Sidérurgie : réduction directe
Diminuez la consommation de gaz naturel des procédés de réduction directe du minerai de fer. Une DRI encore moins émettrice de CO2 et compétitive grâce à la production d’hydrogène.
Le secteur de la sidérurgie évolue - alors pourquoi Blue Capsule ?
Dans le secteur de la sidérurgie, les procédés MIDREX Flex et MIDREX H2 représentent l’évolution décarbonée de la technologie traditionnelle. MIDREX Flex permet l’utilisation flexible d’hydrogène et de gaz naturel selon la disponibilité et les contraintes économiques, tandis que MIDREX H2 fonctionne exclusivement à l’hydrogène. Ces technologies nécessitent des sources d’hydrogène décarbonées, créant une opportunité d’intégration avec une technologie comme Blue Capsule.
L’intégration du Blue Capsule avec MIDREX H2 nécessite l’alimentation en vapeur de 550 MW d’électrolyseurs SOEC, utilisant la totalité de la puissance thermique d’une unité. Cette configuration produit environ 110 000 tonnes d’hydrogène par an, suffisant pour une unité MIDREX de 2,5 millions de tonnes de fonte. Pour MIDREX Flex, une configuration hybride permet d’alimenter 260 MW de SOEC tout en produisant 30 MWe d’électricité pour les auxiliaires du procédé.
Impact environnemental et décarbonation
La substitution des hauts fourneaux par des procédés MIDREX décarbonés présente un potentiel de réduction d’émissions considérable. En France, le remplacement des 4 unités de hauts fourneaux existantes par MIDREX Flex permettrait d’éviter 14 millions de tonnes de CO₂ par an, tandis que MIDREX H2 éviterait 17 millions de tonnes. Ces réductions représentent une contribution significative aux objectifs climatiques nationaux.
L’utilisation d’hydrogène vert dans la réduction directe peut économiser près de 2 tonnes de CO₂ par tonne d’acier produit comparativement à la filière charbon traditionnelle. Cette performance environnementale, combinée à la qualité métallurgique supérieure du DRI, positionne favorablement les procédés MIDREX décarbonés sur le marché de l’acier bas carbone.
Défis économiques et réglementaires
La compétitivité économique des procédés MIDREX décarbonés dépend fortement de l’évolution des politiques climatiques. La fin programmée des quotas carbone gratuits en 2035 pour la sidérurgie européenne et la hausse du prix de la tonne de CO₂ renforcent l’attractivité économique de ces technologies. Une unité MIDREX Flex peut réaliser des économies de 720 millions d’euros par an par rapport aux hauts fourneaux pour une taxe carbone de 250 €/tonne en 2035.
L’acceptabilité industrielle nécessite également une sécurisation de l’approvisionnement en hydrogène décarbonée. L’intégration avec Blue Capsule répond à cette exigence en fournissant une source fiable d’électricité alimentant les SOEC – ce qui signifie que grâce à Blue Capsule le coût de l’H2 est moins dépendant des fluctuations du marché de l’énergie. Cette sécurité d’approvisionnement constitue un avantage concurrentiel majeur pour les sidérurgistes adoptant ces technologies
Le saviez-vous ?
La technologie MIDREX représente la solution de référence mondiale pour la réduction directe du minerai de fer, avec environ 80% de la production mondiale de DRI (Direct Reduced Iron) par four à cuve. Le procédé MIDREX utilise un gaz réducteur composé principalement d’hydrogène et de monoxyde de carbone pour réduire le minerai de fer à des températures de 800-1050°C, évitant ainsi la fusion complète nécessaire dans les hauts fourneaux.
La réaction de réduction principale s’écrit Fe₂O₃ + 3H₂ → 2Fe + 3H₂O pour la réduction par l’hydrogène, et Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂ pour la réduction par le monoxyde de carbone. Le procédé MIDREX traditionnel au gaz naturel produit le gaz réducteur par reformage du méthane selon CH₄ + H₂O → CO + 3H₂, nécessitant des températures élevées et une consommation énergétique importante.
