L’acier vert et le défi du gaz naturel en Europe

Au cours des deux dernières années, presque tous les acteurs européens de l'acier plat ont annoncé le remplacement progressif de leurs hauts fourneaux (BF) à base de charbon à coke par des usines de réduction directe du fer (DRI) afin de décarboniser leur production d'acier. Les plus de 16 usines DRI actuellement annoncées représentent plus de 25 millions de tonnes1Tonnes métriques : une tonne = 2 205 livres. de capacité (pièce 1).

Pour de nombreuses usines DRI nouvellement construites, l’intention initiale était d’utiliser le gaz naturel (GN) comme matière première ou agent réducteur pour transformer le minerai en fonte brute dans un four à arc électrique (EAF) ou un four à arc immergé. Le fer serait ensuite utilisé dans un four basique à oxygène (BOF) pour produire de l’acier plat.

Cette voie de production DRI à base de GN, utilisée en combinaison avec un four EAF ou à arc submergé utilisant de l'électricité renouvelable, permettrait aux acteurs de l'acier de réduire de moitié en moyenne leur empreinte CO2 des scopes 1 et 2, soit d'environ deux tonnes de CO2 par métrique. tonne d'acier plat à environ une tonne de CO2 par tonne d'acier plat. Si l’on ajoute à cela que les prix du CO2 dépassent 100 € par tonne métrique de CO2, la diminution des quotas gratuits de CO2 et les prix historiques du GN d’environ 7 € par gigajoule (GJ) (moyenne en Allemagne, 2019-21), cette voie de production alternative se transformerait en liquidités. un coût compétitif par rapport à l'itinéraire BF-BOF dans les trois à cinq prochaines années.

En prenant l’exemple de l’Allemagne, les usines DRI annoncées doubleraient presque la demande de GN actuellement utilisé dans l’industrie sidérurgique, à environ 175 pétajoules (PJ), contre environ 120 PJ (demande approximative en Allemagne, 2020), en supposant que les usines DRI annoncées en Allemagne, fonctionneront à 100 % au GN lorsqu'ils commenceront la production vers 2026. Une seule et grande unité DRI de deux millions de tonnes consommerait environ un cinquième du GN actuellement utilisé dans l'ensemble de l'industrie sidérurgique allemande (environ 20 PJ) et augmenter la demande industrielle de GN en Allemagne d’environ 2 pour cent.

La création d’usines de réduction directe du fer utilisant du H2 ou une résurrection de l’utilisation et du stockage du carbone semblent être les options les plus viables pour les acteurs du secteur de l’acier plat afin de sauvegarder leurs efforts de décarbonation.

À l’avenir, les usines DRI basées sur le GN peuvent être converties relativement facilement pour fonctionner au H2 (hydrogène vert) – lorsqu’elles sont disponibles en volumes suffisants et à un coût compétitif – afin de permettre une réduction encore plus substantielle des émissions de CO2 qui permettrait aux acteurs du secteur de l’acier plat d’atteindre des empreintes CO2. inférieure à 0,6 tonne de CO2 par tonne d'acier plat. Les usines DRI sont donc essentielles pour que les acteurs européens de l’acier atteignent leurs objectifs de neutralité carbone.

L’invasion de l’Ukraine en février 2022 a de profondes conséquences humaines, sociales et économiques, dans tous les pays et secteurs. Les implications de l’invasion évoluent rapidement et sont intrinsèquement incertaines. Jusqu’à présent, l’invasion de l’Ukraine a créé des considérations supplémentaires pour les acteurs européens de l’acier qui envisagent d’investir dans la mise en place d’une filière de production de GN-DRI. En particulier dans les situations de perturbation prolongée (scénario deux) et de perturbation importante (scénario trois), telles que décrites dans l'article de McKinsey sur la guerre en Ukraine, les sidérurgistes pourraient constater l'impact continu des conditions suivantes :

En outre, les prix du charbon à coke dépassent 500 € par tonne (prix moyen du charbon à coke en Europe, mars 2022), contre 170 € par tonne (2019-2021) pour la route traditionnelle BF-BOF. Ensemble, ces facteurs signifient que la faisabilité, le calendrier et la compétitivité des investissements GN DRI doivent être réévalués, en reconnaissant l'impact sur la feuille de route de décarbonation et la capacité à atteindre les objectifs de réduction de CO2 fixés par les acteurs de l'acier.

Nous envisageons actuellement quatre scénarios potentiels d’impact sur la construction d’usines DRI :

Dans le scénario A, les acteurs du secteur de l’acier plat pourraient avoir des difficultés à atteindre leurs objectifs de décarbonation en raison du potentiel limité des mesures de décarbonation progressives. Le scénario D est probablement limité en raison d’un approvisionnement supplémentaire insuffisant en ferraille d’acier (de haute qualité). Ainsi, les scénarios B et C semblent être les options les plus viables pour les acteurs du secteur de l’acier plat afin de préserver leurs efforts de décarbonation.