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Jul 08, 2023

Comment rendre les camions verts, en utilisant de faibles

Étant donné que l’acier représente environ 8 % des émissions mondiales totales de dioxyde de carbone, il est essentiel de trouver des moyens plus propres et commercialement viables de le fabriquer.

Par Andreas Foller et Nancy Gillis

8 novembre 2022

Photo gracieuseté de Scania

[Cet article fait partie d'une série rédigée par des membres de la First Movers Coalition. Vous pouvez lire plus d’histoires sur l’initiative ici.]

L’acier est l’un des matériaux les plus polyvalents au monde – utilisé dans la fabrication d’innombrables outils quotidiens, des lames de rasoir aux vélos en passant par les camions et les éoliennes. Mais la fabrication de ce métal brillant et ductile est un processus sale et démodé qui a peu changé au cours des 150 dernières années. Étant donné que l’acier représente environ 8 % des émissions mondiales totales de dioxyde de carbone, il est essentiel de trouver des moyens plus propres et commercialement viables de le fabriquer. Pour atteindre les objectifs mondiaux de zéro émission nette, les émissions de l’industrie sidérurgique doivent diminuer d’au moins la moitié d’ici 2050, selon l’Agence internationale de l’énergie.

Le camionnage a un grand appétit pour l’acier, avec environ 5 tonnes de métal dans chaque véhicule. Environ 23 millions de bus lourds, de camions et de véhicules utilitaires légers ont été produits dans le monde en 2021, et la demande devrait augmenter. Ces volumes positionnent le secteur en bonne position pour stimuler le changement dans l'industrie sidérurgique.

Pendant ce temps, de plus en plus de véhicules passent à l’électrique. Scania, par exemple, a pour objectif d'électrifier la moitié des camions qu'elle vend d'ici 2030. Mais comme ces véhicules électriques à batterie (BEV) fonctionnent à l'électricité verte, la part des émissions de carbone du cycle de vie de chaque camion provenant du processus de fabrication grimpe à environ 85 pour cent. Cela signifie que d’ici quelques années seulement, la dette carbone des principaux constructeurs de camions passera de l’échappement à la chaîne d’approvisionnement.

Alors, comment les entreprises devraient-elles procéder pour s’approvisionner en « acier vert » ?

Une douzaine de technologies différentes, voire plus, sont testées pour résoudre le problème : la fabrication traditionnelle de l'acier utilise beaucoup de combustibles fossiles. Certaines innovations utilisent le gaz naturel comme carburant de transition, d’autres proposent d’intercepter les émissions des cheminées en utilisant le captage et le stockage du carbone. Une plus grande utilisation des déchets en conjonction avec les énergies renouvelables est également une option verte. Mais dans un secteur inondé d'acronymes, l'une des technologies les plus prometteuses pour fabriquer de nouveaux aciers plats de haute qualité à partir de minerai de fer est connue sous le nom de « H2 DRI + EAF ». Pour les non-initiés, cela peut nécessiter quelques explications et un (très) bref voyage dans le temps, jusqu’à l’âge du fer.

Il y a environ 3 000 ans, nos ancêtres ont découvert que chauffer des roches riches en fer sur un feu de charbon de bois produisait un métal liquide qui, une fois refroidi, devenait malléable. La majeure partie du fer actuel est fabriquée selon le même principe : faire fondre le minerai (avec de la chaux) dans un immense haut fourneau alimenté par du charbon à coke à plus de 1 600 degrés Celsius, et il en sort du fer liquide. Le problème est que l’oxygène libéré par le minerai se lie au carbone du coke pour émettre d’énormes quantités de CO2 – entre une et trois tonnes de gaz pour chaque tonne d’acier produite. Et la production mondiale d’acier avoisine les 2 milliards de tonnes par an.

C'est là qu'intervient le DRI, ou « fer réduit directement ». Le coke est remplacé comme combustible de combustion par de l'hydrogène, qui crée du fer tout en émettant du H2O comme sous-produit au lieu du CO2. Pour que ce procédé soit qualifié d'« acier vert », il est essentiel que l'hydrogène lui-même soit produit avec de l'énergie non fossile – et en grande partie, comme nous le verrons. La deuxième phase consiste à chauffer à nouveau le fer (sans coke) pour diminuer sa teneur en carbone et ainsi former de l'acier, un procédé peu modifié depuis les années 1850. Pour cette étape, l’EAF, ou « four à arc électrique », remplace le four à « oxygène basique » habituel, plus gourmand en carbone.

Même si la plupart des principaux producteurs d'acier des marchés développés expérimentent les procédés DRI-EAF, la technologie reste coûteuse et spécialisée. C’est là que la First Movers Coalition (FMC) du Forum économique mondial entend faire la différence. Le FMC est une initiative mondiale visant à exploiter le pouvoir d'achat des entreprises pour décarboner sept secteurs industriels « difficiles à réduire » qui représentent 30 % des émissions mondiales. Comme la technologie permettant de réaliser cette décarbonation en est encore à ses débuts, les « premiers arrivés » sont — pour adopter une analogie juvénile — les premiers à entrer sur la piste de danse, démontrant qu'il existe une demande et encourageant un certain nombre de partenaires à les rejoindre.

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