires et de l'infrastructure carbone.

Références

• NEDO: Development of Technology for Producing Raw Materials for Plastics Using CO2 and Other Sources
• METI: Green Innovation Fund
• Idemitsu: Ammonia combustion in a commercial naphtha cracking furnace
• IHI: Ammonia combustion technology for naphtha cracking furnaces
• METI/ANRE: Hydrogen Society Promotion Act
• Asahi Kasei: Multi-module hydrogen pilot plant in Kawasaki
• METI/ANRE: CCS Business Act
• JOGMEC: Advanced CCS Projects
• Mitsui Chemicals: Recycled chemical products from pyrolysis oil
• ENEOS and Mitsubishi Chemical: Plastic-to-oil chemical recycling facility
• Sumitomo Chemical: Propylene directly from ethanol