Germany’s Saarland – un site industriel qui séduit également par son emplacement central
Sur ce site industriel traditionnel, profondément ancré dans la branche automobile, dans la sidérurgie et l’énergie, des entreprises, des centres de recherche et des politiques font avancer un processus de changement important dans le Germany’s Saarland. La production et les produits seront adaptés aux exigences auxquelles doivent satisfaire l’énergie propre et la neutralité du climat. Plus que toutes les autres, la technologie basée sur l’hydrogène est porteuse d’espoir pour l’avenir.
Anke Rehlinger, ministre-présidente de la Sarre, apporte son soutien à l’industrie de l’hydrogène dans le Land.
Anke Rehlinger, ministre-présidente de la Sarre, est convaincue du grand potentiel que représentent la production et l’utilisation d’hydrogène sur le site : l’hydrogène peut valoriser l’industrie et les transports. Dans l’industrie sidérurgique, l’hydrogène est la voie royale vers un acier produit durablement. C’est dans cette voie que nous nous engageons dans Germany’s Saarland. Germany’s Saarland souhaite à l’avenir être au cœur d’un réseau de conduites européen pour H2, car notre industrie consommera tellement d’hydrogène que ce dernier ne pourra pas complètement être produit sur place. Pourtant, Germany’s Saarland lancera par exemple la production de H2 sur le site de Fenne. L’hydrogène, c’est encore de la musique future à la mélodie sarroise, mais les instruments de l’orchestre sont déjà accordés. C’est ce que montrent également les activités de Bosch, Schäffler et d’autres qui font avancer la production de piles à combustible. »
La production suffisante et économiquement judicieuse, la disponibilité garantie et le transport sûr d’hydrogène vert sont des facteurs décisifs pour l’utilisation du fluide dans l’industrie. Deux projets mettant à profit l’infrastructure existante pour la production et le transport sont en cours de réalisation dans Germany’s Saarland.
HydroHub Fenne – laboratoire réalise de la transition énergétique et prototype pour la production d’hydrogène à un carrefour énergétique
Des partenaires issus de l’industrie et de la recherche se sont associés pour produire sur le site HydroHub Fenne l’hydrogène vert si important pour la transition énergétique, ceci avec le concours de la société STEAG GmHG, de Siemens AG, de l’Institut für ZukunftsEnergie- und Stoffstromsysteme (institut pour l’énergie du futur et les systèmes de flux de matière) ainsi que du DFKI (Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz – centre de recherche allemand sur l’intelligence artificielle). Aujourd’hui déjà, la société STEAG exploite sur le site de Völklingen-Fenne plusieurs installations de production d’électricité et de chauffage urbain, deux blocs de centrale à houille, la centrale modèle de Völklingen (MKW), la centrale thermique de Völklingen (HKV), une installation de moteurs à gaz de mine et une turbine à gaz. Sont également installés sur place un dispositif de stockage de grandes batteries et une chaudière à électrodes innovantes qui permet de produire directement de l’eau chaude à partir d’énergie électrique. Le projet HydroHub Fenne, qui bénéficie d’un soutien financier du gouvernement fédéral, est intégré dans cette infrastructure.
Les surproductions de courant solaire et éolien doivent être utilisées pour diviser l’eau en oxygène et en hydrogène dans une procédure d’électrolyse. On utilise pour ce faire un électrolyseur sur la base de membranes échangeuses de protons, une procédure très respectueuse de l’environnement car elle se passe de l’utilisation de produits chimique agressifs comme électrolytes.
La capacité visée de l’installation d’électrolyse est de 2x 17,3 MWélec. ou 664 kg de H2 par heure, soit env. 5 800 t de H2 par an. Les clients seront en premier lieu des industries grandes consommatrices d’énergie, comme l’industrie sidérurgique sur place.
L’HydroHub Fenne est mis au point comme prototype, les enseignements qui en seront tirés doivent être transposés à d’autres installations sur tout le territoire fédéral.
Pour la société STEAG, le site de la centrale de Völklingen-Fenne revêt une importance centrale, notamment eu égard au projet prévu d’hydrogène « HydroHub Fenne ».
mosaHYc – Utilisation d’une infrastructure de gaz existante pour le transport d’hydrogène, bien entendu de part et d’autre de la frontière
Une infrastructure de transport de gaz sur une longueur de 100 kilomètres est créée par les entreprises Creos et GRTgaz dans le cadre du projet mosaHYc. Les exploitants du réseau de distribution utilisent une infrastructure existante de distribution de gaz. L’objectif est de construire un réseau transfrontalier à haute pression destiné au transport d’hydrogène, qui permette aux producteurs et aux consommateurs d’hydrogène de la région de développer des modèles économiques pour l’industrie, pour le marché des sources de chaleur et pour le secteur du transport. Une étude examine actuellement l’interaction entre les différents tronçons situés en Allemagne et en France ainsi que les aspects de sécurité technique. Les lignes existantes sont examinées et le passage à l’hydrogène est préparé. L’infrastructure existante doit être complétée par des tronçons qui raccordent les gros consommateurs.
Première installation de production d’acier basée sur l’hydrogène en Allemagne
Dès 2020, la société SHS – Stahl-Holding-Saar (SHS) a posé les jalons d’un acier sans impact négatif sur le climat en coopération avec les entreprises Dillinger et Saarstahl. En utilisant des gaz de procédé riches en hydrogène dans le haut fourneau, il a déjà été possible de réduire les émissions de CO2. À l’avenir, l’hydrogène vert doit également jouer un rôle essentiel dans la décarbonisation. Nous nous sommes entretenus avec Christian Weber, gestionnaire de l’innovation à la société SHS – Stahl-Holding-Saar, sur les innovations techniques nécessaires et les immenses tâches que doit relever l’industrie sidérurgique.
Christian Weber, gestionnaire de l’innovation dans la société SHS –Stahl-Holding-Saar
gwSaar :
Monsieur Weber, le Groupe SHS est la première entreprise sidérurgique en Allemagne à avoir utilisé de l’hydrogène dans les hauts fourneaux. Une stratégie sur l’hydrogène est souvent jugée indispensable pour l’industrie sidérurgique. En est-il vraiment ainsi ?
Christian Weber :
Pour nous, c’est un oui sans équivoque car nous misons sur le principe du « carbon direct avoidance » (prévention directe du carbone), nous voulons donc prévenir les émissions de CO2 là ou cela est possible. Seul l’hydrogène comme fluide nous permettra d’atteindre les objectifs climatiques à long terme. D’autres approches sont le « carbon storage » (stockage du carbone), qui consiste à lier et à stocker le carbone, ou encore le « carbon capture usage » (utilisation du carbone capturé), qui consiste à lier et à utiliser le CO2 généré dans le cadre du processus. Nous travaillons encore sur ce dernier aspect. Nous développons p. ex. des méthodes pour fabriquer des matériaux de construction à partir de scories et de CO2. Mais ce ne sont bien sûr que de petites économies qui nous aideront finalement à atteindre la neutralité climatique.
Le potentiel décisif d’élimination de CO2 réside dans le changement de processus que nous avons engagé. Et ici, l’hydrogène abrite d’énormes potentiels sur la voie de la décarbonisation. C’est pourquoi nous voulons l’intégrer le plus rapidement possible au processus.
gwSaar :
Vous voulez produire de l’acier en Sarre sans impact sur le climat. Pouvez-vous nous esquisser brièvement votre stratégie ?
Christian Weber :
Nous avons défini différentes mesures et projets optionnels dans notre stratégie CO2, à l’aide desquels nous pourrons produire d’ici 2045 de l’acier sans impact sur le climat.
Pour l’instant, les projets prioritaires sont ceux qui nous permettent d’éliminer les plus grandes quantités de CO2. 90 % de nos émissions de CO2 se produisent dans le haut-fourneau et dans le convertisseur LD dans l’aciérie. Quand nous parlons de transformation, cela signifie pour nous que nous devons substituer les deux stades de production. Il s’agit d’une part de la réduction directe, l’alternative au haut-fourneau, et d’autre part du four à arc électrique, soit le groupe qui produit l’acier brut et qui remplace le convertisseur LD.
Durant la première phase que nous avons déjà démarrée, nous réduisons les émissions de CO2 sur la voie existante. Ces économies de CO2 potentielles supplémentaires nous aident, outre à changer de technologie, à atteindre les objectifs intermédiaires en 2030.
Depuis 2020, nous utilisons du gaz de procédé résultant de la propre production pour injection de gaz de cokerie dans le haut-fourneau. La part d’hydrogène dans le gaz de procédé varie entre 50 et 55 pour cent. Dans l’étape suivante, nous appliquerons dans le projet H2SYNgas une nouvelle procédure qui nous permettra d’utiliser d’autres quantités d’hydrogène comme réducteur des minerais de fer dans le processus de haut-fourneau. Ce sont deux projets qui visent une réduction sensible de CO2 sur la voie existante. Nous pouvons ainsi atteindre une économie d’env. 11 pour cent de CO2.
Dans les phases 2 et 3, nous entendons mettre l’accent en continu sur les nouvelles technologies, les fours à arc électrique et la réduction directe. Nous devrons investir plusieurs milliards pour réaliser ces transformations car nous devons mettre au point de toutes nouvelles technologies d’installations qui remplaceront progressivement la voie existant aujourd’hui.
Installation d’injection de gaz de cokerie (droit d’auteur : Dirk Martin, Saarstahl)
gwSaar :
Quels sont les plus grands défis ?
Christian Weber :
Notre objectif est d’avoir développé suffisamment d’EAF, donc de capacités en termes d’arc électrique et réduit nos capacités de haut-fourneau. C’est d’ailleurs la raison pour laquelle nous accélérons en même temps les projets de réduction de CO2 et la mise au point des nouvelles technologies.
En effet, l’un des défis que nous devrons relever consiste à maîtriser cette transformation en cours de production. Tout le portefeuille de produits sera adapté à la nouvelle technologie. Chez Dillinger et Saarstahl, nous accordons une grande importance à la qualité des produits et nous devons bien entendu maintenir le même niveau de qualité sur la nouvelle voie.
Toutes les conditions en termes d’infrastructure doivent par ailleurs être remplies pour que nous puissions procéder à la transformation. L’alimentation en électricité et les capacités d’hydrogène doivent être suffisantes et judicieuses sous l’angle économique. Rien que pour les fours à arc électrique que nous voulons maintenant intégrer au site, les fournisseurs de courant régionaux ou les exploitants de réseau doivent prendre quelques mesures pour que nous puissions réaliser ce projet comme prévu.
Par ailleurs, les conditions politiques doivent être mises en place pour garantir la compétitivité pendant tout le processus de transformation. La transformation doit se faire en cours de production sur les installations existantes, raison pour laquelle la technologie ne peut être changée que progressivement. Sur cette période jusqu’à la transformation complète, nous ne fonctionnerons pas de manière idéale et subirons des inconvénients au niveau de la concurrence.
gwSaar :
Quand voulez-vous avoir terminé la transformation ?
Christian Weber :
En 2045 – nous avons besoin de cette perspective. Les quantités nécessaires d’électricité et d’hydrogène ne seront pas disponibles avant. Nous pouvons peut-être mettre la technologie en place plus rapidement, mais les conditions au niveau de l’infrastructure ne seront probablement pas réalisables plus rapidement. En revanche, si nous suivons notre feuille de route avec succès, nous aurons déjà remplacé une bonne partie de notre portefeuille à partir de 2030.
gwSaar :
En votre qualité de SHS – Stahl-Holding-Saar, vous êtes impliqué dans de nombreux projets d’hydrogène en Sarre. Où voyez-vous les atouts du site ?
Christian Weber :
Nous avons ici dans la région tous les acteurs dont nous avons besoin pour une chaîne de valeur de l’hydrogène. Nous avons ainsi la possibilité de développer une chaîne de valeur à un stade très précoce. Au début, on peut penser à une solution isolée. Elle pourrait déjà fonctionner avant que l’alimentation ne soit garantie par le raccordement à un réseau d’hydrogène européen. L’injection de gaz de cokerie dans les hauts fourneaux, qui est déjà installée, nous permet théoriquement dès aujourd’hui d’utiliser de l’hydrogène. Nous avons donc besoin d’hydrogène. Les investisseurs intéressés par les projets de production d’hydrogène voient donc émerger un certain marché. Et ils s’intéressent tout particulièrement aux grands consommateurs d’hydrogène. Plus nous avançons dans la décarbonisation et lorsque nous envisagerons, à un moment donné, une réduction directe sur le site, nous passerons alors à une toute autre échelle. Les petits utilisateurs, donc les entreprises qui n’ont pas de besoins importants et ne provoqueraient pas d’alimentation, peuvent également profiter du développement des capacités d’hydrogène.
Le gouvernement fédéral soutient donc financièrement un grand projet commun auquel nous participons pour mettre en place rapidement l’économie hydrogène. Des partenaires français sont également associés, le caractère transfrontalier est un autre atout.
La proximité avec le monde politique, qui s’implique en de nombreux endroits, est un véritable avantage en Sarre. C’est certainement un point fort dont nous profitons ici – tout est relativement petit ici.
gwSaar :
La neutralité climatique et la transition énergétique jouent également un rôle important pour les marchés de Dillinger et Saarstahl, n’est-ce pas ?
Christian Weber :
En tous les cas, oui. Le principal marché de Dillinger est aujourd’hui p. ex. le marché de l’éolien offshore pour lequel Dillinger fournit des plaques d’acier pour la fabrication des structures de fondation. Tout ce qui se trouve au-dessous de la surface de l’eau, tout ce que l’on ne voit pas, c’est notre acier, ce que l’on appelle les monopieux. Nous avons déjà approvisionné quelque 80 parcs éoliens offshore en Europe. Nous attendons que cette part de marché augmente avec le nombre croissant de parcs éoliens offshore construits. Grâce à des produits innovants, Saarstahl contribue à trouver des réponses aux défis globaux que sont la mobilité, l’efficacité énergétique et la sécurité.
Bosch réoriente son usine en Germany’s Saarland. Les systèmes diesel modernes, les injecteurs et les Common-Rails pour les véhicules fabriqués en priorité ici jusqu’à présent seront remplacés à l’avenir par des composants pour les piles à combustible. Nous nous sommes entretenus avec Oliver Frei, directeur commercial de la société Robert Bosch GmbH, Homburg, sur les objectifs et les défis d’un tel changement.
gwSaar :
Bosch se positionne comme fournisseur de système pour les piles à combustible fixes avec une propre valeur ajoutée dans le domaine des piles et des blocs ainsi que d’autres composants. Peut-on interpréter cela comme une contribution à la transition énergétique ?
Oliver Frei, directeur commercial de la société Robert Bosch à Homburg
Oliver Frei :
Nous contribuons effectivement ainsi à la transition énergétique. Bosch prévoit d’utiliser des systèmes fixes de piles à combustibles par exemple sous forme de centrales interconnectées dans des villes, des usines, l’artisanat, le commerce, les centres de calcul et dans le secteur des navires. Nous estimons que marché de la production énergétique décentralisée atteindra un volume de 20 milliards d’euros en 2030. Des installations pilotes fonctionnent sur différents sites de Bosch, par exemple à Homburg. Bosch investira plus de 400 millions d’euros dans le développement de systèmes fixes de pile à combustible jusqu’à la fabrication en série prévue en 2024. Les piles et les blocs sont produits à Bamberg, la « Hotbox » à Homburg et les systèmes finis à Wernau.
gwSaar :
Vous ne produirez pas à l’avenir uniquement ce nouveau produit à Homburg, mais étendez également vos activités ?
Oliver Frei :
Le site de Homburg fait partie du secteur Powertrain Solutions de Bosch, c’est pourquoi les systèmes de transmission constituent notre activité centrale actuellement, mais aussi à l’avenir. Nous fabriquons des composants pour des piles à combustible mobiles qui serviront à l’avenir à fournir l’électricité nécessaire aux moteurs électriques dans des véhicules. Le compresseur à air électrique ou la valve de dosage d’hydrogène sont nécessaires p. ex. pour alimenter la pile à combustible en oxygène et hydrogène. Les premières productions en série démarreront cette année. Nous travaillons également déjà au développement de vannes pour les réservoirs d’hydrogène.
gwSaar :
Sera-ce à votre avis l’avenir de la branche automobile ?
Oliver Frei :
Nous suivons deux voies : d’une part l’électrification de la mobilité par batterie électrique et par pile à combustible, d’autre part l’amélioration des moteurs à combustion et l’utilisation de carburants renouvelables. Là où il est utilisé, l’hydrogène doit si possible être produit à l’aide d’énergies renouvelables.
En ce qui concerne la pile à combustible mobile, nous pensons qu’elle fera son chemin en premier lieu sur les poids lourds. Avec l’hydrogène vert, ces moteurs peuvent presque atteindre la neutralité carbone et n’émettre aucun polluant. Par ailleurs, on peut avoir des propriétés comparables à celles que l’on trouve sur les groupes moto-propulseurs conventionnels, c’est-à-dire une grande autonomie, des ravitaillements en carburant de courte durée, aucune restriction de la charge utile.
gwSaar :
Quels sont les défis à maîtriser eu égard à la production et aux collaborateurs dans le cas d’une réorientation aussi globale ?
Oliver Frei :
Nos activités jusqu’à présent centrales, soit la technologie diesel, doivent financer nos nouvelles activités. La compétitivité du site doit être préservée et est donc une de nos tâches les plus importantes. Cela vaut déjà pour la phase préliminaire. C’est ici que sont posées les bases de la compétitivité de nos futures activités de série.
Par ailleurs, nous ne devons pas oublier nos collaborateurs, nous devons leur expliquer la nécessité de transformation et les associer activement à ce changement. Les mesures de qualification sont également indispensables. Nous misons en premier lieu sur des connaissances solides dans le domaine de la numérisation. Ceci est une condition indispensable pour que l’usine puisse faire face à la concurrence à l’avenir.
gwSaar :
Quels sont pour vous les avantages que présente le site Germany’s Saarland ?
Oliver Frei :
Les chemins dans Germany’s Saarland sont nettement plus courts qu’ailleurs. Nous apprécions notamment ici les bons contacts que nous avons avec les décideurs dans la ville de Homburg, le district Saarpfalz et le Land.
Nous rencontrons entre outre dans les associations, les organes et les réseaux des collègues motivés avec lesquels nous pouvons partager nos idées et expériences tout en poursuivant en commun l’objectif qui nous tient à cœur de développer le site industriel Germany’s Saarland.
Outre les exemples cités ici et de grands projets, Germany’s Saarland a acquis une compétence croissante dans tous les secteurs de l’économie hydrogène. Les avantages pour le site Germany’s Saarland sont manifestes. Les développeurs et fournisseurs trouvent ici des entreprises industrielles grandes consommatrices d’énergie, engagées dans un processus de transformation, avec leur personnel qualifié, qui élargissent ou modifient leur portefeuille de produits, un environnement de recherche renommé et bénéficient du soutien inconditionnel des responsables politiques.
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Auteur :
Anja Petschauer
Directrice Marketing
gwSaar Gesellschaft für Wirtschaftsförderung Saar mbH
a.petschauer@invest-in-saarland.com
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Directrice de projet
Autorin:
Anja Petschauer
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