La région est bien placée pour diriger l’abandon de l’industrie de la production au charbon, si elle le souhaite.
Selon un rapport publié lundi par l’Ohio River Valley Institute, un groupe de recherche à but non lucratif, l’industrie sidérurgique de Pennsylvanie a le potentiel de mener une transition nationale pour réduire, voire éliminer les émissions de carbone si elle passait à la fabrication d’acier dit vert.
Le sud-ouest de la Pennsylvanie, où l’industrie est concentrée, possède les ressources en eau et en vent, ainsi qu’une longue histoire de fabrication d’acier, qui lui permettraient de passer du charbon à fortes émissions comme combustible pour la fabrication de l’acier, à l’hydrogène, qui peut être utilisé pour convertir le fer en acier brut dans un four à arc électrique. Si l’électricité qui alimente le four provient d’une source renouvelable, l’acier résultant serait presque exempt d’émissions de carbone, selon le rapport.
L’adoption à grande échelle de la fabrication «d’acier vert» pour l’acier primaire, déjà poursuivie par les principaux sidérurgistes en Espagne, en Allemagne et en Suède, réduirait les émissions d’une industrie qui est responsable de 7% des gaz à effet de serre mondiaux et de près d’un quart de les émissions industrielles mondiales, selon le rapport, intitulé « Green Steel in the Ohio River Valley ».
Nick Messenger, co-auteur, a déclaré lors d’une conférence de presse que les défis à l’adoption de l’acier vert incluent une pénurie régionale actuelle d’énergie renouvelable.
Mais une décision de l’industrie d’adopter l’acier vert pourrait stimuler la croissance de l’éolien et du solaire en Pennsylvanie et dans les environs, a-t-il déclaré. « Ce type de voie offrirait l’opportunité de développer une capacité éolienne et solaire beaucoup plus importante dans la région », a-t-il déclaré.
La Pennsylvanie produit plus d’électricité que tous les États sauf deux, le Texas et la Floride, et se classe juste devant la Californie, selon les chiffres de 2022 de l’Energy Information Administration. L’État tire plus de la moitié de son électricité de centrales électriques au gaz, environ un tiers du nucléaire et environ un dixième du charbon. L’éolien et le solaire sont loin derrière, avec 1,6 % pour l’éolien et 0,1 % pour le solaire à grande échelle. Pour la perspective, la part d’énergie éolienne et solaire de la Pennsylvanie se classe au 43e rang du pays.
L’acier vert aiderait à atteindre l’objectif fixé par l’Agence internationale de l’énergie de réduire les émissions de carbone de l’industrie de 50 % d’ici 2050 afin d’atteindre l’objectif climatique mondial de limiter la hausse des températures mondiales à 1,5 degrés Celsius par rapport aux niveaux préindustriels.
Lorsque l’hydrogène dit vert est produit à partir de sources renouvelables via l’électrolyse de l’eau, l’« acier vert » qui en résulte est pratiquement sans émissions.
En revanche, dans un haut fourneau conventionnel, le coke est brûlé à une température très élevée – près de 2 000 degrés Celsius – qui fait fondre le minerai de fer et produit du dioxyde de carbone. Mais un processus appelé réduction directe du fer (DRI) peut utiliser l’hydrogène comme «agent réducteur» pour éliminer l’oxygène du fer, ne produisant que de l’eau, pas de CO2. La technique de l’hydrogène fonctionne également à une température beaucoup plus basse, environ 1 000 degrés Celsius, ce qui nécessite également moins d’énergie.
« Pendant des générations, l’industrie sidérurgique a façonné l’économie et la culture de la vallée de la rivière Ohio ; désormais, l’acier sans combustible fossile produit avec une réduction directe à base d’hydrogène vert offre à la région une opportunité unique de remodeler l’économie locale et de redevenir un leader mondial », indique le rapport.
Il a fait valoir que l’adoption de la production d’acier vert aurait des effets économiques positifs sur une région où l’emploi dans l’industrie sidérurgique a déjà chuté, et qui devrait encore baisser si elle continue à faire « des affaires comme d’habitude ».
Les emplois dans l’industrie sidérurgique chuteraient d’environ 30% d’ici 2031 sans un changement dans la fabrication d ‘«acier vert», selon le rapport, mais les emplois régionaux augmenteraient de 27 à 43% si l’industrie investissait dans la production d’hydrogène sans fossile en utilisant l’énergie éolienne et solaire dans la région. En Pennsylvanie, l’industrie sidérurgique et la fabrication connexe ont soutenu environ 9 600 emplois directs en 2021, en baisse d’environ 28% par rapport à 2011, reflétant le déplacement continu des emplois à l’étranger, en particulier vers la Chine, qui produit désormais environ la moitié de l’acier mondial.
Le document prédit qu’un passage à la production d’acier vert pourrait créer 458 emplois directs et jusqu’à 2 200 emplois indirects dans la région, tandis qu’une approche de statu quo entraînerait des pertes de 328 emplois directs et jusqu’à 2 700 emplois indirects.
En dehors des États-Unis, il y a une augmentation des investissements et du développement dans l’acier DRI à base d’hydrogène. En 2022, une entreprise entre un producteur d’acier suédois et un fournisseur de minerai de fer finlandais a livré au groupe Volvo le premier acier commercial sans combustible fossile au monde. Le partenaire suédois, SSAB, prévoit de livrer des quantités commerciales d’acier à ses clients à partir de 2026. Plusieurs autres sidérurgistes européens, dont l’allemand ThyssenKrupp et l’espagnol ArcelorMittal, prévoient de faire de même cette année-là. En Asie, le coréen POSCO prévoit de tester la fabrication d’acier à base d’hydrogène d’ici 2028.
« Les États-Unis sont clairement en retard », indique le rapport, mais note que la société américaine ThREE Consulting a demandé au ministère de l’Énergie un financement pour étudier la faisabilité de la technologie à base d’hydrogène.
David Hess, ancien secrétaire du Département de la protection de l’environnement de Pennsylvanie, a déclaré que toute tentative d’utilisation de l’hydrogène pour fabriquer de l’acier vert signifierait un nouveau départ dans un État qui n’a actuellement aucune capacité d’hydrogène à l’échelle industrielle.
« Nous n’avons pas d’économie de l’hydrogène en Pennsylvanie ; nous devrons le construire à partir de zéro », a-t-il déclaré. « Vous avez besoin de l’usine pour la fabriquer, vous devez l’amener là où elle doit être, les personnes qui l’utilisent doivent avoir la technologie pour pouvoir l’utiliser. Il y a beaucoup de pièces mobiles auxquelles même mettre des chiffres.
En exigeant la nouvelle production d’électricité sans émissions, l’acier vert pourrait stimuler des industries telles que l’éolien et le solaire, créer des emplois dans les industries d’installation et de maintenance du réseau et renforcer les effets économiques positifs pour la région, selon le rapport.
Il a utilisé Mon Valley Works de US Steel, une opération sidérurgique intégrée avec trois sites dans le sud-ouest de la Pennsylvanie et un près de Philadelphie, comme modèle pour l’adoption potentielle de l’acier vert. L’entreprise prévoit déjà zéro émission nette de carbone d’ici 2050.
En 2021, US Steel a annulé un investissement prévu de 1,3 milliard de dollars dans Mon Valley Works et a déclaré que trois des batteries à coke de son usine de Clairton seraient définitivement inactives. L’objectif net zéro reposera sur l’augmentation de son utilisation des fours à arc électrique et sur la capture et la séquestration du carbone, a déclaré la société.
US Steel a refusé de commenter immédiatement le rapport de l’Institut, mais a noté qu’il s’était déjà engagé, avec Shell et la société énergétique norvégienne Equinor, dans un « centre d’énergie propre collaboratif » dans la région Ohio-Pennsylvanie-Virginie occidentale. Le hub se concentrerait sur les stratégies de décarbonisation, notamment la capture, l’utilisation et le stockage du carbone (CCUS) et la production et l’utilisation d’hydrogène. Les technologies CCUS éliminent les émissions de dioxyde de carbone des cheminées, puis stockent le gaz sous terre dans des formations géologiques ou l’utilisent pour fabriquer des produits comme des blocs de béton.
Les trois entreprises visent des émissions nettes de carbone nulles d’ici 2050 et recherchent des fonds du Département américain de l’énergie destinés à la création de 6 à 10 centres de ce type à travers le pays. L’un d’eux serait le hub du réseau de décarbonisation des Appalaches (ADN), qui a été approuvé par le gouverneur de Pennsylvanie Josh Shapiro, un démocrate.
Le rapport n’a pas proposé d’estimations de l’investissement nécessaire pour convertir l’industrie régionale à la production d’acier vert, mais a cité une estimation de 2021 du groupe GreenSteel pour l’Europe selon laquelle la conversion d’une usine à la technologie pour produire 1 million de tonnes par an coûterait 266 millions de dollars. .
En 2019, le secteur industriel de Pennsylvanie a produit plus de 86 millions de tonnes de gaz à effet de serre et un tiers de la production totale de CO2 de l’État. L’utilisation du procédé vert pour produire 2 millions de tonnes d’acier par an réduirait les émissions d’équivalent CO2 de l’État de 4,6 % par rapport au niveau de 2019.
La réduction des émissions permettrait à l’État d’économiser environ 380 millions de dollars par an en coûts sanitaires, sociaux et environnementaux, selon un calcul du «coût social du carbone» utilisé par l’État dans son plan d’action pour le climat 2019. Le comté d’Allegheny, dans le sud-ouest de la Pennsylvanie, possède l’une des pires qualités de l’air de l’État, car les inversions de température naturelles piègent les émissions de l’industrie sidérurgique qui y opère depuis plus d’un siècle.
Le plus grand défi à la production d’acier vert est que seulement 3% de l’électricité de la Pennsylvanie provient actuellement de sources renouvelables, selon le rapport. Il a estimé que la fabrication de 2 millions de tonnes par an d’acier sans combustibles fossiles nécessiterait que l’État double plus que sa production éolienne et solaire par rapport aux niveaux de 2022.
L’adoption de l’acier vert pourrait augmenter les émissions de gaz à effet de serre si la demande d’électricité en acier vert dépasse l’offre provenant de sources renouvelables, selon le rapport. À ce stade, l’électricité proviendrait de sources non renouvelables, et la demande supplémentaire de l’industrie sidérurgique pourrait ralentir la production d’énergie renouvelable pour les autres utilisateurs.
« La demande supplémentaire créée par la production d’acier sans combustible fossile pourrait mettre à rude épreuve l’installation en cours et émergente d’énergie solaire et éolienne », indique le rapport. « Paradoxalement, la production d’acier sans combustible fossile pourrait potentiellement détourner ou retarder la décarbonation du réseau si elle n’est pas conçue correctement. »
Un autre obstacle possible à l’acier vert serait la fabrication et le transport d’hydrogène, selon le rapport. On craint que cela ne rende les pipelines et leurs soudures cassants et sujets aux fuites, tandis que le transport par camion du gaz vers les sites sidérurgiques pourrait être coûteux.
Mais le rapport indique qu’une aide importante pourrait provenir de lois fédérales récentes – la loi sur la réduction de l’inflation, la loi bipartisane sur l’investissement et l’emploi dans les infrastructures et la loi CHIPS et scientifique – qui ont été conçues pour aider à réduire les émissions industrielles tout en renouvelant les infrastructures nationales.
Alors que les régulateurs, les investisseurs et le public exigent plus d’action de la part de l’industrie pour réduire les émissions, la région pourrait bénéficier en devenant l’un des premiers à adopter la fabrication d’acier vert, selon le rapport.
« Alors que de plus en plus de producteurs sont confrontés à des pressions réglementaires et sociales pour décarboner leurs processus de production et leurs chaînes d’approvisionnement, ils sont susceptibles d’investir dans des sites qui disposent déjà d’importantes infrastructures d’énergie propre », indique le rapport. « Dans des études de cas récentes, les entreprises qui ont été les premières à atteindre la neutralité carbone ont bénéficié d’avantages économiques positifs importants, notamment une augmentation des ventes, la fidélisation de la clientèle et une réduction des coûts d’exploitation. »
Le document souligne les conclusions d’une autre étude du Rocky Mountain Institute en 2019, qui a révélé qu’une approche de fabrication à faibles émissions était adoptée par les producteurs de seulement 8% de l’acier mondial. Cette étude indique qu’un « changement progressif » de 100 dans l’approche de l’industrie en matière d’émissions de carbone est nécessaire pour qu’elle soit compatible avec le maintien de la hausse de la température mondiale à 1,5 degré Celsius.
