Ouvrir la voie vers l’acier vert : Défis, innovations et prochaines étapes

L’industrie sidérurgique se trouve à un moment charnière, car elle doit composer avec des pressions croissantes pour décarboniser sa production et atteindre les objectifs climatiques mondiaux. Comme son empreinte carbone massive—représente environ 7 % des émissions mondiales de CO2,— l’industrie doit adopter des changements majeurs pour atteindre ses objectifs de durabilité.  

Deux balados récents, mettant en vedette les experts de Hatch Randy McMeekin, Ge Sa, Ian Cameron et Chris Walker, ont mis en lumière le rôle essentiel de l’innovation, de la collaboration et de la transformation technologique dans la décarbonisation du secteur de l’acier. Qu’il s’agisse de projets d’acier vert ou de progrès dans la fabrication du fer à l’aide de fours électriques, ces discussions mettent en lumière les défis et les occasions à saisir pour créer un avenir plus durable pour la production d’acier. 

L’urgence de la décarbonisation 

L’industrie sidérurgique n’est pas étrangère aux améliorations progressives en matière d’efficacité, mais les progrès évolutifs traditionnels ne suffisent plus à répondre à l’urgence des changements climatiques. La demande d’une réduction radicale des émissions de CO2 nécessite une approche révolutionnaire de la production d’acier. Cette révolution nécessitera d’importants investissements en capital, en particulier dans des régions comme l’Amérique du Nord et l’Europe, où des projets d’acier vert sont sur le point de débuter. Toutefois, ces projets ont atteint une ampleur sans précédent au cours des dernières années—, englobant souvent la production d’hydrogène, la fabrication du fer, l’élaboration de l’acier et la capture de carbone—, ce qui présente de formidables défis. 

Ces projets intégrés de grande envergure sont essentiels à la décarbonisation, mais leur complexité exige une innovation technique et de nouveaux modèles d’exécution de projet. Il est essentiel de relever ces défis en mettant l’accent sur l’efficacité du capital et l’utilisation de solutions numériques d’exécution de projets. En mettant à profit les technologies numériques, les responsables peuvent améliorer l’efficacité et la transparence de la gestion de projets et s’assurer que les projets d’acier vert peuvent être exécutés à temps et dans les limites du budget. Cela est essentiel dans une industrie où les projets de cette ampleur sont rares, et où tout retard ou dépassement de coûts pourrait faire dérailler les efforts de décarbonisation. 

Nouvelles installations ou installations existantes : Les défis qui leur sont propres 

Dans le cadre de ces projets, il est important de déterminer s’il est question de nouvelles installations ou d’installations existantes. Les projets entièrement nouveaux, qui comprennent la construction de nouvelles installations, comportent généralement moins de contraintes. Toutefois, ils nécessitent des capitaux initiaux importants et posent des risques en matière de faisabilité et d’exécution du projet. En revanche, les projets visant des installations existantes comprennent la transformation d’usines déjà construites. Bien que ces projets puissent s’avérer plus rentables dans certains cas, ils présentent des défis uniques, notamment pour permettre que les activités se poursuivent pendant la construction et atténuer les préoccupations en matière de sécurité. 

Ces deux types de projets exigent une collaboration étroite tout au long de la chaîne de valeur. Une participation précoce des fournisseurs de technologie, des entrepreneurs et des communautés locales est essentielle pour bien cerner les risques et élaborer des stratégies d’atténuation. Le succès des projets d’acier vert repose sur des technologies de pointe et sur la force des partenariats. Cette approche collaborative réduit les risques et améliore la probabilité d’atteindre les objectifs de durabilité de l’environnement tout en soutenant l’efficacité opérationnelle et la viabilité financière de l’entreprise. 

Collaboration et réduction des risques : Leçons tirées de l’industrie des métaux non ferreux 

En établissant des parallèles avec l’industrie des métaux non ferreux, les responsables devraient se concentrer sur l’importance d’une approche collaborative plutôt que purement contractuelle pour l’exécution du projet. L’industrie des métaux non ferreux a réussi à éliminer les émissions de dioxyde de soufre (SO2) grâce à une étroite collaboration entre les parties prenantes, et les mêmes principes peuvent s’appliquer à la décarbonisation de l’acier. En formant des équipes tôt dans le processus et en faisant participer toutes les parties prenantes au cycle de vie du projet – allant des fournisseurs de technologie aux utilisateurs finaux – l’industrie est plus en mesure de composer avec les complexités propres à un projet d’acier vert. 

Cet esprit de collaboration est particulièrement crucial pour la réduction des risques d’un projet. Les efforts de décarbonisation à grande échelle, comme ceux requis par l’industrie sidérurgique, comportent bon nombre d’incertitudes, y compris les changements réglementaires, les progrès technologiques et les conditions changeantes du marché. L’engagement précoce de toutes les parties permet une gestion de projet plus souple et adaptative, de façon à pouvoir régler tout problème de façon proactive plutôt que réactive. Cette approche peut mener à de meilleurs résultats, car elle favorise la confiance et la transparence entre toutes les parties prenantes, favorisant l’innovation et la résolution de problèmes en temps réel. 

Fabrication du fer par procédé électrique : Une solution-clé de la trousse de décarbonisation 

L’une des avancées les plus prometteuses pour décarboniser la production d’acier utilise un procédé de fer de réduction directe (FRD), suivi d’une fabrication du fer par procédé électrique, plus spécifiquement au moyen d’un four de fusion électrique. Les fours de fusion électriques représentent une étape importante vers la réduction de la dépendance de l’industrie sidérurgique aux combustibles fossiles. Bien que les hauts fourneaux représentent des méthodes bien établies et très efficaces, ils dépendent fortement du charbon, à la fois comme agent réducteur et comme source d’énergie, pour la fusion afin de produire le fer liquide et les scories. En revanche, les fours de fusion électriques offrent une option plus propre en utilisant l’électricité pour faire fondre le fer et le séparer des scories. Cette technologie est déjà mature et standard pour le traitement des matières premières à forte teneur en impuretés, ce qui produit de grandes quantités de scories, ce qui en fait une bonne solution pour l’affinage de minerais pauvres.

L’histoire des technologie des fours électriques remonte à la fin du 19e siècle, tandis que des applications commerciales ont émergé dès le début du 20e siècle. Hatch a été à l’avant-garde de l’avancement de ces technologies, particulièrement pour le traitement du nickel, des éléments du groupe du platine, du minerai latéritique et pour des applications uniques de fabrication du fer par procédé électrique à partir de minerais de fer non typiques. Le procédé de réduction continue du fer et de l’acier (CRISP), mis au point par Hatch, est l’une de ces innovations visant à optimiser la fabrication du fer par procédé électrique pour répondre aux besoins futurs de production. 

Toutefois, les hauts fourneaux, optimisés au fil des décennies pour une efficacité thermique et chimique optimale, ne sont pas faciles à remplacer. Devant la nécessité de réduire le CO2 et grâce aux avancées technologiques dans le domaine des fours de fusion électriques, le recours à la réduction directe et aux fours de fusion électriques est actuellement la solution la plus rentable et la plus évoluée sur le plan technologique. Elle offre une flexibilité remarquable quant aux matériaux qui peuvent être traités, et peut s’intégrer harmonieusement aux procédés de réduction à base d’hydrogène et en lit fluidisé à mesure qu’ils continueront d’évoluer.

L’électrolyse d’oxydes fondus à haute température est une autre solution de remplacement possible. Bien que prometteuse, cette option demeure en cours d’élaboration et nécessitera de plus amples travaux pour atteindre la viabilité commerciale à l’échelle requise pour l’élaboration de l’acier. 

L’avenir de l’acier : Concilier innovation et pragmatisme 

La voie à suivre pour décarboniser l’industrie sidérurgique est longue, mais les experts sont optimistes quant à la capacité de l’industrie à relever ce défi. La clé réside dans l’équilibre entre l’innovation de pointe et les solutions pratiques et évolutives. Par exemple, bien que la réduction à base d’hydrogène et l’électrolyse à haute température offrent des possibilités intéressantes, elles doivent être intégrées à l’écosystème élargi de l’élaboration de l’acier d’une manière qui soit économique. Il faut, entre autres, s’assurer que l’infrastructure de production et de distribution d’hydrogène est en place et que les coûts de ces technologies peuvent être réduits grâce à l’économie d’échelle. 

Entre-temps, les améliorations progressives de la technologie de four de fusion électrique et des solutions de capture de carbone joueront un rôle critique dans la réduction des émissions à court terme. L'industrie sidérurgique a une longue histoire d'adaptation aux nouvelles technologies, et la transition vers la fabrication du fer par procédé électrique n’est que le dernier chapitre de cette évolution continue. 

Un effort de collaboration vers la durabilité 

La voie vers une industrie sidérurgique décarbonisée est une démarche complexe qui comporte plusieurs facettes et nécessite les efforts combinés des innovateurs technologiques, des gestionnaires de projet et des parties prenantes de l’ensemble de la chaîne de valeur. En adoptant de nouvelles technologies comme les fours de fusion électriques et une approche collaborative pour l’exécution de projets, l’industrie pourra faire d’importants progrès vers la réduction de son empreinte carbone. Les leçons tirées d’autres secteurs fournissent des informations précieuses sur la façon de réduire les risques des projets et de stimuler l’innovation grâce à la coopération. 

Hatch se tourne vers l’avenir de l’acier, où le succès réside dans la capacité de l’industrie à repenser les approches traditionnelles, à adopter de nouvelles technologies et à travailler ensemble pour atteindre un objectif commun : un avenir durable et décarbonisé. Les défis sont importants, mais avec les bonnes stratégies, l’industrie sidérurgique est bien placée pour ouvrir la voie à la lutte mondiale contre les changements climatiques. Communiquez avec nous pour en savoir plus sur les façons dont nous’collaborons avec nos clients pour décarboniser l’industrie de l’acier, et écoutez de notre série de balados ici.