Découvrez comment des chercheurs et des entreprises travaillent ensemble pour transformer la production d’acier, réduisant considérablement les émissions de CO2 grâce à l’utilisation de l’hydrogène vert.
L’acier est un matériau essentiel dans de nombreux domaines, notamment la construction, les véhicules et les appareils ménagers. Sa production génère d’importantes émissions de dioxyde de carbone.
En Allemagne, par exemple, la production d’acier est responsable de près de 28 % des émissions totales de CO2 de l’industrie. Pour lutter contre ce problème, des chercheurs du Fraunhofer, de TS ELINO GmbH et de Salzgitter AG travaillent sur la conversion d’une aciérie existante en méthodes de production neutres pour le climat.
L’hydrogène vert pour remplacer le coke
Le but est de produire de l’acier par la réduction directe du minerai de fer avec de l’hydrogène, remplaçant ainsi complètement le coke nocif comme agent réducteur.
L’hydrogène nécessaire à cette méthode est produit par des processus d’électrolyse utilisant de l’électricité provenant de sources d’énergie renouvelables. Cette approche pourrait réduire les émissions de CO2 jusqu’à 97 %, contribuant ainsi de manière significative à la protection du climat.
Production d’hydrogène vert par électrolyse à haute température
L’hydrogène vert est produit par électrolyse, où une tension électrique est appliquée pour séparer la vapeur d’eau en hydrogène et oxygène. Les chercheurs du Fraunhofer IKTS ont développé des cellules et des piles d’électrolyse internes et ont utilisé leurs propres données de fonctionnement pour l’évaluation technico-économique du concept de procédé. En outre, le consortium a démontré la faisabilité du nouveau procédé dans l’étude MACOR et le projet de suivi BeWiSe.
Optimisation de la chaîne de processus et démonstration
Dans le cadre du projet BeWiSe, financé par le ministère fédéral allemand de l’Éducation et de la Recherche (BMBF), les chercheurs et leurs partenaires industriels optimisent l’ensemble de la chaîne de processus en termes d’efficacité énergétique et des ressources.
Une installation de démonstration de réduction directe d’environ 30 mètres de hauteur est également utilisée sur le site de Salzgitter AG. Le projet étudie également comment optimiser l’utilisation de l’eau et comment traiter l’eau formée lors de la réduction du minerai de fer avec de l’hydrogène pour une réutilisation maximale.
En synthèse
La production d’acier neutre en carbone est en passe de devenir une réalité grâce à l’utilisation de l’hydrogène vert et à la collaboration entre chercheurs et entreprises. Cette approche innovante pourrait réduire considérablement les émissions de CO2 et contribuer à la protection de notre climat.
Pour une meilleure compréhension
Qu’est-ce que l’hydrogène vert ?
L’hydrogène vert est de l’hydrogène produit par électrolyse de l’eau, en utilisant de l’électricité provenant de sources d’énergie renouvelables.
Comment l’hydrogène vert peut réduire les émissions CO2 dans la production d’acier ?
En remplaçant le coke nocif par de l’hydrogène vert comme agent réducteur, les émissions de CO2 peuvent être réduites jusqu’à 97 %.
Qu’est-ce que l’électrolyse à haute température ?
L’électrolyse à haute température est un procédé qui utilise la chaleur des processus à haute température pour augmenter l’efficacité électrique de l’électrolyse.
Quel est le rôle de l’installation de démonstration de réduction directe ?
L’installation de démonstration permet d’optimiser le processus de réduction et son interaction avec les autres étapes du processus, créant ainsi une base pour une production d’acier durable et faible en CO2.
Quand la production d’acier neutre en carbone pourrait-elle devenir une réalité ?
Salzgitter AG prévoit de convertir un tiers de sa production d’acier au processus respectueux du climat avec de l’hydrogène dès 2026.
Références
Légende illustration principale : Usine μDRAL – première usine de réduction directe fonctionnant de manière flexible avec de l’hydrogène et du gaz naturel dans une usine intégrée. © Salzgitter AG
Fraunhofer Institute for Ceramic Technologies and Systems IKTS. (2021). Green hydrogen for climate-neutral steel production.
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