mars 2025
Une partie de la solution plutôt que du problème ?
Acier décarboné
L’acier est et reste un matériau clé pour la transition vers un avenir plus vert. La décarbonation du processus de production de ce composant essentiel à l’utilisation de nombreuses sources d’énergie renouvelables joue donc un rôle primordial dans la réduction des émissions de CO 2 le long des chaînes d’approvisionnement.
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Acier décarboné
Une partie de la solution plutôt que du problème ?
L’acier est et reste un matériau clé pour la transition vers un avenir plus vert. La décarbonation du processus de production de ce composant essentiel à l’utilisation de nombreuses sources d’énergie renouvelables joue donc un rôle primordial dans la réduction des émissions de CO 2 le long des chaînes d’approvisionnement.
Réduire les émissions de gaz à effet de serre (GES) à zéro net d’ici le milieu du siècle est l’un des plus grands défis de notre époque. Cette tâche d’une ampleur sans précédent touche tous les domaines importants de la société. Il ne s’agit de rien de moins que d’une transformation complète de la manière dont nous produisons, transportons et consommons l’énergie et les biens.
L’introduction rapide de technologies énergétiques propres et l’amélioration de l’efficacité énergétique sont au cœur des objectifs zéro émission nette tels que décrits par l’Agence internationale de l’énergie (AIE). Selon ces plans, les nouveaux projets énergétiques conventionnels deviendront obsolètes en raison d’investissements accrus dans les énergies propres. Certains fournisseurs d’énergie estiment toutefois que cette approche n’est pas le seul moyen d’atteindre l’objectif zéro émission nette d’ici 2050. Des technologies plus efficaces de réduction des émissions, l’introduction de sources d’énergie durables et des adaptations du mix énergétique auront aussi un impact sur la transition. L’acier est et reste indispensable dans de nombreux domaines.
Hausse ininterrompue des émissions de GES dans la production d’acier
Actuellement, l’industrie sidérurgique contribue de manière significative aux émissions mondiales de GES et notamment de dioxyde de carbone (CO 2 ). La production de fer et d’acier repose sur des combustibles à forte intensité de carbone tels que le charbon et le gaz naturel, car la fonte de la matière première nécessite des températures très élevées. Mais comme l’acier joue un rôle décisif dans la transition énergétique, les fournisseurs d’énergie durable collaborent avec les producteurs pour développer de l’acier à faible teneur en carbone et réduire ainsi les émissions.
Cette tâche est exigeante. L’intensité moyenne des émissions de CO 2 a augmenté à l’échelle mondiale, surtout à cause de l’augmentation de la production d’acier en Chine et en Inde. En moyenne, l’intensité des émissions de CO 2 de la production mondiale d’acier brut est d’environ 1,8 à 2,0 tonnes de CO 2 par tonne d’acier produite.
Intensité d’émission différente selon le procédé de production
Les émissions de l’industrie sidérurgique dépendent toutefois fortement de la technologie utilisée. Le convertisseur à oxygène (BOF) est la méthode traditionnelle de chauffage du minerai de fer dans la production d’acier. Ce procédé utilise principalement du charbon à coke comme combustible et émet environ 2,0 tonnes de CO 2 par tonne d’acier.
Le procédé des fours à arc électrique (EAF) utilise l’électricité comme source d’énergie pour fondre principalement de la ferraille d’acier recyclée, entraînant ainsi un bilan carbone inférieur à celui du procédé BOF (voir aussi article à la page 24 du numéro de janvier de Metall (réd.). Les émissions se situent entre 0,4 et 0,7 tonne de CO 2 par tonne d’acier. Elles peuvent même être nettement plus basses en cas de recours à des énergies renouvelables.
Le combustible détermine la méthode de production
Sur le plan international, plus de 70 % de l’acier est encore fabriqué via le procédé BOF et les 30 % restants via le procédé EAF. Cette proportion varie selon les régions : la Chine et l’Inde produisent encore 90 % de leur acier avec le procédé BOF. De nombreux pays d’Asie disposent d’importants gisements de minerai de fer et de charbon, rendant le procédé BOF économiquement plus rentable dans ces régions. Au Moyen-Orient, le gaz naturel est abondant et relativement bon marché pour produire de l’électricité, ce qui rend le procédé EAF plus compétitif. En Afrique, les ressources hydroélectriques considérables contribuent à l’attractivité du processus EAF.
De nouvelles technologies pour la décarbonation
Afin d’atteindre les objectifs ambitieux de réduction des GES d’ici 2050, plusieurs technologies de décarbonation prometteuses sont développées dans l’industrie sidérurgique. En font partie les technologies suivantes :
• Réduction directe basée sur l’hydrogène : le minerai de fer est réduit avec de l’hydrogène gazeux au lieu de combustibles à base de carbone pour produire du fer de réduction directe (DRI) ou du fer briqueté à chaud (HBI). L’hydrogène pouvant être produit à partir de sources durables, ce procédé permet de réduire considérablement les émissions de carbone.
• Captage et stockage du carbone (CCS) : ces technologies visent à capter les émissions de CO 2 des processus de production de l’acier et à les stocker sous terre. Le CCS peut être utilisé aussi bien dans les hauts fourneaux que dans les procédés de réduction directe. Le CO 2 capté peut être utilisé pour la fabrication de produits chimiques et de matériaux ou pour améliorer la récupération du pétrole.
• Biomasse et bioénergie : la biomasse peut remplacer les combustibles fossiles dans le procédé BOF. La bioénergie combinée au CCS est également une approche viable. Les deux variantes peuvent contribuer à réduire l’intensité de carbone.
• Recyclage et économie circulaire : le recyclage de la ferraille d’acier dans les usines EAF nécessite moins d’énergie et génère moins d’émissions de CO 2 que la production d’acier BOF. L’optimisation des processus de production, l’amélioration des systèmes de récupération de chaleur et l’utilisation de systèmes de commande avancés pour réduire le gaspillage d’énergie peuvent également contribuer à réduire les émissions.
Ces technologies en sont à différents stades de développement, mais leur mise en œuvre à grande échelle nécessite davantage de recherche, d’investissements et de soutien politique.
L’acier restera crucial, à l’avenir
L’acier joue un rôle décisif dans la transition énergétique. Il est utilisé en grandes quantités pour la construction d’infrastructures d’énergies renouvelables telles qu’éoliennes, installations solaires et centrales hydroélectriques. L’acier est également indispensable au transport et à la distribution d’électricité, notamment sur de longues distances, et constitue un élément clé dans la fabrication de véhicules électriques et d’infrastructures de recharge. Il est également utilisé comme matériau de base pour la construction d’installations de CCS et d’hydrogène, pipelines et réservoirs de stockage compris.
Jusqu’à présent, l’acier était uniquement considéré comme une partie du problème des émissions de gaz à effet de serre. Mais il peut faire partie de la solution. De nombreux projets dans le domaine des énergies renouvelables étant actuellement impossibles sans acier, il est important de décarboner la production d’acier le plus rapidement et le plus possible. L’industrie sidérurgique est donc un élément important de la nouvelle économie verte avec un potentiel de croissance.
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