Une exploration des technologies d'acier à faible teneur en carbone et vertes qui transforment l'industrie de la construction, de la sidérurgie EAF à la DRI à l'hydrogène et aux pratiques d'économie circulaire.
L'industrie de la construction en acier subit une transformation vers des technologies d'acier à faible teneur en carbone et vertes, alors que la pression mondiale s'intensifie pour réduire les émissions de carbone dans le secteur du bâtiment et de la construction. Les bâtiments et la construction représentant environ 37 % des émissions mondiales de dioxyde de carbone liées à l'énergie, la décarbonation des matériaux de structure est devenue une priorité critique. Jidian Construction Materials Co., Ltd., basée à Xiamen, Fujian, en Chine, est activement engagée dans cette transition, s'approvisionnant en acier à faible teneur en carbone pour ses 360 000 tonnes de production annuelle de structures en acier desservant 50 pays dans le monde.
La production traditionnelle d'acier via les filières haut fourneau et convertisseur à oxygène (BOF) génère environ 2,0 à 2,4 tonnes de dioxyde de carbone par tonne d'acier produite, faisant de l'acier l'un des matériaux industriels les plus intensifs en carbone. Cependant, les technologies émergentes d'acier vert, alimentées par les énergies renouvelables et des processus de production innovants, réduisent considérablement l'empreinte carbone de l'acier de structure, ouvrant de nouvelles possibilités pour une construction durable dans le cadre des plus de 2 000 projets réalisés que des entreprises comme Jidian livrent dans le monde.
Technologie du four à arc électrique (EAF) : la voie actuelle vers un acier à faible teneur en carbone
La sidérurgie au four à arc électrique (EAF) représente la voie la plus mature commercialement pour réduire l'intensité carbone de l'acier de structure. Contrairement aux hauts fourneaux, qui dépendent du charbon et du minerai de fer, les fours EAF utilisent l'électricité pour faire fondre les ferrailles d'acier recyclées, produisant de l'acier avec environ 75 % d'émissions de carbone en moins. Dans les régions disposant d'une électricité renouvelable abondante, comme la Scandinavie riche en hydroélectricité ou les régions riches en solaire, les économies de carbone peuvent être encore plus importantes.
Jidian Construction Materials Co., Ltd. spécifie de plus en plus d'acier de structure provenant de l'EAF pour ses fabrications, en particulier pour les projets visant la certification de bâtiments écologiques selon LEED, BREEAM ou des systèmes de notation similaires. Avec une production annuelle d'enceinte de 1 000 000 de mètres carrés, l'adoption de l'acier EAF par l'entreprise contribue de manière significative à la réduction du carbone incorporé des bâtiments dans son portefeuille de projets mondiaux. L'entreprise fournit des déclarations environnementales de produit (EPD) documentant la teneur recyclée et l'empreinte carbone de ses produits en acier, soutenant les objectifs de reporting et de certification de durabilité de ses clients.
Hydrogène vert : l'avenir de l'acier zéro carbone
Bien que la technologie EAF offre des réductions significatives de carbone, elle est limitée par la disponibilité de ferrailles d'acier recyclées et dépend encore de l'électricité produite à partir de combustibles fossiles dans de nombreuses régions. La prochaine frontière de l'acier vert est l'utilisation d'hydrogène vert comme agent réducteur dans la production de fer à réduction directe (DRI), remplaçant le gaz naturel et éliminant les émissions de dioxyde de carbone du processus de réduction.
Plusieurs entreprises sidérurgiques pionnières investissent dans la technologie DRI à base d'hydrogène, avec des usines pilotes déjà opérationnelles en Europe et en Australie. Lorsqu'elle est alimentée par de l'électricité renouvelable, la DRI à l'hydrogène vert peut produire de l'acier avec des émissions de carbone quasi nulles. Bien que la production à l'échelle commerciale soit encore à plusieurs années, la technologie est très prometteuse pour les objectifs de décarbonation à long terme de l'industrie de la construction en acier. Jidian Construction Materials Co., Ltd. suit de près ces développements et prévoit d'incorporer l'acier à l'hydrogène vert dans sa chaîne d'approvisionnement dès qu'il sera disponible commercialement.
Captage, utilisation et stockage du carbone (CCUS) dans la production d'acier
Pour les aciéries existantes à haut fourneau qui ne peuvent pas facilement passer à la technologie EAF ou DRI à l'hydrogène, le captage, l'utilisation et le stockage du carbone (CCUS) offre une voie pour réduire les émissions sans remplacer complètement l'infrastructure de production. Les technologies CCUS capturent les émissions de dioxyde de carbone des gaz d'échappement des aciéries, soit en les stockant définitivement sous terre, soit en les utilisant dans des processus industriels tels que la production de béton ou la fabrication de produits chimiques.
Plusieurs projets CCUS sont en cours dans des aciéries en Europe et en Asie, avec différents niveaux de maturité commerciale. Bien que la technologie soit prometteuse, des défis subsistent en termes de coût, d'évolutivité et d'infrastructure nécessaire pour le transport et le stockage du dioxyde de carbone. Néanmoins, le CCUS devrait jouer un rôle important dans la transition de l'industrie sidérurgique vers un avenir à faible émission de carbone, en particulier pour les régions ayant un accès limité à l'énergie renouvelable ou aux ferrailles d'acier recyclées.
Concevoir pour un faible carbone incorporé
Au-delà de l'approvisionnement en acier à faible teneur en carbone, les ingénieurs en structure et les fabricants peuvent réduire le carbone incorporé des bâtiments en acier grâce à des stratégies de conception intelligentes. L'efficacité des matériaux est l'approche la plus percutante, optimisant les tailles des éléments structurels et les conceptions de connexions pour minimiser la quantité totale d'acier requise. Un logiciel avancé d'analyse structurelle permet aux ingénieurs d'identifier et d'éliminer la surconception, garantissant que chaque kilogramme d'acier remplit une fonction structurelle nécessaire.
Jidian Construction Materials Co., Ltd. emploie ces stratégies d'optimisation de conception dans ses projets, en utilisant l'analyse par éléments finis et des outils de conception paramétrique pour créer des configurations structurelles efficaces. L'équipe d'ingénierie de l'entreprise conçoit également des connexions pour l'efficacité de la fabrication, minimisant les déchets et réduisant l'énergie consommée dans les opérations de soudage et de découpe. Ces approches complètent l'utilisation d'acier à faible teneur en carbone pour obtenir des réductions significatives du carbone incorporé global du bâtiment.
Économie circulaire et recyclage de l'acier
L'économie circulaire est un aspect fondamental de la construction durable en acier. L'acier est le matériau le plus recyclé au monde, avec un taux de recyclage mondial dépassant 90 % pour l'acier de structure provenant de bâtiments démolis. Contrairement à de nombreux autres matériaux, l'acier peut être recyclé indéfiniment sans perte de propriétés mécaniques, ce qui en fait un matériau idéal pour les modèles de construction circulaires.
Jidian Construction Materials Co., Ltd. soutient les principes de l'économie circulaire en concevant des structures en acier pour le démontage, en utilisant des connexions boulonnées dans la mesure du possible et en fournissant des passeports de matériaux qui documentent les nuances et les propriétés de l'acier pour une récupération future. L'entreprise recycle également ses propres déchets de fabrication, atteignant un taux d'utilisation des matériaux supérieur à 92 %. Ces pratiques réduisent la demande d'acier vierge et minimisent les déchets de construction envoyés dans les décharges.
Certification de bâtiments écologiques et acier
Les programmes de certification de bâtiments écologiques jouent un rôle de plus en plus important dans la stimulation de la demande d'acier à faible teneur en carbone. LEED version 4.1 et le prochain LEED v5 attribuent des crédits pour l'analyse du cycle de vie du bâtiment, les déclarations environnementales de produit et le reporting des ingrédients des matériaux. BREEAM, le principal système de certification en Europe, récompense de même l'utilisation de matériaux à moindre impact et la conception pour le démontage.
Jidian Construction Materials Co., Ltd. soutient activement les clients qui cherchent à obtenir une certification de bâtiments écologiques, en fournissant la documentation et les conseils techniques nécessaires pour obtenir des crédits de matériaux et de ressources. L'expérience de l'entreprise couvre des projets certifiés selon LEED, BREEAM, Green Mark, Estidama et d'autres systèmes de notation régionaux dans 50 pays, ce qui lui confère une expertise unique pour naviguer dans les exigences de durabilité des différents marchés.
Le business case de l'acier vert
Bien que l'acier vert commande actuellement une prime par rapport à l'acier conventionnel, le business case pour son adoption se renforce. De plus en plus, les grandes entreprises et les investisseurs institutionnels s'engagent à atteindre des objectifs de réduction des émissions fondés sur la science, créant une demande de matériaux de construction à faible teneur en carbone. Les mécanismes de tarification du carbone, tels que le mécanisme d'ajustement carbone aux frontières (CBAM) de l'Union européenne, commencent à internaliser le coût des émissions de carbone dans les prix des matériaux, réduisant l'écart de coût entre l'acier conventionnel et l'acier vert.
Pour les propriétaires et promoteurs de bâtiments, la spécification d'acier à faible teneur en carbone peut améliorer la valeur de l'actif, attirer des locataires soucieux de l'environnement et réduire les risques de conformité réglementaire. À mesure que la production d'acier vert augmente et que les coûts diminuent, il devrait devenir le choix standard pour les projets de construction durables. Jidian Construction Materials Co., Ltd. s'engage à mener cette transition et à fournir aux clients des solutions de structures en acier qui répondent aux normes les plus élevées de performance environnementale. Contactez-nous à [email protected] ou au +86-8698336658.