Naviguer malgré les bourrasques : les défis de l’industrie sidérurgique liés aux matières premières dans le cadre de la transition écologique

La transition de l’industrie sidérurgique vers des méthodes de production plus écologiques présente des défis conséquents.   
Pourtant, elle est nécessaire.   
Notre industrie, qui produit environ 8 % des émissions de gaz à effet de serre à l’échelle mondiale, passe déjà des hauts fourneaux à forte intensité carbonique au fer à réduction directe (FRD) et aux fours à arc (FA) électriques, qui émettent beaucoup moins de CO2. De plus, la technologie offre d’autres possibilités faisant appel aux énergies renouvelables et à l’hydrogène, qui pourraient permettre de réduire l’empreinte carbone de l’industrie. Tous ces éléments pourraient entraîner des changements conséquents dans les types de matières premières utilisées dans les procédés sidérurgiques – et selon toute vraisemblance, ce sera le cas. 

Des tonnes de défis

Les études de Hatch montrent qu’en ce qui concerne la hausse de la demande en acier, l’adaptation de l’industrie aux technologies à faibles émissions de carbone aura une incidence importante sur les matières premières. Nos modèles prévoient une augmentation de 10 % de la demande en acier entre 2024 et 2040. Pour y remédier, il faudra augmenter considérablement la production de boulettes de minerai de fer de qualité « RD » et de ferraille d’acier utilisées pour l’élaboration de l’acier à faibles émissions de carbone. 

En supposant l’adoption graduelle de technologies à faibles émissions de carbone au cours de cette période, la demande annuelle de boulettes destinées à la réduction directe augmentera probablement de 200 millions de tonnes, et la demande de ferraille augmentera de 230 millions de tonnes. Pour une meilleure perspective sur ces chiffres : au cours des 17 dernières années, la production annuelle de boulettes de qualité RD a augmenté de 100 Mt. Au cours des 17 prochaines années, l’industrie sidérurgique doit maintenant obtenir le double de ce volume annuel, soit 200 Mt. 

 

 

Cette tendance entraîne à son tour une hausse des prix des boulettes de qualité RD, imputable aux coûts liés à l’amélioration de la qualité du minerai, au coût du bouletage et au niveau de la demande du marché. Au cours des trois dernières années, la prime a augmenté et cette tendance à la hausse devrait se poursuivre. Les effets des augmentations des primes sont doubles. Premièrement, elles encouragent la mise sur le marché de davantage de ressources. Deuxièmement, elles entraînent une hausse du coût de la décarbonisation.   

En ce qui concerne la ferraille, le recours aux FA pour produire des aciers de qualités actuellement fabriquées par des hauts fourneaux sera limité par la propreté de la ferraille : le niveau des impuretés présentes dans la ferraille comme le cuivre, l’étain et le vanadium doit donc être maintenu à un niveau minimal pendant le processus de collecte, car elles ne peuvent pas être éliminées à une autre étape. Cette nouvelle demande en ferraille de grande qualité, en hausse constante, limite la disponibilité. La ferraille se fait déjà rare du fait du recyclage continu de l’acier – ironiquement, c’est l’un de ses principaux attributs. Cela signifie que pour les producteurs d’acier, il sera de plus en plus difficile de compter entièrement sur la ferraille comme matériau intrant pour la production d’acier afin de remplacer le fer de haut fourneau de grande pureté. Certains producteurs d’acier acquièrent déjà des installations de production de ferraille, ce qui signifie que l’approvisionnement en ferraille deviendra encore plus limité et coûteux pour les autres aciéristes.  

Il est essentiel que les dirigeants de l’industrie sidérurgique saisissent l’ampleur de cette situation et se concentrent davantage sur les intrants en fer comme le FRD et la ferraille. À l’échelle mondiale, le minerai de fer de qualité RD est abondant, mais sa répartition géographique est inégale. Une bonne compréhension de la géographie de cette ressource et des façons d’y accéder stimulera les investissements dans les technologies d’élaboration de l’acier à faibles émissions de carbone.   

 De toute évidence, un changement radical s’impose au sein de l’industrie, et est déjà en cours. Ce changement arrive en trois vagues de développement.

Les bourrasques de l'avenir

La première vague s’abat déjà sur l’industrie. Il s’agit d’une ruée vers le marché à forte intensité en capitaux, stimulée par la technologie et l’adoption du FRD et des FA. Ce processus absorbera les matériaux et la ferraille de qualité RD, augmentera les primes et forcera l’investissement dans la quantité limitée de ressources disponibles.  

La deuxième vague consiste à investir dans des installations de production de FRD et à s’assurer un accès en amont à du minerai de fer de haute qualité à teneur adéquate.   

Les vagues une et deux devraient prendre cinq à sept ans. L’Europe et l’Amérique du Nord sont les régions les mieux placées pour tirer pleinement parti des deux premières vagues, car elles combinent la disponibilité de matériaux d’alimentation, des services publics qui utilisent l’énergie verte, le gaz naturel et l’hydrogène, et un soutien gouvernemental alliant des subventions à des politiques. À l’inverse, de nombreuses régions, comme la Chine, l’Asie du Sud-Est et l’Inde, continueront de construire des hauts fourneaux dans un avenir proche jusqu’à ce que la réglementation commence à se durcir, ce qui les obligera à procéder à une décarbonisation.   

C’est à la troisième vague que les choses deviendront intéressantes. L’industrie doit donc déterminer comment composer avec des sources de minerai de fer de moindre qualité, qui constituent une grande partie du volume actuel. Ces producteurs fournissent des matériaux à l’Inde et à la Chine, ainsi qu’à nombre des aciéristes qui utilisent des hauts fourneaux partout dans le monde. À un moment donné, l’industrie devra imaginer un monde dans lequel les producteurs utilisant de hauts fourneaux à grand volume commenceront leur processus de décarbonisation. Cette situation peut représenter un risque pour de nombreux fournisseurs de minerai de fer et pour beaucoup de régions du monde qui doivent effectuer une transition ou faire face à une crise existentielle.  

 Cependant, l’avenir semble prometteur. Les producteurs de minerai de fer investissent activement dans la mise à niveau de réserves de faible qualité en boulettes de qualité RD ou dans la mise en œuvre de nouvelles technologies de fabrication du fer. À l’heure actuelle, il existe environ 40 à 50 nouvelles technologies de fabrication du fer différentes, qui se trouvent à plusieurs étapes de développement. Pour réussir, il faudra établir des partenariats entre les producteurs de minerai de fer, les aciéristes et les créateurs de technologies pour commercialiser ces technologies et assurer leur mise à l’échelle afin de prendre en charge des volumes de production importants. 

Le chemin à parcourir 

Hatch s’attaque à bon nombre de ces défis en investissant massivement dans son procédé de production de réduction d’acier (CRISP [Continuous Reduced Iron and Steelmaking Process]), un four de grande taille permettant la fonte efficace du FRD (y compris pour la qualité de haut fourneau) et de la ferraille pour la conversion en fer ou en acier.   

Quel que soit le chemin choisi sur la voie vers la décarbonation, les producteurs d’acier doivent savoir que dans l’industrie, il ne suffit plus de gérer ses activités efficacement. Il s’agit maintenant de mettre au point de nouvelles technologies et de mettre en œuvre des projets pour transformer les activités à une échelle jamais vue depuis la transition de l’aciérage à foyer ordinaire à des procédés basiques à oxygène. L’avenir de l’industrie sidérurgique repose sur l’innovation, la collaboration et un engagement constant en faveur de la durabilité. En adoptant ces changements, l’industrie essuiera les bourrasques de la transformation et en sortira plus forte, plus respectueuse de l’environnement et plus résiliente.