Une étude de l’University College de Londres suggère que la modernisation des usines de transformation du fer et de l’acier pourrait réduire les émissions de carbone jusqu’à 70 gigatonnes d’ici 2050. L’étude souligne l’importance de mises à niveau en temps opportun, indiquant qu’une avancée de cinq ans dans les travaux de réduction des émissions pourrait améliorer le potentiel de réduction.
Publié aujourd’hui (20 septembre) dans la revue Nature, une étude menée par des chercheurs de l’University College London (UCL) a découvert qu’en modernisant les installations mondiales de production de fer et d’acier, les émissions de carbone peuvent être réduites de 58,7 gigatonnes entre 2020 et 2050. Cela équivaut à peu près à deux années de carbone mondial net. émissions. En outre, ils ont constaté que le fait d’avancer les travaux de réduction des émissions cinq ans avant la date à laquelle ils seraient généralement prévus réduirait les émissions de 69,6 gigatonnes sur cette période. La production de fer et d’acier contribue à hauteur d’environ 7 % aux émissions mondiales totales de carbone.
L’approche de recherche
Pour élaborer ce calendrier, l’équipe de recherche a créé une base de données complète de 19 678 unités de traitement individuelles situées dans 4 883 usines sidérurgiques individuelles à travers le monde, répertoriées selon leurs caractéristiques techniques, y compris leur emplacement, leurs technologies de traitement, leurs détails de fonctionnement, leur statut et leur âge.
La production de fer et d’acier est un processus qui émet beaucoup de carbone. Les scientifiques ont découvert qu’en 2019, dernière année pour laquelle des données sont disponibles, 74,5 % de l’acier mondial était produit dans des centrales alimentées au charbon qui émettent des émissions de carbone considérables. Il existe des technologies permettant de réduire ces admissions, mais les mises à niveau sont coûteuses et longues et ne sont donc généralement entreprises qu’à la fin de la durée de vie opérationnelle d’une unité de traitement.
Informations sur le raffinement et la modernisation
Le raffinage est également exigeant pour l’équipement, et les unités de traitement individuelles de chaque usine doivent être modernisées périodiquement pour prolonger leur durée de vie opérationnelle. Dans l’ensemble, 43,2 % des usines sidérurgiques mondiales ont été modernisées avec de nouvelles technologies ou ont amélioré leurs processus pour prolonger leur durée de vie. La fréquence de leurs rénovations dépend de la technique utilisée et de leur âge, mais elles surviennent généralement après 15 à 27 ans d’utilisation.
L’équipe a constaté que si toutes les unités de traitement actuellement en activité étaient modernisées pour intégrer une technologie à faibles émissions au moment prévu de leur réaménagement, les émissions totales du secteur sidérurgique pourraient être réduites de 58,7 gigatonnes entre 2020 et 2050, mais si tous les réaménagements et les mises à niveau ont été avancées et achevées cinq ans plus tôt, les économies totales de carbone seraient supérieures de 16 % à 69,6 gigatonnes.
Efforts à l’échelle de l’industrie
Selon les chercheurs, les efforts d’atténuation devront être déployés au niveau de chaque installation, et la décarbonisation de l’ensemble de l’industrie sidérurgique dépend des efforts entrepris par chaque usine. En raison de la complexité et de la variété des méthodes utilisées dans la production d’acier dans le monde, il n’existe pas de technologie ou de solution de décarbonation universelle pour l’ensemble du secteur, et chaque unité de traitement doit être mise à niveau individuellement en fonction de ses spécifications techniques.
L’auteur principal, le professeur Dabo Guan (École de construction durable de l’UCL Bartlett) a déclaré : « Nos résultats apportent un contexte concret à la possibilité d’atteindre des émissions nettes de carbone nulles dans la production de fer et d’acier à l’avenir. En modernisant les usines existantes avec des technologies à faibles émissions de carbone et en améliorant la collecte et le recyclage des déchets, le secteur sidérurgique peut réduire considérablement ses émissions de carbone. Cette étude met en lumière les réductions d’émissions spécifiques possibles au sein de l’industrie sidérurgique.
Distribution technologique et recommandations
Environ 63 % de la production mondiale d’acier provient d’un type de haut fourneau à oxygène, tandis que la majeure partie de la capacité restante est produite par des fours à arc électrique. La modernisation de l’inventaire mondial des hauts fourneaux à oxygène permettra d’obtenir les économies nettes de carbone les plus importantes, soit environ 74 % des économies totales de carbone projetées. La mise à niveau des fours à arc électrique représenterait la deuxième plus grande économie nette de carbone, à environ 16 % de l’ensemble projeté, bien que cela puisse être limité par la quantité totale de ferraille disponible dans le monde, car la technique dépend du recyclage des métaux existants.
Les chercheurs espèrent que ces données pourront être utilisées pour identifier de meilleurs moyens de moderniser les aciéries vieillissantes avec des technologies de réduction des émissions afin d’atteindre plus rapidement zéro émission nette de carbone. La compilation de cette base de données mondiale accessible au public sur les usines sidérurgiques et le suivi de tous leurs âges et technologies ont considérablement amélioré le détail des données sur les émissions de carbone de la production mondiale de fer et d’acier.
Conseils aux décideurs politiques
Les chercheurs soulignent qu’en raison du large éventail de méthodes de production et de conceptions d’usines, les détails des améliorations individuelles et des efforts d’atténuation de chaque unité de transformation devront être définis sur une base individuelle. Leurs recherches aideront les décideurs politiques à créer une feuille de route indiquant quand et comment moderniser les usines sidérurgiques pour atteindre les objectifs de réduction des émissions.
Le premier auteur, Tianyang Lei, doctorant de l’Université Tsinghua, a déclaré : « Notre étude présente diverses voies d’atténuation des émissions de CO2 au niveau de l’usine, optimisant quand et comment moderniser chaque usine en fonction des itinéraires de traitement, de la dernière année de modernisation et de la durée de vie de l’exploitation, soulignant l’importance de modernisation précoce avec des technologies de décarbonation profonde pour atteindre zéro émission nette de carbone d’ici 2050. »
Disparités géographiques et principaux émetteurs
La base de données révèle d’autres informations sur l’industrie sidérurgique. Les régions géographiquement différentes ont tendance à utiliser des technologies et des techniques différentes en fonction des technologies et des matières premières disponibles dans la région. Certaines des usines de production à base de charbon les plus émettrices de carbone sont concentrées en Chine, au Japon et en Inde, tandis que les usines du Moyen-Orient et d’Amérique du Nord qui ont un meilleur accès aux ressources en gaz naturel utilisent des techniques qui émettent relativement moins de dioxyde de carbone.
Les cinq usines sidérurgiques les plus émettrices de carbone contribuent à 7 % des émissions totales de CO2 de l’industrie sidérurgique mondiale, mais ne représentent que 0,1 % du total de 4 883 usines. Il s’agit de : Anshan Iron & Steel (Chine), Posco – Pohang Iron & Steel (Corée du Sud), Shanghai Baosteel (Chine), Jiangsu Shagang (Chine), Maanshan Iron & Steel Group (Chine). Les chercheurs affirment que la modernisation de ces centrales afin de réduire leurs émissions de carbone démontrerait la faisabilité d’autres centrales similaires.
La recherche a été dirigée par l’UCL et menée en collaboration avec l’Université Tsinghua, l’Université de Pékin et le King’s College de Londres.
