Bioénergie pour la décarbonation de l’industrie lourde

Description du projet

L’industrie lourde canadienne, particulièrement la production d’acier et de ciment, envisage d’adopter la biomasse et la bioénergie comme options pouvant l’aider à atteindre ses objectifs de décarbonation.

Le remplacement du combustible pour les fours à ciment a été désigné prioritaire dans la Feuille de route vers un béton carboneutre^{Footnote 1} publiée récemment. La production de biocarbone à partir de matières solides de récupération dans le but de produire un combustible au pouvoir calorifique supérieur permettra à l’industrie du ciment de réduire et éventuellement d’éliminer les combustibles fossiles classiques. Le captage du carbone par l’oxycombustion dans le four à ciment fait partie d’un autre projet : fours rotatifs à oxycombustion.

L’industrie sidérurgique a besoin du carbone pour transformer le fer en acier, qui est un alliage de fer et de carbone. La biomasse peut fournir ce carbone, en plus d’être un combustible et un réducteur. Les chercheurs étudient la gazéification de la biomasse en remplacement du reformage du méthane pour fournir le gaz requis pour réduire les oxydes de fer dans l’éponge de fer en vue de former le fer métallique. Le biocarbone solide, issu de la pyrolyse lente, pourrait remplacer les combustibles fossiles dans plusieurs des étapes de la fabrication de l’acier. On met au point également l’utilisation sur place des gaz de produit issus de la pyrolyse lente afin d’améliorer l’aspect économique du procédé. On a recours à des matières premières de faible valeur ou de valeur négative en volume suffisant et en privilégiant la proximité géographique. Le Laboratoire des combustibles métallurgiques (LCM) évalue la possibilité d’utiliser le biocarbone solide pour d’autres applications dans l’industrie sidérurgique. Comme le biocarbone est une nouvelle matière, une initiative internationale a été lancée pour établir ou élaborer des normes appropriées, offrir une orientation aux producteurs et stimuler la confiance des utilisateurs^{Footnote 2}.

Activités liées au projet

• Déterminer la fourchette de la composition du gaz réducteur fournie par les technologies de gazéification à l’échelle requise pour l’éponge de fer et utiliser les matières premières de biomasse en fonction des quantités et des concentrations disponibles.
• Déterminer les procédés et les conditions de traitement nécessaires pour produire un biocarbone qui convient au laitier moussant du four électrique à arc, pour remplacer le poussier de coke dans les fours à induration et d’autres parties du procédé de fabrication d’acier, ou en tant que combustible au pouvoir calorifique supérieur pour la fabrication du clinker.
• Déterminer les procédés et les conditions de traitement nécessaires pour valoriser le sous-produit gazeux issu de la pyrolyse lente en tant que gaz combustible pouvant être utilisé sur place, comme dans l’éponge de fer ou le four de calcination de l’usine de ciment, en remplacement du gaz naturel.
• Participer à l’élaboration de normes nationales et internationales pour le pyrocarbone (ISO/TC 238).

Figure 1 Réacteur hélicoïdal pour la pyrolyse lente avec biocarbone