Au-delà de l’électricité : l’hydrogène est-il la clé d’une fusion et d’un raffinage plus écologiques ?

Dans l’industrie métallurgique et minière, les principaux contributeurs aux émissions de CO2 sont les procédés de fusion et d’affinage. Jusqu’à présent, une grande partie des efforts de décarbonisation du secteur se sont concentrés sur l’électrification. Cependant, nous commençons à observer une tendance vers l’hydrogène pour remplacer les combustibles fossiles dans les processus métallurgiques.

Notre récent rapport, « Au-delà de l'électricité : l'hydrogène est-il la clé d'une fusion et d'un raffinage plus écologiques ? », fournit une analyse des émissions « du berceau à la porte » des émissions d'équivalent dioxyde de carbone (CO2e) des scopes 1 et 2 pour 2023.

L'analyse a été réalisée à l'aide des données de notre outil d'analyse comparative des émissions (EBT), couvrant les émissions provenant des activités minières et des opérations de fusion et d'affinage primaires.

Le rapport souligne les principales considérations dont les organisations doivent être conscientes dans leurs efforts de décarbonation. Comprendre les avantages de l’hydrogène dans les chaînes de valeur du fer, de l’acier et des métaux non ferreux aidera également les investisseurs à prendre des décisions plus éclairées.

Aujourd'hui, nous partagerons quelques-unes des informations précieuses du rapport. Pour télécharger un extrait plus détaillé du rapport, veuillez remplir le formulaire en haut de la page.

Les processus de fusion et d’affinage qui produisent des métaux clés sont responsables d’une quantité importante de gaz à effet de serre (GES). Ensemble, l'acier, l'aluminium, le cuivre et le zinc représentent près de 9,5 % des émissions mondiales.

L’industrie sidérurgique est actuellement la plus grande émettrice de GES parmi les métaux, contribuant à 7,0 % des émissions mondiales totales. Le secteur de l'aluminium est responsable de 2,0 %, tandis que le cuivre et le zinc représentent 0,2 % et 0,1 %.

Compte tenu de l'ampleur des différences entre les 10 % d'émetteurs les plus élevés et les plus faibles dans ces émissions, il est clair que chaque chaîne de valeur de production nécessite une approche unique en matière de décarbonation.

Notre rapport révèle que la production sidérurgique représente 93 % des GES de l’industrie métallurgique et minière en raison de l’utilisation du charbon dans les réactions métallurgiques. En revanche, la production de métaux non ferreux représente 62 % des émissions dues au mélange de combustibles sur place dans les centrales électriques ou au réseau électrique.

Malgré la nécessité de décarboner ces processus, la plupart des efforts mondiaux se concentrent actuellement sur des objectifs de consommation électrique. À l’inverse, les émissions de combustibles fossiles, en particulier dans l’industrie des métaux non ferreux, restent largement ignorées.

Il est donc évident que les organisations doivent regarder au-delà des mesures relatives à l’électricité verte et se concentrer également sur les innovations technologiques qui s’adressent au mix de production d’électricité plus large.

Dans la production sidérurgique, 93 % des émissions proviennent du processus de fusion, qui comprend l’utilisation de hauts fourneaux, de cokéfaction et d’usines de frittage.

Dans les opérations de raffinage, la production d’acier et l’utilisation d’usines de coulée représentent 5 % supplémentaires des émissions. Dans l’ensemble, l’impact carbone de la production d’acier représente 92 % des émissions, en grande partie dues à la combustion de carburants riches en carbone.

L’utilisation de l’hydrogène en remplacement des hauts fourneaux a été largement étudiée. Les recherches suggèrent que le combustible peut agir comme un nettoyant, ce qui en fait une alternative efficace au charbon et au coke en raison de sa capacité à réduire le carbone dans le processus de réduction directe du fer (DRI).

Nos recherches révèlent que 78 % des émissions de la chaîne de valeur de l'aluminium proviennent du processus de fusion, de la fonderie et de l'électrolyse. Les émissions d'électrolyse résultant du processus de réduction varient de 0 à 14 tonnes d'équivalent CO2/tonne d'aluminium.

En décomposant davantage le processus de raffinage de l'aluminium, 70 % des émissions proviennent de la vapeur lors de la digestion et 30 % proviennent de la combustion de combustibles fossiles lors de la calcination.

La société norvégienne d'aluminium Hydro a mené des expériences dans son usine de Navarre et a découvert que l'hydrogène pourrait remplacer le gaz naturel dans les fonderies et dans les processus de digestion.

De même, le groupe minier anglo-australien Rio Tinto et la société japonaise Sumitomo travaillent actuellement sur une proposition de construction d'une usine pilote d'hydrogène qui testerait le raffinage de l'alumine à faible teneur en carbone. L'initiative utilisera un électrolyseur de 2,5 MW avec une capacité de production de plus de 250 tonnes d'hydrogène par an, ce qui pourrait ouvrir la voie à l'adoption de l'hydrogène dans l'ensemble de l'industrie.