Bien que la production d'acier soit alimentée par le charbon depuis la révolution industrielle, l'industrie sidérurgique, comme d'autres industries, se tourne vers un avenir avec des émissions considérablement réduites de dioxyde de carbone et d'autres gaz à effet de serre. Cependant, les termes de cette transition ne sont pas clairs, et parfois différentes expressions sont utilisées de manière interchangeable, et parfois le même mot peut être utilisé dans une situation de « je pense » et « tu penses ».

Par exemple, l'expression courante « acier vert » est un terme marketing pour certaines personnes, sans définition ni portée, et peut être utilisée à volonté.

Mais d'autres pensent que « l'acier vert » est un terme certifié qui couvre l'ensemble du développement durable. Bien que les deux soient un peu extrêmes, comment le « vert » peut-il être appelé « acier vert » ? L'« acier vert » dont je parle est-il le même que l'« acier propre » ou l'« acier sans carbone » dont vous parlez ? Où se situe la ligne de démarcation entre « acier carbone neutre », « acier sans carbone » et « acier bas carbone » ?
Si ces ambiguïtés ne sont pas résolues, il n'est pas difficile d'imaginer où la discussion va s'enfoncer. Pour apporter plus de clarté sur les sujets que nous abordons, worldsteel standardise la signification de certains termes.

"Acier bas carbone"

En 2021, alors que la majeure partie de l'acier est encore produite à l'aide de combustibles fossiles comme agent réducteur, de nombreuses entreprises ont ou développent des technologies qui peuvent réduire considérablement les émissions de carbone des processus de fabrication d'acier de base, représentant une nouvelle gamme de produits sidérurgiques – l'acier à faibles émissions de carbone. Par exemple :

ThyssenKrupp et Nippon Steel ont lancé une série d'essais sur l'utilisation de l'hydrogène dans les hauts fourneaux pour réduire considérablement les émissions de CO2 de la production d'acier.

Emirates Steel aux Émirats arabes unis capture 800 000 tonnes de CO2 par an à partir du gaz de charbon enrichi en CO2 produit dans ses usines de production de fer et l'injecte ensuite dans des champs pétrolifères matures pour un stockage permanent.

Hesteel Group, une entreprise sidérurgique leader en Chine, construit un projet de démonstration de fer métallurgique réduit directement par hydrogène de 1,2 million de tonnes par an. Le projet utilisera des technologies d'hydrogène vert et bleu pour explorer une voie d'émission de carbone nulle pour les processus de production d'acier.

ArcelorMittal construit une grande installation à Gand, en Belgique, pour convertir les gaz résiduels de l'aciérie en éthanol, qui a un large éventail d'utilisations, y compris les carburants synthétiques. En 2018, le groupe chinois Shougang a également commencé à exploiter une installation commerciale similaire, produisant 30 millions de litres d'éthanol à vendre la première année.

La petite aciérie de Nucor Steel dans le Missouri, aux États-Unis, est la première aciérie aux États-Unis à utiliser l'énergie éolienne comme source d'énergie. L'usine est un projet de coopération entre Nucor Steel et la compagnie locale de services publics, et fournira de l'électricité à l'aciérie après que les deux parties auront conclu un accord d'achat d'électricité.

La société Evraz Group's Rocky Mountain Steel dans le Colorado, aux États-Unis, passe du charbon à l'énergie solaire. Ce sera la plus grande centrale solaire sur site du pays dédiée à un seul client.

La Green Steel Company du Brésil utilise 100 % de charbon de bois pour produire des produits en acier bas carbone.

Tata Steel développe de nouvelles technologies de fusion et de fusion grâce au projet HIsarna. La technologie HIsarna peut produire du fer sans utiliser de fours à coke ni d'installations de frittage, et produit un gaz de charbon enrichi en CO2 parfaitement adapté à la technologie CCS.
Tout acier produit à l'aide de ces nouvelles technologies peut être considéré comme de l'acier bas carbone, bien que « bas carbone » aujourd'hui ne signifie peut-être pas la même chose que « bas carbone » en 2050, car la réglementation, les attentes sociales et la technologie changent radicalement. Il existe différentes façons de désigner ces aciers de nouvelle génération dans l'industrie et les organisations connexes, qui sont énumérées ci-dessous. La World Steel Association préfère utiliser « acier bas carbone » car nous pensons que c'est plus intuitif et clair, tout comme « électricité bas carbone ».

"Acier vert"

Pour revenir à la question soulevée au début de cet article, de nombreux groupes utilisent et décrivent également « l'acier vert », généralement lors de la commercialisation de nouveaux produits plus respectueux de l'environnement. Il fait principalement référence à l'acier produit à l'aide de technologies de rupture, à l'acier produit à partir de ferraille, d'acier recyclé et remanufacturé, et à l'acier traditionnel produit par l'achat de quotas d'émissions de carbone ou de puits de carbone.

Compte tenu de l'incertitude et de la diversité de la signification de « l'acier vert » lui-même, l'association worldsteel n'utilisera pas le terme « acier vert ».

« Acier sans carbone »

Pour produire un véritable « acier sans carbone », le processus de production d'acier ne doit émettre aucun CO2, et il est difficile d'imaginer qu'une technologie de production puisse répondre à cette norme stricte en 2024. Bien que de nombreuses technologies évoluent dans cette direction, « sans carbone » est trop absolu. Dans la chaîne d'approvisionnement, des émissions de carbone résiduelles peuvent être générées en raison de l'utilisation d'électrodes contenant du carbone ou de gaz naturel dans des processus associés, ce qui peut ne pas être réalisable sans l'utilisation de puits de carbone pour compenser les émissions de carbone résiduelles.

De plus, le carbone est le composant essentiel de l'acier, ce qui le distingue du fer pur. Même si ce carbone allié peut être obtenu à partir d'énergies non fossiles, la présence de carbone suffit à montrer l'inadéquation du terme « acier sans carbone ».

« Acier carbone neutre » / « Acier neutre en carbone »

Cependant, si les gaz à effet de serre émis dans l'atmosphère pendant la production d'acier peuvent être équilibrés avec les émissions collectées de l'atmosphère à l'aide d'installations de puits de carbone, alors cet acier peut être appelé « acier carbone neutre » ou « acier neutre en carbone ».

Pour atteindre une véritable neutralité carbone, la production d'« acier carbone neutre » peut nécessiter une compensation dans d'autres secteurs. Si l'entreprise de production estime avoir atteint la neutralité carbone, elle doit assurer la transparence de ses limites de production, la transparence de ses méthodologies statistiques, et la haute qualité et la crédibilité des méthodes de compensation utilisées.

"Acier sans combustibles fossiles"

Quelques entreprises sidérurgiques ont commencé à promouvoir « l'acier sans combustibles fossiles ». Le soi-disant « acier sans combustibles fossiles » signifie qu'aucun combustible fossile (tel que le charbon ou le gaz naturel) ni aucune énergie dérivée de combustibles fossiles n'est utilisé dans le processus de production de l'acier.

Tout « acier sans combustibles fossiles » est de l'acier bas carbone, mais tout acier bas carbone ne peut pas être appelé « acier sans combustibles fossiles ». Par exemple, pour l'acier bas carbone produit avec capture et stockage du carbone (CSC), il peut encore utiliser du gaz naturel ou du charbon, mais n'émettre aucun CO2. Si de la biomasse est utilisée, il est important de s'assurer que la biomasse est approvisionnée de manière responsable pour répondre à la définition 1.

"Acier propre"

« Acier propre » est un terme utilisé dans l'industrie sidérurgique pour désigner l'acier avec de faibles niveaux d'impuretés, d'oxydes, d'additifs, ou l'acier avec de faibles ou ultra-faibles niveaux de carbone dissous dans les métaux.

Le terme est déjà couramment utilisé, ayant été utilisé par la World Steel Association dans son « Clean Steel Production Process Technology » de 2004, et a une signification spécifique. Par conséquent, la World Steel Association n'utilise pas le terme « acier propre » dans le contexte du changement climatique.

"Décarbonation"

Dans les conversations sur le changement climatique, le besoin de la société de se décarboner est souvent discuté. La World Steel Association n'utilise généralement pas le terme « décarbonation » pour désigner la production d'acier, car seules les émissions du processus de production d'acier doivent éliminer les gaz à effet de serre/CO2, et non le processus de production d'acier lui-même, ce qui est similaire à la raison pour laquelle on n'utilise pas « acier sans carbone ».

De nombreuses technologies de rupture prometteuses utilisent également le carbone comme agent réducteur chimique, mais empêchent les gaz à effet de serre nocifs d'être libérés dans l'atmosphère. Ainsi, bien que les émissions de notre industrie soient finalement décarbonées, le processus de production de fer lui-même pourrait ne pas l'être.
Technologies de rupture

Les technologies de rupture produisent de l'acier bas carbone d'une manière fondamentalement différente des technologies traditionnelles de haut fourneau, de fer réduit directement ou de four électrique. Les technologies de rupture actuellement en développement comprennent : la réduction par hydrogène, l'application de la CSC, l'électrolyse du minerai de fer, les ensembles de capture, utilisation et stockage du carbone (CCUS) et d'autres nouveaux processus de réduction métallurgique.

Hydrogène « coloré »

L'hydrogène est un catalyseur clé qui peut réduire considérablement les émissions de gaz à effet de serre dans l'industrie sidérurgique et est étudié par de nombreuses entreprises membres de worldsteel. L'hydrogène se voit souvent attribuer une couleur en fonction de sa capacité à réduire les émissions de carbone.

Lorsque worldsteel fait référence à l'hydrogène bas carbone, nous entendons par là :

Hydrogène vert : produit par électrolyse de l'eau à l'aide d'électricité renouvelable.

Hydrogène bleu : produit à partir de gaz naturel à l'aide d'une combinaison de reformage du méthane à la vapeur et de technologie CSC.

En outre, il existe de l'hydrogène produit par électrolyse à l'aide d'autres électricités bas carbone (telles que l'énergie nucléaire), ou de l'hydrogène produit à l'aide de la technologie CSC. Nous pensons que ce sont également des hydrogènes bas carbone.

L'hydrogène fossile fait référence à l'hydrogène produit à l'aide de combustibles fossiles mais sans utiliser de processus de réduction du carbone, comprenant principalement :

Hydrogène gris : Hydrogène produit à partir de gaz naturel par le processus de reformage du méthane à la vapeur ; comme ce processus n'utilise pas la technologie CSC, le dioxyde de carbone produit est rejeté dans l'atmosphère.

Hydrogène brun ou hydrogène noir : Hydrogène produit par la technologie de gazéification du charbon, cette couleur d'hydrogène produit des gaz à effet de serre considérablement plus élevés que les autres couleurs d'hydrogène.

Projet « Amélioration de l'efficacité énergétique »

Le projet « Amélioration de l'efficacité énergétique » est un processus d'évaluation d'efficacité en quatre étapes développé par la World Steel Association. Le projet vise à améliorer l'efficacité actuelle de la production d'acier et à aider les entreprises membres à atteindre le niveau des meilleures usines performantes au monde. Le projet « Amélioration de l'efficacité énergétique » est un plan de transition et ne peut pas fournir à l'industrie sidérurgique une solution aux défis du changement climatique.