petit
Andeep Nijhawan a présenté quatre idées commerciales
Chacune traitant de la hausse des températures mondiales, lors d’une réunion en mars 2020 avec un investisseur de Breakthrough Energy Ventures, fondé par Bill Gates. Venant tout juste de partir pour démarrer deux startups – l’une pour l’hydrogène et l’autre pour les batteries – Nijhawan n’avait que sept diapositives à montrer. Le premier projet sur son pont est de fabriquer du fer sans charbon, sans chaleur ni émissions, alimenté uniquement par de l’électricité renouvelable.
« Laissez-moi vous arrêter »
Lui a dit l’investisseur BEV Dave Danielson. « Si tu peux le faire, alors je le ferai. Je ne veux pas entendre les trois prochaines pensées. »
Le fer
Bien sûr, représente 98 % de l’acier, le matériau omniprésent sur lequel le monde moderne est construit. Dans les fours chauffés au-dessus de 1 400 degrés Celsius avec du charbon, le carbone du charbon se combine avec l’oxygène du minerai de fer pour séparer les impuretés et les atomes d’oxygène indésirables, libérant de grandes quantités de dioxyde de carbone.
Le fer est ensuite transformé en acier par une série d’étapes
Mais l’étape de fabrication du fer représente 90 % des gaz à effet de serre produits. La production d’acier représente 7 % des émissions annuelles de gaz à effet de serre dans l’air, soit plus que l’impact climatique du transport maritime et de l’aviation combinés. Produire du fer à des températures tièdes et sans utiliser de charbon, sans s’appuyer sur une technologie coûteuse, sauterait les étapes les plus émettrices.
C’est pourquoi l’idée de Nijhawan a attiré l’attention de Danielson
L’acier vert abordable est un gros problème qui pourrait perturber une industrie qui génère plus de 870 milliards de dollars de revenus par an. Nijhawan a lancé Electra en mode furtif pour faire exactement cela, après que BEV et d’autres investisseurs aient obtenu le feu vert pour 2,25 millions de dollars.
Pour une startup
Electra a commencé ses expérimentations dans un garage. L’ancien collègue de Nijhawan, Quoc Pham, rejoint en tant que CTO. Son premier travail consistait à déterminer s’il était possible de dissoudre du minerai de fer dans de l’eau additionnée d’acide.
La panne s’est produite en quelques semaines
« J’ai de mauvaises nouvelles pour vous », a déclaré Fan à Nijhawan. « C’était probablement le démarrage le plus court de ma vie. »
Pour comprendre ce qui n’a pas fonctionné
Examinons trois façons connues de réduire les émissions de la sidérurgie.
Tout d’abord
Les émissions du processus sont captées et enfouies profondément sous terre. La première usine de ce type a été construite aux Émirats arabes unis en 2016, mais aucune usine n’a été construite depuis en raison des coûts initiaux de la technologie de capture du carbone.
La seconde consiste à remplacer le charbon par de l’hydrogène
Le premier acier fabriqué avec de l’hydrogène a été produit l’année dernière, mais la production commerciale n’est pas prévue avant 2026. Comme l’hydrogène fabriqué à partir d’électricité renouvelable est toujours plus cher que le charbon, les entreprises sont obligées d’utiliser du minerai de fer à haute teneur, qui l’est moins.
« Le monde est à court de minerai à haute teneur pouvant être utilisé pour fabriquer de l’acier », a déclaré Nijhawan.
Troisièmement
Utilisez l’électricité. Des métaux tels que l’aluminium, le cuivre et le zinc sont fabriqués avec de l’électricité, certes, en quantités bien moindres que le fer. Jusqu’à ce que l’électricité devienne bon marché, il n’est pas économique d’envisager de l’appliquer à la production de fer.
Cependant
Vous ne pouvez pas électrifier à travers du minerai de fer solide. Une solution consiste à le faire fondre. C’est ce qu’a fait Boston Metals, une startup fondée en 2012. Au cours des 10 dernières années, il a perfectionné et étendu la technologie, qui utilise suffisamment d’électricité pour alimenter des milliers de foyers en chauffant le minerai de fer à 1 400 degrés Celsius et en le condensant dans un conteneur pas plus grand qu’une benne à ordures Combien de boîtes métalliques.
Des matériaux spéciaux doivent être utilisés pour concentrer autant d’électricité dans une si
petit
e zone. Boston Metal pourrait le faire en utilisant du carbone comme électrode – un dispositif qui permet à l’énergie de circuler sans se fondre – mais il produit également du dioxyde de carbone, ce qui va à l’encontre de l’utilisation de l’électricité verte. Boston Metal a découvert un matériau alternatif composé de fer et de chrome, mais jusqu’à présent, il n’a fonctionné qu’à une échelle pilote.
Nijhawan ne veut rien faire fondre
Une fois que vous avez un processus en cours d’exécution à la température du métal en fusion, il doit fonctionner pendant 24 heures et 365 jours. Si cela s’arrêtait, le minerai se solidifierait et de nouvelles cuves devraient être installées, ce qui entraînerait des retards de plusieurs mois. Le processus doit donc être « inoffensif du point de vue de la température », a-t-il déclaré – et rien ne devient plus chaud que « la température à laquelle le café a été infusé ». Cela permettra des démarrages et des arrêts faciles et permettra de s’appuyer sur des énergies renouvelables intermittentes. Mais pour mener à bien le processus à des températures aussi basses, Pham doit dissoudre le minerai de fer dans de l’eau contenant de l’acide.
« Mon conseil à tous [les investisseurs] est le suivant
‘Écoutez, je ne sais pas si cela peut être fait. J’y ai réfléchi et j’ai demandé aux experts. Je pense qu’il existe une voie qui fonctionne », a déclaré Nijhawan. « Tout ce dont j’ai besoin, c’est de moins de 10 personnes, et il faudra probablement un an ou un an et demi pour mettre ce truc au point. »
Il n’a pas eu à attendre si longtemps
Pham est retourné à la planche à dessin, lisant la littérature scientifique et consultant des experts, dont Dan Steinart, professeur de métallurgie chimique à l’Université de Columbia. Après des semaines à essayer de nouvelles expériences, il a trouvé une solution réussie.
Electra quitte maintenant le mode incognito et a refusé de révéler publiquement le processus exact. Cependant, Nijhawan et Pham ont partagé suffisamment de détails pour que l’expert indépendant confirme que ce que la société prétend est techniquement faisable.
« Electra a réussi la difficile transition de l’oxyde de fer au fer à des températures aussi basses en utilisant uniquement de l’électricité », a déclaré Venkat Viswanathan, professeur associé à Carnegie Mellon.
Une visite de l’usine de l’entreprise au Colorado met également en évidence ses progrès
Sans four à charbon ni métal en fusion, la démonstration en laboratoire montre comment le minerai de fer se dissout. Une fois le processus électrique en cours, Electra a produit des panneaux de la taille d’un papier de bureau avec une épaisse couche de métal ferreux, d’un aspect gris argenté et d’un poids surprenant.
Le succès de ces expériences a aidé Electra à lever un total de 85 millions de dollars auprès de BEV, du géant minier BHP Billiton Group, du fonds singapourien Temasek Holdings, d’Amazon.com Inc et de plusieurs autres investisseurs. Il ne lui reste plus qu’à faire évoluer la technologie.
Electra promet de construire l’année prochaine une installation qui contiendra plusieurs plaques de fer de taille commerciale ; dans quelques années, elle prévoit de produire des milliers de plaques dans une usine plus grande. Alors que le géant sidérurgique suédois SSAB vise à produire des quantités commerciales d’acier sans carbone d’ici 2026 et que Boston Metals s’engage à produire du fer sans émissions d’ici 2026, la course est lancée.
Une usine commerciale Electra à grande échelle serait beaucoup plus
petit
e que les aciéries traditionnelles, qui peuvent produire 2 millions de tonnes d’acier par an, coûter plus d’un milliard de dollars et être si grandes que des villes entières surgissent autour d’elles. Electra cherchera à construire une usine capable de produire seulement 300 000 tonnes d’acier par an, une envergure qui permettra à la startup de se positionner à proximité des fours à arc électrique existants. Ces fours récupèrent la ferraille et la recyclent, et peuvent également utiliser le fer produit par Electra et ajuster le processus de manière à ajouter plus de fer brut que de ferraille.
Un autre avantage pourrait être de placer l’usine Electra à proximité de mines de minerai de fer, qui sont souvent éloignées des centres urbains et à proximité de terrains où l’énergie renouvelable peut être construite. L’usine Electra peut ensuite transformer le minerai en fer sur place tout en éliminant toutes les impuretés, ce qui réduit considérablement la quantité de matériaux à transporter vers l’aciérie et réduit encore les coûts.
Il pourrait même s’agir de la première application commerciale d’Electra
En proposant le procédé de dissolution du minerai de fer, l’entreprise a également réussi à éliminer les impuretés plus facilement que la sidérurgie conventionnelle : à des températures plus basses, les impuretés ne réagissent pas chimiquement comme elles le feraient dans un four à 1 600 degrés Celsius. Il existe des milliards de tonnes de minerai de fer à faible teneur dans le monde. Electra a le potentiel de construire des usines à proximité de ces mines et de rendre les opérations existantes économiquement viables.
« Faire ou mourir dans une startup est réel »
A déclaré Nijhawan. » Vous n’avez pas 10 ans pour développer de nouvelles sciences. Honnêtement, vous devez être dans cette cocotte-minute au lieu d’avoir un temps et des ressources illimités pour voir ce que vous pouvez faire. . accomplir quelque chose d’une manière différente. »
Christine Driscoll et Oscar Boyd de Bloomberg ont contribué à ce rapport
💡 Source et référence
« independent.co.uk », extrait de : Comment fabriquer du fer sans émission à des températures plus froides que le café.