État actuel des voies technologiques de décarbonation dans l'industrie sidérurgique indienne

On estime que la capacité de production d'acier de l'Inde pourrait atteindre 300 millions de tonnes d'ici 2030 (comme proposé dans la politique nationale de l'acier de 2017 de l'Inde) et potentiellement 500 millions de tonnes d'ici 2050. L'industrie sidérurgique indienne représente actuellement 5 % des émissions totales de gaz à effet de serre (GES) du pays et 34 % des émissions combinées des secteurs manufacturier et de la construction. À mesure que la production d'acier augmente, les émissions de GES de l'industrie augmenteront également. Dans un scénario de "statu quo", les émissions devraient presque tripler, passant de 295 millions de tonnes de CO2 en 2020 à 837 millions de tonnes de CO2 d'ici 2050. Il est donc crucial d'explorer des voies de décarbonation de l'industrie sidérurgique indienne pour garantir qu'elle atteigne ses objectifs d'émissions de carbone dans les délais prévus.
À ce jour, les solutions technologiques propres dans l'industrie sidérurgique indienne n'ont pas encore atteint la commercialisation et sont tout au plus au stade de la recherche et/ou des projets pilotes.
1. Amélioration de l'efficacité énergétique
L'amélioration de l'efficacité énergétique devrait être la priorité principale des entreprises sidérurgiques indiennes. Par rapport aux références internationales, la consommation d'énergie dans le processus de production d'acier en Inde est nettement plus élevée. Cela est largement dû à la prévalence de hauts-fourneaux obsolètes et inefficaces, ainsi qu'à une forte dépendance aux procédés de réduction directe à base de charbon.
2. Amélioration de l'efficacité de l'utilisation des ressources
L'amélioration de l'efficacité de l'utilisation des ressources est un autre levier important pour contribuer à réduire les émissions de CO2 dans le processus de production d'acier. Alors que la demande d'acier en Inde croît, encourager le recyclage des matériaux est crucial pour atténuer les impacts environnementaux indésirables.
Les mesures visant à améliorer l'efficacité de l'utilisation des ressources incluent l'augmentation de l'utilisation de ferraille dans le processus de fabrication de l'acier, la prolongation de la durée de vie des produits en utilisant des matériaux de meilleure qualité, et la réduction de la consommation d'acier en utilisant des produits en acier de qualité supérieure. Ces mesures réduisent la demande de production d'acier brut et ont un impact positif sur l'utilisation de l'énergie et les émissions de carbone.
3. Transformation des technologies
À court terme, les mesures visant à améliorer l'efficacité énergétique et l'efficacité de l'utilisation des ressources sont cruciales pour contribuer à réduire les émissions de carbone et la consommation d'énergie dans le processus de production d'acier.
D'un point de vue à moyen et long terme, l'industrie sidérurgique devra adopter de nouvelles technologies à faible émission de carbone. Cela nécessitera un passage de la production d'acier actuelle à base de charbon vers des technologies à base de gaz, réduisant ainsi considérablement les impacts environnementaux. D'un point de vue économique, l'utilisation de gaz naturel ou de gaz de synthèse deviendra une option de transformation réalisable.
En Inde, si le coût débarqué du gaz naturel est d'environ 6 à 8 dollars par MMBtu (million d'unités thermiques britanniques), alors la réduction directe à base de gaz pourrait concurrencer les voies de réduction à base de charbon. Certaines usines de fer à réduction directe (DRI) en Inde qui utilisent le gaz naturel comme agent réducteur dépendent déjà du gaz naturel importé. Par exemple, Jindal South West (JSW) Steel utilise 100 % de gaz naturel importé pour sa production de DRI. D'autres gaz, tels que le gaz de cokerie (COG) et le gaz COREX, sont également utilisés dans quelques aciéries en Inde.
4. Technologies de décarbonation profonde
Pour parvenir à la décarbonation dans le processus de production d'acier, il ne suffit pas d'améliorer simplement l'efficacité énergétique et des ressources ; l'accent doit être mis sur le développement à l'échelle commerciale de technologies révolutionnaires – par exemple, la technologie de capture du carbone.
L'élimination du CO2 des gaz d'aciérie peut être intégrée à la capture du CO2 pour fournir une source de gaz à haute teneur en CO2 et de haute qualité pour la capture du carbone, permettant ainsi une capture du CO2 à faible coût et faible énergie. PKU Pioneer adopte un procédé combiné d'adsorption par variation de pression (PSA) et de boîte froide, maintenant la consommation totale d'énergie pour capturer une tonne de CO2 en dessous de 2 GJ. Lorsqu'il est couplé à la séparation du CO pour les gaz d'aciérie, le coût total est encore réduit.
PKU Pioneer utilise son adsorbant à base de cuivre auto-développé pour purifier efficacement le CO à partir de gaz d'alimentation riches en H₂, N₂ et CH₄, atteignant une pureté allant jusqu'à 99,9 %. La technologie de séparation du CO par PSA résout le défi industriel de la séparation du CO de N₂ et CH₄ et a été largement appliquée dans la séparation et la purification du CO dans divers gaz d'alimentation. Parmi plus de 50 cas d'ingénierie réussis, le projet pilote d'unité PSA-CO de PKU Pioneer pour China Steel Corporation (CSC) est maintenant en service. Ayant satisfait aux exigences strictes des pays développés, PKU Pioneer a exporté la première la purification PSA-CO installation vers les États-Unis en 2024. La technologie de purification du CO par PSA joue un rôle crucial dans le développement continu des voies de décarbonation dans la production d'acier. Par exemple, dans les procédés de réduction directe à base de gaz (DRI), le CO de haute pureté séparé peut être utilisé comme agent réducteur ou matière première chimique, réduisant considérablement la dépendance au charbon traditionnel et diminuant les émissions de carbone. De plus, elle peut être intégrée à l'utilisation de l'hydrogène pour offrir davantage de possibilités de décarbonation profonde dans l'industrie sidérurgique.