Optimal design of a green ammonia export supply chain from Saudi Arabia under demand, price and route uncertainty: a two-stage stochastic programming approach
Cet article emploie un modèle de programmation stochastique en deux étapes pour démontrer qu'une chaîne d'approvisionnement optimale pour l'exportation d'ammoniac vert de l'Arabie saoudite vers l'Europe et l'Asie de l'Est devrait être concentrée uniquement sur le site de NEOM avec une capacité de 1,80 Mt/an, générant un avantage économique significatif par rapport aux conceptions déterministes et prouvant une grande sensibilité aux prix du marché et aux coûts de capital sous des incertitudes de demande et de trajet.
Article original sous licence CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Ceci est une explication générée par l'IA de l'article ci-dessous. Elle n'a pas été rédigée ni approuvée par les auteurs. Pour une précision technique, consultez l'article original. Lire la clause de non-responsabilité complète
Le monde cherche un moyen d'alimenter son avenir sans brûler de combustibles fossiles, et l'une des solutions les plus prometteuses consiste à transformer la lumière du soleil et le vent en un carburant propre appelé hydrogène vert. Cependant, l'hydrogène est difficile à transporter à travers les océans car il doit être maintenu à des températures extrêmement basses ou sous une pression immense. Pour résoudre ce problème, les ingénieurs convertissent souvent l'hydrogène en ammoniac, un produit chimique beaucoup plus facile à transporter et à stocker, avant de l'expédier vers les pays qui en ont besoin. L'Arabie saoudite, avec ses vastes déserts et ses vents côtiers puissants, est idéalement positionnée pour devenir un exportateur majeur d'ammoniac vert. Pourtant, la construction des usines et des ports massifs requis est un pari. Les investisseurs doivent décider où construire et quelle taille donner à ces usines des années avant de savoir exactement quelle quantité de carburant le monde achètera, quel prix il paiera, ou si les voies de navigation sur lesquelles ils comptent resteront ouvertes.
Une nouvelle étude menée par Abdulkader Hanbazazah à l'Université de Djeddah s'attaque à cette incertitude en créant un modèle informatique sophistiqué pour trouver la voie la plus sûre et la plus rentable. Au lieu de deviner un futur unique, les chercheurs ont simulé cinquante mondes possibles différents, combinant une demande haute et basse, des prix variables et le risque que les routes maritimes soient bloquées par des conflits. Ils ont testé cinq sites côtiers potentiels en Arabie saoudite — trois sur la mer Rouge et deux sur le golfe Arabique — pour voir quelle combinaison de panneaux solaires, d'éoliennes et d'usines chimiques survivrait aux pires scénarios tout en restant rentable. L'objectif n'était pas seulement de trouver le moyen le moins cher de produire de l'ammoniac, mais de concevoir une chaîne d'approvisionnement capable de résister à la nature imprévisible des marchés mondiaux et de la géopolitique.
Le modèle a désigné un vainqueur clair pour l'emplacement du premier grand pôle d'exportation : NEOM, une nouvelle ville en construction dans le coin nord-ouest du pays, sur la mer Rouge. Bien que les ports du golfe Arabique soient plus proches des marchés asiatiques comme le Japon et la Corée, l'étude a révélé que les ressources éoliennes à NEOM sont tellement meilleures qu'elles réduisent le coût de production là-bas d'environ 130 dollars par tonne par rapport à n'importe quel autre endroit. Cet avantage tarifaire est si important que même si la route de la mer Rouge était bloquée, forçant les navires à faire un trajet beaucoup plus long autour de l'Afrique, les économies réalisées grâce à la production moins chère l'emporteraient encore sur les coûts de transport supplémentaires. Par conséquent, le modèle a écarté la construction de toute installation d'exportation sur la côte du Golfe pour l'avenir prévisible, car leurs coûts de production plus élevés ne seraient jamais compensés, quelle que soit la sécurité des voies de navigation.
En ce qui concerne la taille de l'usine, les chercheurs ont découvert que l'approche courante consistant à planifier pour le futur moyen est en réalité un désastre financier. Si une entreprise construisait une installation dimensionnée pour répondre à la demande attendue moyenne, elle perdrait environ 140 millions de dollars chaque année car l'usine resterait inactive dès que la demande serait inférieure à la moyenne. Au lieu de cela, la stratégie optimale est de construire une usine plus petite, dimensionnée pour répondre au niveau de demande qui sera probablement atteint ou dépassé 90 % du temps. Cette conception « sensible au risque », qui se concentre sur 1,8 million de tonnes d'ammoniac par an, évite les coûts lourds de la capacité inutilisée. Bien que cette plus petite usine puisse ne pas capturer toutes les ventes possibles, elle garantit un profit régulier d'environ 160 millions de dollars par an en moyenne, alors qu'une usine plus grande, de taille moyenne, perdrait de l'argent dans la moitié des scénarios possibles.
L'étude a également examiné si les investisseurs devaient s'inquiéter des scénarios les plus défavorables, tels qu'une chute soudaine des prix ou un blocage complet du canal de Suez. Sans garanties gouvernementales, un investisseur très prudent refuserait de construire quoi que ce soit, craignant qu'une mauvaise année ne balaie ses économies. Cependant, les chercheurs ont découvert qu'un simple filet de sécurité — un prix minimum garanti de 750 dollars la tonne pour l'ammoniac — change la donne. Avec ce prix plancher en place, même les investisseurs les plus prudents seraient prêts à construire l'usine, car le pire résultat ne se traduirait plus par une perte. Cela suggère que les contrats internationaux promettant un prix minimum, similaires aux programmes déjà utilisés en Europe et au Japon, sont la clé pour débloquer les capitaux nécessaires à la construction de ces projets massifs d'énergie verte.
Enfin, la recherche montre que l'avenir des exportations d'ammoniac vert de l'Arabie saoudite dépend moins de la recherche de la route maritime parfaite que de faire les bons choix de localisation et de taille face à l'incertitude. En choisissant le site le plus venteux et en construisant une usine résiliente plutôt que maximisée, l'industrie peut assurer un avenir rentable même lorsque le monde est imprévisible. L'étude conclut que la valeur de cette planification prudente, basée sur des scénarios, est immense ; elle permet d'économiser des centaines de millions de dollars par rapport à une simple conjecture, prouvant que dans le monde à enjeux élevés de l'énergie verte, l'investissement le plus intelligent est celui qui se prépare à l'imprévu.
Noyé(e) sous les articles dans votre domaine ?
Recevez des digests quotidiens des articles les plus récents correspondant à vos mots-clés de recherche — avec des résumés techniques, dans votre langue.