Contexte industriel
Le secteur du fer et de l’acier représente une part importante des émissions mondiales de CO₂. Les hauts fourneaux, qui transforment le minerai de fer en fer métallique, utilisent du coke comme combustible et agent réducteur. La combustion du coke génère du CO₂ qui est habituellement rejeté dans l’atmosphère. Selon Grand View Research, le marché combiné du fer et de l’acier vaut environ 2 000 milliards de dollars, ce qui rend toute amélioration de l’efficacité énergétique économiquement attractive.
Principe technique
Helix Carbon propose d’intercepter le flux d’échappement du haut fourneau et d’y appliquer un électrolyseur capable de séparer l’oxygène du CO₂. L’appareil utilise de l’électricité et un catalyseur pour convertir le CO₂ en monoxyde de carbone (CO). Contrairement aux électrolyseurs classiques, qui nécessitent du CO₂ purifié, le système de Helix accepte le flux brut contenant d’autres gaz de combustion. Le CO ainsi produit est réinjecté dans le fourneau, où il participe à la réduction du minerai, réduisant ainsi la quantité de coke nécessaire.
Analyse économique et environnementale
Helix indique que remplacer 33 % du coke par le CO recyclé permet d’économiser 14 $ par tonne de fer produite. Cette marge, bien que modeste, est significative dans un secteur où les profits sont traditionnellement faibles. Des études scientifiques citées par l’entreprise suggèrent que la réduction du coke pourrait varier de 30 % à 90 % selon les conditions opératoires, ce qui implique une fourchette d’économies potentiellement plus large. En termes d’émissions, chaque tonne de coke remplacée évite la libération d’environ 3,5 t de CO₂, ce qui contribue à la décarbonation du processus sans modifier l’infrastructure existante.
Limites et perspectives
Le principal défi technique réside dans la robustesse du catalyseur face aux impuretés du flux d’échappement. La durabilité du matériau sous des températures élevées et une exposition continue à des gaz corrosifs n’est pas détaillée dans les communications publiques. De plus, la consommation électrique de l’électrolyseur doit être couplée à une source d’énergie à faible intensité carbone pour que le bilan net d’émissions reste positif. Helix prévoit de pénétrer d’abord le marché des produits chimiques spécialisés, où le CO peut être valorisé directement, avant de viser une adoption à grande échelle dans les hauts fourneaux. La longévité des équipements, certains fonctionnant plus d’un siècle, impose un horizon d’investissement long, ce qui peut ralentir le déploiement.
