Un projet pilote de captage du CO2 mené avec succès chez ArcelorMittal à Gand confirme le potentiel de cette technologie pour réduire significativement l’empreinte carbone de la production d’acier
ArcelorMittal, en partenariat avec Mitsubishi Heavy Industries (MHI), BHP et Mitsubishi Development (MDP), a mené avec succès un projet pilote de captage de dioxyde de carbone (CO2) sur son site sidérurgique intégré de Gand. Le projet a permis de capter le CO2 présent dans les gaz de haut fourneau grâce à la technologie Advanced KM CDR Process™ développée par MHI, marquant ainsi l’achèvement réussi de la première phase d’essai (phase 1).
Les essais, à l’échelle pilote, ont permis d’atteindre des taux de captage supérieurs à 90 % et de recueillir des données techniques et opérationnelles essentielles pour évaluer la faisabilité d’un déploiement industriel de cette technologie sur le haut fourneau de Gand.
Les analyses réalisées à partir des résultats obtenus montrent qu’une application du procédé à l’ensemble du flux de gaz de haut fourneau avant combustion pourrait réduire jusqu’à 24 % l’intensité carbone du site de Gand. Étendue à plusieurs points d’émission de la chaîne de production, cette technologie pourrait contribuer à la fabrication d’un acier à très faibles émissions.
La deuxième phase du projet vise désormais à élargir le captage du CO2 à d’autres sources d’émissions du processus sidérurgique. Les essais porteront notamment sur les gaz issus du four à brames du laminoir à chaud.Ce four, alimenté au gaz, chauffe d’épaisses brames d’acier à la température nécessaire avant leur transformation en fines tôles laminées.
Phase 1 : des résultats concluants sur le captage du CO2 des gaz de haut fourneau
La première phase du projet était consacrée au captage du CO2 contenu dans une partie des gaz de haut fourneau et a totalisé plus de 4 500 heures d’exploitation.
Les essais ont démontré la faisabilité technique de la technologie de captage du carbone de MHI dans l’environnement exigeant d’une aciérie intégrée, au sein d'installations telles que le site d'ArcelorMittal à Gand. Les gaz de haut fourneau, qui sont des gaz de procédé non brûlés, contiennent en effet des poussières, des composés soufrés et diverses autres impuretés. Les résultats obtenus renforcent donc la confiance dans le potentiel de déploiement de cette technologie à plus grande échelle dans l’industrie sidérurgique.
Ces gaz renferment des quantités importantes de CO₂ mais aussi de monoxyde de carbone (CO). Au cours de cette phase d’essai, seul le CO₂ a été capté. Dans une aciérie intégrée, le monoxyde de carbone restant peut être valorisé sur le site pour produire de l’électricité et de la chaleur. Sa combustion génère toutefois de nouvelles émissions de CO2.
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[1] Réductions calculées au niveau des produits laminés à chaud selon une approche « cradle-to-gate », conformément à la méthodologie d’inventaire du cycle de vie (LCI) de la World Steel Association. Ces chiffres reflètent la capture du CO₂ avant combustion à partir des gaz de haut fourneau, ce qui permet de séparer environ la moitié de la teneur totale en carbone de ces gaz. Le carbone restant (sous forme de CO) est toujours rejeté sous forme de CO₂ lorsque les gaz sont brûlés pour produire de l'électricité et de la chaleur sur le site.
[2] 0,40 tonne d’équivalent CO₂ par tonne d’acier brut dans le cadre d’une production basée à 100 % sur le minerai de fer (sans ferraille), telle que définie par l’Agence internationale de l’énergie (AIE) et appliquée dans la norme internationale ResponsibleSteel V2.0 (seuil pour le niveau de performance 4, « near zero »). Source : AIE (2022), Achieving Net-zero Heavy Industry Sectors in G7 Members, AIE, Paris, licence : CC BY 4.0. Cette publication décrit également les limites du système utilisées pour le calcul de l’intensité des émissions, y compris les émissions en amont.
Phase 2 : cap sur le four à brames du laminoir à chaud
Dans le cadre de l’approche progressive adoptée pour ce projet, une nouvelle source d’émissions du site de Gand est désormais étudiée pour l’installation potentielle d’un système de captage du CO₂.
S’appuyant sur les enseignements de la phase 1, cette nouvelle étape portera sur la capture du CO2 émis après combustion par le four à brames du laminoir à chaud.
Ce four utilise comme combustible un mélange de gaz issus du processus sidérurgique, notamment le gaz de cokerie, le gaz de haut fourneau et le gaz de convertisseur, complétés par du gaz naturel. Cette combinaison en fait l’un des principaux points d’émission de CO2 dans une aciérie intégrée.
L’objectif est d’évaluer les performances de la technologie de MHI dans un contexte où la composition des gaz de combustion est plus variable et plus complexe. Les résultats apporteront des informations précieuses sur l’intégration du captage du CO2 à différents stades du processus de production.
À terme, la combinaison du captage du CO2 sur plusieurs procédés pourrait permettre de mettre en place un circuit de production basé sur le haut fourneau avec des émissions résiduelles très limitées. Les enseignements tirés de cette phase serviront à actualiser les études techniques et à évaluer les possibilités d’un déploiement industriel.
Dans la continuité de la collaboration engagée lors de la première phase, ArcelorMittal met son site de Gand à disposition pour la poursuite des essais. MHI apporte sa technologie brevetée Advanced KM CDR Process™ ainsi que son expertise en ingénierie et en évaluation des procédés de captage du carbone. BHP et MDP, fournisseurs majeurs de matières premières destinées aux activités sidérurgiques européennes d’ArcelorMittal, contribuent au financement du projet.
Frederik Van De Velde, PDG d'ArcelorMittal Belgium:
« Avec nos partenaires, nous voulions mieux comprendre comment intégrer les technologies de captage du CO2 dans les aciéries existantes. Les résultats obtenus lors de cette première phase à Gand sont donc particulièrement encourageants. Le déploiement à grande échelle des technologies nécessaires à la décarbonation de notre industrie est une étape essentielle. Ce projet pilote nous a déjà permis d’acquérir des enseignements précieux. Je remercie chaleureusement nos partenaires ainsi que l’ensemble des collaborateurs d’ArcelorMittal qui ont contribué à son succès. Nous attendons désormais avec intérêt les premiers résultats des essais menés sur le four à brames du laminoir à chaud. »
Tatsuto Nagayasu, vice-président senior et responsable du département CCUS chez MHI :
« Avec plus de 4 500 heures de fonctionnement et des taux de captage dépassant 90 %, ce projet marque une étape importante pour l’application de la technologie de MHI dans l’industrie sidérurgique.Les essais ont démontré que l’Advanced KM CDR Process™ peut fonctionner efficacement dans un environnement complexe contenant des poussières, des composés soufrés et d’autres impuretés. Ils ont également fourni des données précieuses pour l’évaluation de futures applications commerciales. La prochaine phase, centrée sur le laminoir à chaud, nous permettra de mieux comprendre comment intégrer le captage du CO2 à plusieurs sources d’émissions au sein d’une aciérie en activité. Ce projet illustre le rôle que peut jouer l’expertise de MHI pour relever l’un des grands défis de la décarbonation industrielle. »
Dr Ben Ellis, vice-président chargé du marketing et du développement durable chez BHP :
« Les résultats de cet essai sont très prometteurs et démontrent le potentiel de réduction des émissions du haut fourneau et du processus de fabrication de l’acier intégré. Grâce à ce partenariat, nous avons testé une voie permettant de parvenir à des réductions significatives des émissions à court terme, ainsi qu’un levier potentiel pour une production d’acier au haut fourneau à émissions quasi nulles à plus long terme. »« Étant donné qu’environ 70 % de la production mondiale d’acier provient aujourd’hui de la sidérurgie par haut fourneau et que ce procédé devrait rester un procédé clé de fabrication de l’acier pendant les décennies à venir, il est essentiel que nous nous efforcions de réduire les émissions issues du procédé du haut fourneau tout en développant d’autres filières de sidérurgie. »
Tadashi Mizuno, directeur général et PDG de MDP :
« Les résultats obtenus lors de cette première phase renforcent notre conviction que le captage du CO2 à partir des gaz de haut fourneau peut constituer une solution efficace pour réduire les émissions du secteur sidérurgique. Les gains d’efficacité énergétique et l’utilisation de matières premières de haute qualité resteront essentiels dans les années à venir. Toutefois, des technologies telles que le captage du carbone ont également le potentiel de jouer un rôle déterminant dans la décarbonation à long terme de l’industrie sidérurgique. »
À propos de BHP
BHP compte parmi les principaux groupes mondiaux du secteur des ressources naturelles. Présente sur plus de 90 sites à travers le monde, l’entreprise emploie, avec ses sous-traitants, plus de 90 000 personnes. Ses produits sont commercialisés à l’échelle internationale.BHP se concentre sur les matières premières indispensables à la croissance économique mondiale et à la transition vers une économie bas carbone. La croissance démographique, l’urbanisation et l’amélioration du niveau de vie soutiennent une demande mondiale croissante pour ces ressources, une tendance appelée à se poursuivre à mesure que les efforts de décarbonation s’intensifient.
Grâce à un solide portefeuille de projets et à une démarche d’amélioration continue de ses activités, BHP est bien positionnée pour poursuivre son développement au cours des prochaines décennies dans ses quatre domaines clés : le cuivre, la potasse, le minerai de fer et le charbon métallurgique.
Pour en savoir plus sur notre approche en matière de climat : www.bhp.com/climate
À propos de Mitsubishi Development
Depuis près de 60 ans, Mitsubishi Development Pty Ltd (MDP) accompagne de nombreux secteurs industriels grâce à ses activités dans le domaine des ressources naturelles.MDP est une filiale détenue à 100 % par Mitsubishi Corporation, un groupe mondial intégré présent dans un large éventail de secteurs d’activité grâce à un vaste réseau de filiales et de partenaires à travers le monde.
Pour plus d'informations : www.mdp.com.au
À propos du groupe Mitsubishi Heavy Industries
Le groupe Mitsubishi Heavy Industries (MHI) figure parmi les principaux groupes industriels mondiaux. Ses activités couvrent notamment les secteurs de l’énergie, des infrastructures intelligentes, des équipements industriels, de l’aéronautique, de l’espace et de la défense.En associant technologies de pointe et expertise industrielle de longue date, MHI développe des solutions innovantes et intégrées qui contribuent à la neutralité carbone, à l’amélioration de la qualité de vie et à la construction d’une société plus sûre et plus durable.
Pour plus d'informations, rendez-vous sur www.mhi.com ou suivez-nous sur spectra.mhi.com
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