Acier décarboné : enjeux économiques et technologiques pour une industrie mécanique durable
Le secteur de la sidérurgie est en train de se transformer radicalement du fait de la transition écologique. Intégré depuis l'origine dans le système d'échange de quotas d'émission de l'UE (SEQE), les nouveaux objectifs à l'horizon 2030 du Pacte vert et de l'initiative « Fit for 55 » ainsi que la fin progressive des quotas de CO2 gratuits, vont accélérer ce mouvement. Cette transformation se base sur un certain nombre de technologies décarbonées, en particulier la Réduction directe (DRI – Direct Reduced Iron). Elle fait aussi évoluer le modèle de formation des prix, du fait du volume d'investissements nécessaires mais aussi de l'utilisation d'hydrogène comme principale matière première.
Aspects techniques
En ce qui concerne les hauts fourneaux (BF-BOF), les stratégies de décarbonation des sidérurgistes se structurent autour de deux grandes voies technologiques :
- L'abattement des émissions directes : Carbon direct Avoidance (CDA)
- Le captage et stockage du carbone : Smart Carbon Usage (SCU)
La voie Carbon Direct Avoidance regroupe les technologies permettant d'éviter les émissions de carbone lors de la fabrication de l'acier, notamment la technologie DRI. La DRI a un potentiel de réduction des émissions très important puisqu'elle permet d'obtenir des émissions de l'ordre de 0,05 tCO2/t d'acier, dans le cas de l'utilisation d'hydrogène vert, à comparer au hauts fourneaux actuels (émissions de l'ordre de 1,9 tCO2/t d'acier).
La décarbonation des fours électriques passe par l'amélioration de l'efficacité énergétique et par la décarbonation de l'électricité.
Aspects économiques
La question centrale ici est d'évaluer la structure de coût de la production d'acier décarboné et de la comparer avec celle de la technologie actuelle (BF-BOF). Cette comparaison entre les coûts de production va dépendre essentiellement du prix de l'hydrogène (et donc de l'électricité) et du prix du carbone.
Plusieurs études, d'origine privée ou publique, apportent des éléments économiques sur des échelles géographiques et de temps différentes. On peut notamment citer les études d'Hydrogen Europe (association européenne des producteurs d'hydrogène) de mai 2022 ou bien celle de l'ADEME d'octobre 2023.
Au-delà des différences méthodologiques et temporelles, les analyses présentées pour évaluer l'impact du coût carbone permettent de converger vers un minima, de l'ordre de +20%, sans pour autant placer un maxima qui reste très aléatoire.
Ces éléments sont à considérer avec prudence. D'une part, deux facteurs essentiels, le prix du carbone et le coût de l'électricité pour fabriquer l'hydrogène, sont potentiellement sujets à variabilité à l'horizon 2030 et a fortiori en 2050. D'autre part, la plupart des technologies d'abattement et de stockage du carbone sont en cours de développement ou d'expérimentation, avec une incertitude sur les montants d'investissements à engager.
L'acier vert aura par ailleurs besoin d'une demande pour se développer, notamment de la part des grands clients (mécanique, automobile et construction).
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