Cette méthode suédoise peut-elle révolutionner la sidérurgie ?

Dans un nouveau bâtiment étincelant de la ville de Luleå, dans le nord de la Suède, le sidérurgiste SSAB utilise une nouvelle méthode de fabrication qui pourrait révolutionner l’industrie très polluante en éliminant la quasi-totalité de ses émissions de CO2.

Mais faire fonctionner la méthode à grande échelle pose des défis majeurs et la technique n’est peut-être pas la solution miracle que tout le monde espère. Les critiques soutiennent que cela pourrait simplement pousser les émissions ailleurs.

Trouver des moyens de décarboner l’acier, composante indispensable de l’industrie moderne, est l’une des clés pour réduire drastiquement les émissions de carbone pour atteindre les objectifs climatiques.

Parmi les industries lourdes, la production de fer et d’acier est le premier contributeur aux émissions de CO2, selon l’Agence internationale de l’énergie.

L’Association mondiale de l’acier estime que l’industrie représente environ sept à neuf pour cent des émissions anthropiques dans le monde, avec environ 2,6 milliards de tonnes de CO2 émises en 2020.

À Luleå, l’aspect stérile du nouveau bâtiment contraste fortement avec le haut fourneau couvert de suie voisin qu’il est censé remplacer.

Allumé par la lueur orange caractéristique du métal fondu alors que la fonte liquide s’échappe, le haut fourneau est la principale méthode de production d’acier aujourd’hui.

“En remplaçant la technologie d’un haut fourneau normal où nous utilisons du charbon et émettons du CO2, nous nous retrouvons avec de l’eau ordinaire à la place”, a déclaré à l’AFP Monica Quinteiro, responsable du site SSAB, lors d’une visite de l’installation pilote HYBRIT.

« Nous pouvons réduire les émissions de CO2 de la sidérurgie de 90 % », ajoute-t-elle.

HYBRIT est une collaboration entre le sidérurgiste SSAB, l’entreprise publique Vattenfall et la société minière LKAB.

Éliminer l’oxygène

Le minerai de fer qui sort d’une mine est généralement riche en oxydes, des composés chimiques constitués de fer et d’oxygène, dont la forme la plus connue est la rouille. Pour fabriquer de l’acier, cet oxygène doit être éliminé.

L’air chauffé à plus de 1 000 °C (1832 °F) est introduit dans le haut fourneau, provoquant la réaction du coke avec l’oxygène qui est ensuite libéré sous forme de CO2, ce qui entraîne près de deux tonnes de CO2 pour chaque tonne d’acier produite.

Dans l’installation HYBRIT, l’oxygène est évacué différemment.

« Au lieu d’utiliser de l’air chauffé, nous faisons circuler de l’hydrogène gazeux chaud », explique Quinteiro.

L’hydrogène, comme le carbone du coke, se lie à l’oxygène du minerai de fer, créant à la place de l’eau.

Si la réduction dite directe du fer n’est pas totalement nouvelle, HYBRIT se distingue en utilisant de l’hydrogène – produit par électrolyse – et en garantissant que toute l’électricité du processus de production est d’origine renouvelable.

Alors que l’acier est composé principalement de fer, du carbone doit être ajouté.

“Mais c’est une très, très petite quantité que nous devons ajouter à la fin du processus de fabrication”, explique à l’AFP Martin Pei, directeur technique de SSAB et initiateur du projet HYBRIT.

Si le projet pilote réussi peut être étendu, « Nous pouvons en principe résoudre la cause première des émissions de CO2 », explique Pei.

Des défis demeurent

En août, SSAB a expédié le premier lot de tôles d’acier – 25 tonnes – fabriquées avec le nouveau procédé – qu’elle étiquette sans fossile – au constructeur de camions Volvo.

C’est une goutte dans l’océan par rapport aux 1,86 milliard de tonnes d’acier expédiées par les sidérurgistes en 2020, selon la World Steel Association. Mais SSAB vise à fabriquer 1,5 million de tonnes d’« acier sans fossiles » par an à partir de 2026, contre sa production actuelle de 7,5 millions de tonnes par an.

Le plus grand obstacle à la production à grande échelle est l’accès à l’électricité, en particulier celle produite à partir de sources renouvelables. Pour fonctionner à grande échelle, SSAB aurait besoin d’environ 15 térawattheures (TWh) d’électricité par an, et pour ses opérations minières, LKAB a besoin de 55 TWh.

Ensemble, cela représente environ un tiers de la consommation totale d’électricité de la Suède.

Coûts cachés?

Tout le monde n’est pas fan de l’approche.

“Cela nécessite des quantités énormes d’électricité, à un moment où la production d’électricité est déjà mise à rude épreuve”, a déclaré à l’AFP Christian Sandström, professeur agrégé à la Jönköping International Business School.

Sandström et deux collègues ont écrit un article critiquant le projet en octobre et remettant en cause le label « sans fossile ».

“L’effet net de cet acier à base d’hydrogène est une consommation d’électricité plus élevée et d’après ce que nous pouvons voir, il n’y a aucun signe que l’électricité va sans fossile”, a déclaré Sandström.

L’augmentation de la production de SSAB ne réduirait guère les émissions d’acier à l’échelle mondiale : en termes de tonnage, SSAB n’était classé que 52e parmi les producteurs d’acier mondiaux en 2020, selon la World Steel Association.

Mais d’autres parient que c’est peut-être l’avenir.

En février, la nouvelle société suédoise H2 Green Steel a annoncé son intention de construire une installation qui serait opérationnelle en 2024.

Et le chinois HBIS, le troisième producteur mondial d’acier, a annoncé en mai qu’il avait commencé la production sur une installation de démonstration pour sa propre réduction directe du fer à l’aide d’hydrogène.

Article de Johannes Ledel de l’AFP