Comment l'hydrogène, les fours à arc électrique et l'énergie jouent un rôle dans les réfractaires durables

Les matériaux réfractaires, tels qu'ils sont utilisés aujourd'hui, n'ont pas atteint leur plein potentiel du point de vue de la durabilité. Si l'on considère leur utilisation dans des industries à forte consommation d'énergie, comme le ciment (où la production représente près de 7 % des émissions mondiales de CO₂) et l'acier (où la production représente près de 8 % des émissions de CO₂), le moment est venu de changer.

Lisez la suite pour découvrir comment les tendances en matière de durabilité telles que l'hydrogène vert, les fours à arc électrique (EAF) et l'efficacité énergétique jouent un rôle dans la production d'acier et de ciment.

L'introduction de la technologie de l'hydrogène vert dans les produits de la métallurgie et du ciment est en cours depuis un certain temps. De nombreuses entreprises du monde entier l'introduisent comme alternative au gaz, au charbon et aux déchets dans le cadre d'une approche plus écologique de leur production. Ce changement joue un rôle de plus en plus important, car les industries de l'acier et du ciment représentent ensemble environ 15 % des émissions de carbone mondiales.

Pour que ce changement se produise, les formulations réfractaires devront être complètement repensées pour résister aux températures élevées et à la corrosion liées à l'utilisation d'hydrogène. Là où l'industrie est toujours en retard, c'est la question du niveau des prix. Aujourd'hui, l'hydrogène coûte environ 4 €/kilo. Ce prix doit tomber à 1 euro le kilo pour être compétitif et avantageux.

Mais lorsque nous réussissons, nous sommes moins dépendants des sources de gaz naturel et nous pouvons plutôt compter sur l'énergie produite par les parcs éoliens et les panneaux solaires pour produire de l'hydrogène. Cette approche de production d'hydrogène est plus durable et constitue un élément clé pour atteindre les objectifs de zéro émission nette fixés dans le monde entier.

L'ancien procédé des hauts fourneaux (BOF) est abandonné car de nouvelles approches avec les fours à arc électrique (EAF) peuvent être utilisées avec de l'hydrogène, réduisant ainsi les émissions. Les EAF consomment beaucoup moins d'énergie et l'énergie produite dans le cadre de leurs activités peut être recyclée et réutilisée à nouveau, s'inscrivant ainsi dans la perspective globale de l'économie circulaire.

ArcelorMittal, par exemple, investit 1 milliard d'euros en Espagne pour réaliser ce changement, la plaçant ainsi sur la bonne voie pour devenir l'une des rares aciéries à atteindre zéro émission de carbone au monde.

Grâce à EAF, la production nécessitera moins de produit réfractaire par tonne d'acier car les matériaux seront de meilleure qualité et seront donc plus performants car par rapport à ceux utilisés dans le BOF traditionnel.

Après la flambée des prix de l'énergie de l'été 2022 et les prévisions selon lesquelles l'énergie devrait augmenter en moyenne de 46 % en 2023 par rapport aux années précédentes, les réfractaires doivent donner la priorité aux formulations pour l'efficacité énergétique.

Les industries à forte intensité énergétique, comme l'acier et le ciment, se concentrent sur les matériaux isolants en raison du rôle essentiel qu'ils peuvent également jouer dans les économies de coûts. L'une des tendances que nous observons tous les jours est l'utilisation de solutions modernes, telles que le moulage ultraléger pour réduire la consommation d'énergie et réduire la dissipation de la chaleur des fours.

En outre, l'une des clés de l'efficacité énergétique est d'améliorer les performances et la durabilité des produits afin de prolonger leur durée de vie. Cela permettra non seulement de prolonger la durée de vie du réfractaire, mais également de réduire le nombre d'arrêts de maintenance, ce qui permettra d'économiser du temps, des ressources et de l'énergie en évitant d'arrêter la production.

Adrian Garcia est directeur de marché chez IMCD Spain et responsable du développement commercial pour les solutions industrielles. En tant qu'expert en matériaux réfractaires, il a travaillé pendant plus de 8 ans avec des clients en Espagne et dans toute l'Europe pour développer des formulations innovantes permettant d'économiser du temps, de l'argent et des ressources.