Acier durable, renouvelable et vert : chimère ou réalité ?
L’acier est le composant le plus utilisé dans la construction d’infrastructures, d’instruments et de dispositifs nécessaires à la production d’énergies renouvelables, tels que les éoliennes, les panneaux solaires, les pylônes électriques et les moteurs, les transformateurs et les générateurs électriques. Ce métal est donc un matériau absolument indispensable pour produire l’énergie dite verte. Cette dépendance […]
Última modificación: 28 octobre 2023
L’acier est le composant le plus utilisé dans la construction d’infrastructures, d’instruments et de dispositifs nécessaires à la production d’énergies renouvelables, tels que les éoliennes, les panneaux solaires, les pylônes électriques et les moteurs, les transformateurs et les générateurs électriques. Ce métal est donc un matériau absolument indispensable pour produire l’énergie dite verte. Cette dépendance implique cependant une série de défis non résolus, tels que le fait que la même production d’acier durable, renouvelable et vert est encore loin d’être atteinte, car elle génère une grande quantité de dioxyde de carbone (CO2) qui est rejetée dans l’atmosphère.
Le triple paradoxe de l’acier dans les énergies renouvelables
Comme nous l’avons déjà expliqué dans des articles précédents, comme celui traitant du recyclage de l’acier, puisqu’il est partout, y compris dans les infrastructures de transport et d’énergie, la construction de bâtiments et la fabrication d’outils du quotidien, l’acier est lié au progrès technologique des sociétés. Actuellement, il est également un protagoniste dans la génération d’énergies renouvelables.
Toutefois, la fabrication d’acier est encore loin d’être renouvelable, au sens d’être inépuisable, encore moins durable et verte. Bien qu’il soit hautement recyclable, il est toujours produit en grande quantité dans des hauts fourneaux, car la demande est supérieure à ce que l’acier recyclé peut satisfaire, et ces fourneaux émettent de grandes quantités de dioxyde de carbone dans l’atmosphère et contribuent au réchauffement climatique.
Un objectif de l’utilisation des énergies renouvelables devrait donc être de réduire l’utilisation de l’acier, mais il est nécessaire pour fabriquer les structures qui y parviennent. Et plus on utilise d’acier pour y parvenir, plus les combustibles fossiles peuvent être déplacés. C’est un triple paradoxe qui constitue l’un des principaux enjeux de l’industrie de l’acier et des énergies renouvelables.
Une éolienne comme exemple de l’ampleur du paradoxe
Un exemple de ce paradoxe est dans ce que nous appelons les moulins à vent ou les éoliennes. La tendance actuelle est de les rendre de plus en plus grands car cela les rend énergétiquement plus efficaces. Le mât d’une éolienne mesure généralement environ 120 mètres de haut, comme un bâtiment d’environ 40 étages, tandis que sa largeur est souvent d’environ 4 mètres de diamètre, qui se réduit à environ 2 mètres à son point le plus haut. Si l’on ajoute les hélices à cette structure, qui comportent 3 pales d’environ 55 mètres de long (si l’on ajoute le diamètre de l’ensemble, elle est supérieure à 110 mètres), on peut imaginer la quantité d’acier que nécessite la construction.
Son poids est généralement d’environ 150 tonnes (équivalent à environ 110 voitures de taille standard), dont environ 90 % sont en acier. Une éolienne nécessite donc environ 135 tonnes d’acier, dont la production émet environ 24 tonnes de CO2 dans l’atmosphère dans le cas où il soit dans des fours électriques (qui représentent par exemple 66 % en Espagne, comme l’explique cet article de La Vanguardia), qui ont réduit cet impact à l’égard des fours à coke, qui est un combustible fossile très polluant. Ceci doit être pris en compte lors du calcul des économies de l’émission de dioxyde de carbone.
L’enjeu : réduire le CO2 généré pour obtenir de l’acier
Combien d’acier faudrait-il pour relever les défis énergétiques durables de 2050 ? Est-il compatible de produire de l’acier et d’atteindre ces objectifs ? Jetons un coup d’œil au graphique ci-dessous.
Comme nous pouvons le voir, d’énormes quantités d’acier sont nécessaires pour produire les structures que ces défis énergétiques durables exigent, et cette production d’acier émet plus de CO2 que la somme de tous les bus, autocars, voitures et motos dans le monde, comme cet article de Bloomberg. Et c’est que malgré le fait qu’en Espagne les fours à coke ont été considérablement réduits, ils représentent encore 78 % dans le monde.
L’acier recyclé réduit une fois et demie le CO2 dans l’atmosphère par rapport à l’acier produit à nouveau, mais vu que le volume d’émissions est si élevé, on ne peut pas dire qu’il soit la solution à ce paradoxe.
Deux solutions possibles au paradoxe de l’acier durable
Actuellement il existe deux manières de produire de l’acier, comme nous l’avons avancé un peu plus haut : avec hornos de oxígeno básico o BOF en inglés o con des fours à oxygène basiques ou BOF en anglais, ou avec des fours électriques, ou EAF en anglais. Dans les fours BOF, la fonte est transformée en acier liquide par élimination du carbone présent dans le fer avec de l’oxygène, tandis que dans les fours à arc électrique, le liquide d’acier est produit (ou il est recyclé) principalement à partir de ferraille avec l’énergie électrique. Les deux processus génèrent de grandes quantités de CO2 dans l’atmosphère, bien que le second y contribue moins que le premier.
Remplacer le charbon par de la biomasse
La biomasse est une source d’énergie qui utilise toute matière organique, comme le bois ou les déchets agricoles. Les producteurs d’acier trouvent cette option très intéressante car elle implique de changer de combustible tout en captant les émissions de CO2 sous terre, ce qui minimise le coût de moderniser la sidérurgie. Cependant, la production de biomasse n’est pas sans problèmes pour l’environnement, car elle introduit des dilemmes tels que décider de planter des arbres pour utiliser leur bois comme énergie ou d’utiliser les mêmes terres pour cultiver des aliments.
Utiliser de l’hydrogène renouvelable
C’est l’alternative qui se rapproche le plus de l’acier vert : l’utilisation d’hydrogène renouvelable comme combustible alternatif dans les fours à acier. Le défi qu’il pose, cependant, est le coût élevé du changement pour l’industrie sidérurgique : l’eau doit être séparée avec de l’électricité propre, et cela n’est pas seulement coûteux, mais nécessite d’énormes quantités d’énergie renouvelable pour y parvenir. Avec cette solution, il ne serait pas actuellement possible de produire qu’environ 2 % de ce dont l’industrie sidérurgique aurait besoin pour atteindre les objectifs de l’énergie durable en 2050.
Le point fort de l’utilisation de l’hydrogène est qu’au lieu d’injecter du charbon dans la production de fonte brute qui est transformée en acier, de l’hydrogène renouvelable est injecté dans l’une des tuyères du four, qui au lieu de produire du CO2 comme le charbon, produit de la vapeur d’eau. Cela signifie que jusqu’à 20 % de CO2 peuvent déjà être économisés à ce stade du processus de production de métal. Des tests pilotes sont déjà en cours en Allemagne et en Suède pour faciliter l’utilisation des énergies renouvelables et atténuer les émissions de CO2 que cette solution entraîne.
Ferros Planes mise sur atteindre l’acier vert
Ferros Planes est un fournisseur de tubes en acier pour la fabrication de panneaux photovoltaïques et d’autres structures de production d’énergie propre, misant sur l’utilisation croissante d’acier provenant de fours utilisant des énergies renouvelables.
