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Notre feuille de route vers des émissions nettes nulles dans la production d'aluminium

En tant qu’un des principaux acteurs mondiaux de l’aluminium et des énergies renouvelables, nous utilisons des énergies renouvelables pour alimenter nos cinq fonderies en propriété exclusive situées sur la côte ouest de la Norvège. Notre ambition est d’aller plus loin en éliminant progressivement la consommation de combustibles fossiles, en supprimant les émissions de procédés et en intensifiant le recyclage des déchets post-consommation.

men in safety vests in a factory

Le principal défi de l'industrie de l'aluminium réside dans la consommation d'énergie des processus industriels qui constituent la base de toute production moderne d'aluminium. L'utilisation généralisée de combustibles fossiles pour alimenter ces processus est la principale raison pour laquelle l'industrie de l'aluminium représente aujourd'hui 2 % des émissions mondiales de CO2e.

Parallèlement, l’aluminium possède des propriétés uniques qui en font un élément essentiel de la transition écologique, la demande étant appelée à croître en raison de la nécessité de lutter contre le changement climatique. C’est le paradoxe auquel l’industrie de l’aluminium doit faire face. Nous devons repenser la manière dont nous produisons l’aluminium et même remettre en question les principes de base de sa production avant que ce métal puisse pleinement jouer son rôle de matériau plus durable pour l’avenir.

Hydro est déterminée à changer la donne pour l'aluminium et à prendre la tête de la transition vers l'aluminium vert pour soutenir les efforts mondiaux visant à décarboner les systèmes énergétiques et les processus de production, à produire de manière circulaire et à recycler les ressources déjà utilisées.

Actuellement, nous sommes en bonne voie pour réduire nos propres émissions de 30 % d’ici 2030 par rapport à 2018. Nous restons déterminés à atteindre des émissions nettes nulles dans la production d’aluminium d’ici 2050 ou avant.

Cela passera par la mise en œuvre de technologies de pointe et en intensifiant les efforts sur les trois principales voies de la feuille de route de décarbonation de l'entreprise :

  • Remplacement progressif des sources d’énergie fossiles dans l’ensemble de la chaîne de valeur
  • Éliminer les émissions directes des processus de production
  • Intensifier le recyclage des déchets d'aluminium post-consommation

Pour en savoir plus sur nos efforts de décarbonisation, consultez les sections ci-dessous.

Élimination progressive des énergies fossiles dans la chaîne de valeur

Une matrice énergétique basée sur les énergies renouvelables tout au long de la chaîne de valeur permet à Hydro de fournir de l'aluminium primaire avec une empreinte carbone d'environ un quart de la moyenne mondiale. Pour réduire encore davantage cette empreinte, Hydro s’efforce d’intégrer des sources d’énergie plus propres, de la mine au métal, à la fois en éliminant progressivement les carburants à forte intensité de carbone et en explorant l'application de sources d'énergie renouvelables dans les étapes de production qui dépendent traditionnellement des combustibles fossiles.

Hydropower in Norway
La capacité de production d'aluminium primaire d'Hydro en Norvège est entièrement alimentée par de l'énergie renouvelable. L'entreprise exploite 40 centrales électriques en Norvège, avec une production combinée de 13,7 TWh en année normale.

Au Brésil, Hydro procède actuellement à la transition du fioul lourd au gaz naturel pour alimenter le processus de calcination et une partie de la production de vapeur d'Hydro Alunorte, la plus grande raffinerie d'alumine au monde en dehors de la Chine. Ce projet de transition énergétique (voir lien en anglais) permettra à lui seul de réduire les émissions annuelles de CO2 de la raffinerie de près de 700 000 tonnes. En outre,

prévoit également une réduction supplémentaire de 400 000 tonnes grâce à l’électrification des chaudières à charbon.

Ces deux initiatives sont les principaux éléments permettant à Hydro de mettre en œuvre sa stratégie visant à réduire de 30 % les émissions de gaz à effet de serre tout au long de la chaîne de valeur d'ici 2030. En réduisant l'empreinte carbone des matières premières nécessaires à la fabrication de l'aluminium, Hydro vise à fournir du métal primaire avec une empreinte carbone inférieure à 2 kilos de CO2e par kilo d'aluminium, soit une empreinte 7 à 8 fois inférieure à la moyenne mondiale de 15,1 kg de CO₂e par kilo d’aluminium (source : IAI).

Alumina production using natural gas at Alunorte
Alunorte a démarré la production d'alumine à partir de gaz naturel en 2024. Une fois le projet achevé, six chaudières à vapeur et tous les calcinateurs de la raffinerie fonctionneront au gaz naturel.

La refonte de l'aluminium en nouveaux produits est un processus à forte intensité énergétique qui nécessite traditionnellement l'utilisation de combustibles fossiles pour atteindre les températures élevées requises. Hydro mène actuellement des recherches et développe plusieurs technologies sur différents sites dans le but de passer du gaz naturel aux sources d'énergie renouvelables dans les fours de fonderie.

À Hydro Sunndal, la plus grande usine d'aluminium primaire d'Europe, Hydro prévoit de remplacer le gaz naturel par du biométhane d'origine locale (voir lien en anglais). Un projet similaire est en cours de développement à Hydro Karmøy. Hydro vise également à remplacer le gaz naturel par du biométhane dans les fours de cuisson des installations de production d'anodes de carbone des usines primaires de Sunndal et d'Årdal.

Hydro Sunndal  fait également office de site pilote pour la technologie plasma (voir lien en anglais) afin d'explorer l'électrification des fours de fonderie en utilisant la même énergie renouvelable qui alimente les fonderies primaires d'Hydro. Si le projet pilote réussit, il pourrait avoir un impact non seulement sur l'industrie de l'aluminium, mais aussi sur d'autres industries difficiles à réduire dans le monde entier.

Dans la nouvelle usine de recyclage de l'aluminium à Høyanger (voir lien en anglais), Hydro remplace le gaz naturel par de l'hydrogène vert (anglais) dans l'un des fours de coulée afin de libérer le potentiel de décarbonisation de l'hydrogène dans la production d'aluminium. Le projet pilote s'appuie sur l'expérience acquise lors du premier test industriel mondial d'hydrogène vert (anglais) dans le recyclage de l'aluminium réalisé par Hydro en juin 2023.

Recycling facility in Høyanger
Dans la nouvelle usine de recyclage de Høyanger, la production d'aluminium à émissions quasi nulles est désormais à portée de main. L'infrastructure hydrogène a été intégrée dès la conception de l'usine.

Étant donné que la majorité des opérations logistiques reposent encore sur des combustibles fossiles, Hydro s’attaque aux émissions de cette étape cruciale de la chaîne de valeur. Les initiatives incluent le transfert du fret routier vers des modes de transport plus durables tels que la mer, la barge ou le rail, des efforts renforcés pour concevoir des itinéraires maritimes plus écologiques en partenariat avec les fournisseurs et l’utilisation de la numérisation pour optimiser les incitations et renforcer la transparence. L’ambition est de parvenir à une réduction de 30 % des émissions liées à la logistique d’ici 2030.

Sunndal primary aluminium plant
Chargement de billettes d'extrusion à l'usine d'aluminium primaire de Sunndal

Élimination des émissions de processus

En 1886, Charles Martin Hall et Paul Héroult ont découvert de façon indépendante et presque simultanée un procédé industriel de fabrication de l'aluminium, jetant ainsi les bases de toute la production moderne d'aluminium. Cependant, le procédé d'électrolyse Hall-Héroult émet inévitablement du CO2 lorsqu'un courant électrique traverse l'oxyde d'aluminium et le carbone pour former l'aluminium primaire. Hydro remet en question les principes de base de la production d'aluminium en suivant plusieurs voies de développement technologique, notamment un procédé entièrement nouveau et révolutionnaire pour éliminer les émissions provenant à la fois de l'électrolyse et de la cuisson des anodes.

Electrolysis in Årdal
L'usine d'aluminium primaire d'Hydro à Årdal a une capacité annuelle de 204 000 tonnes de métal primaire, 220 000 tonnes de produits de fonderie et 215 000 tonnes d'anodes. Hydro exploite également l'un des principaux centres de recherche du secteur à Årdal.

Développée par les technologues d'Hydro depuis 2016, la technologie exclusive HalZero (anglais) repose sur la conversion de l'alumine en chlorure d'aluminium avant l'électrolyse. Le chlore et le carbone sont recyclés dans un circuit fermé, évitant ainsi les émissions de CO2 et n'émettant que de l'oxygène. En 2023, le projet a été reconnu lors de la conférence mondiale sur le climat COP28 comme un acteur de la transition énergétique, (anglais) tout comme Hydro a fait pression pour construire une installation d'essai pour HalZero à Porsgrunn, en Norvège.

L’objectif est de produire les premiers volumes d’aluminium d’ici 2025 et des volumes pilotes à l’échelle industrielle d’ici 2030, préparant ainsi HalZero à une utilisation dans de nouvelles fonderies. Si elle réussit, HalZero deviendra une technologie de fusion sans émissions qui éliminera entièrement les émissions de CO2 provenant de l’électrolyse et de la cuisson des anodes.

The HalZero technology will be matured in the test facility currently under construction in Porsgrunn, Norway.

La technologie HalZero sera perfectionnée dans l'installation d'essai sur mesure actuellement en construction au Centre technologique Hydro Aluminium de Porsgrunn, en Norvège.

Hydro ambitionne d’adapter les alumineries Hall-Héroult existantes pour l’avenir en les dotant d' une technologie de captage et de stockage du carbone (CSC) (anglais). Après avoir évalué plusieurs technologies de CSC et élaboré une feuille de route pour tester et piloter les méthodes les plus prometteuses, l'ambition est de mettre en place un pilote à l'échelle industrielle d'ici 2030.

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Les cellules électrolytiques du pilote technologique de Karmøy ont été modifiées en vue de l'adoption de la technologie CCS.

Grâce à la toute dernière technologie de précuisson dans la production d'aluminium, une cellule électrolytique consomme environ une demi-tonne de carbone pour chaque tonne d'aluminium produite. Les anodes en carbone sont actuellement fabriquées à partir de matériaux fossiles, mais Hydro cherche à y incorporer des biomatériaux tels que des déchets issus de la foresterie et de la production alimentaire. La recherche et le développement en sont encore à leurs débuts.

Changing carbon anodes at the Årdal primary plant
Changement des anodes de carbone à la centrale primaire d'Årdal

Depuis 1990, Hydro a augmenté sa capacité de production d'aluminium de 40 %. Malgré cette croissance, l'entreprise est parvenue à réduire de plus de 50 % les émissions de ses fonderies norvégiennes, principalement grâce à la modernisation complète de la technologie Söderberg, historiquement très émettrice, remplacée dans les années 2000 par des lignes de cuves de précuisson modernes. Depuis, Hydro a continué à perfectionner ses opérations, culminant dans le projet pilote technologique de Karmøy (site en anglais) qui a introduit la technologie de production primaire la plus performante au monde en matière de climat et d’énergie.

L’amélioration des opérations est un processus continu, désormais soutenu par des efforts importants en matière de numérisation. La transition écologique et la transition numérique sont étroitement liées, les technologies numériques jouant un rôle clé dans la gestion efficace des ressources. Elles permettent de réduire les émissions en optimisant les opérations, en améliorant l’efficacité et en stimulant l’innovation.

Karmøy Technology Pilot
Le projet pilote technologique de Karmøy, mis en service en 2018, est une référence mondiale en matière d’électrolyse, combinant efficacité énergétique et performance climatique.

Intensifier le recyclage des déchets post-consommation

L’aluminium est recyclable à l’infini sans perdre les propriétés qui en font un matériau clé de la transition écologique. Son recyclage ne nécessite que 5 % de l’énergie requise pour produire du métal primaire dans une cellule électrolytique.

Hydro propose de l'aluminium recyclé sous la marque Hydro CIRCAL, contenant au moins 75 % de déchets post-consommation. Ce matériau affiche une empreinte carbone documentée de seulement 1,9 kg d'équivalent CO par kilo d'aluminium, soit environ 80 % de moins que la moyenne mondiale pour la production primaire.

L’aluminium recyclé peut également être combiné à de l’aluminium primaire directement dans les fonderies, grâce à la technologie de recyclage désormais intégrée dans les usines d'Årdal et de Høyanger. En fonction de la proportion de déchets post-consommation, l'aluminium à faible teneur en carbone Hydro REDUXA peut être livré avec une empreinte carbone documentée inférieure à 3 kg de CO₂e par kilo d'aluminium.

A pile of post-consumer scrap
Contrairement aux déchets de traitement issus de la production d’aluminium, les déchets post-consommation ont une empreinte carbone proche de zéro, car les émissions ont déjà été comptabilisées.

Contrairement aux déchets pré-consommation issus des processus de production et d’extrusion de l’aluminium, les déchets post-consommation ont déjà eu une vie antérieure sous forme de canettes de boisson, de fenêtres, de pièces automobiles ou d'autres produits de consommation. Leur empreinte carbone est proche de zéro, car les émissions ont déjà été comptabilisées. C’est pourquoi il est essentiel d'intensifier le recycler de ces déchets pour accélérer la réduction des émissions.

Pour y parvenir, Hydro explore en permanence de nouvelles possibilités d’approvisionnement en déchets post-consommation, ainsi que le développement de technologies de tri avancées permettant de trier, réutiliser et donner une nouvelle vie à une plus grande quantité d’aluminium usagé.

La technologie exclusive HySort d'Hydro, qui utilise la spectroscopie de décomposition induite par laser (LIBS), permet de récupérer de l’aluminium qui, autrement, finirait en décharge. Lancée au centre de recyclage d’Hydro à Dormagen, en Allemagne, cette technologie a été introduite sur le marché américain en septembre 2024 (page en anglais).

The HySort machine in Grandville, Michigan
Les opérations commerciales américaines de la machine HySort ont débuté à Grandville, dans le Michigan, en 2024.

L’accélération de la croissance de la capacité de recyclage est l’un des piliers de la stratégie globale d’Hydro à l’horizon 2030, visant à répondre à la demande croissante de produits recyclés à faible émission de carbone.

Hydro a augmenté sa capacité de recyclage de plus de 650 000 tonnes au cours des deux dernières années. La majeure partie de cette croissance s'est produite en Europe, notamment grâce à l'acquisition de la société polonaise de recyclage de l'aluminium Alumetal (anglais) en 2023, renforçant considérablement la position d’Hydro sur le marché européen. En septembre 2024, Hydro a inauguré une nouvelle usine de recyclage à Székesfehérvár, en Hongrie (anglais), avec une capacité annuelle de 90 000 tonnes, principalement destinée au secteur automobile.

Hydro a également investi dans de nouvelles capacités en Amérique du Nord, notamment dans l'usine de Cassopolis, dans le Michigan (anglais), ouverte en novembre 2023. Un tiers de la production de cette usine sera réalisée sous la marque Hydro CIRCAL.

Aujourd'hui, Hydro recycle l'aluminium dans 35 usines en Europe, en Amérique du Nord et en Amérique du Sud. La production est assurée par les divisions amont et aval de l’entreprise. En complément, 200 000 tonnes supplémentaires de nouvelles capacités seront mises en service d'ici 2026 en Europe et aux États-Unis, notamment avec l'ouverture d'une nouvelle usine de recyclage à Torija, en Espagne, (anglais) d'une capacité annuelle de 120 000 tonnes.

Recycling plant at Székesfehérvár, Hungary
La nouvelle usine de recyclage de Székesfehérvár, en Hongrie.

Lorsque l'on utilise une proportion élevée de matériaux recyclés dans l'aluminium, le principal défi consiste à répondre aux exigences spécifiques des alliages des produits finis. Cela n'est possible qu'en combinant des qualités de ferraille très précises.

L'augmentation de la part de contenu recyclé dans les produits finis nécessite de nouvelles innovations. C'est pourquoi la collaboration technique, la recherche sur les alliages et le développement de nouvelles applications font partie des partenariats stratégiques d'Hydro avec des clients tels que Mercedes-Benz (anglais), le groupe Volvo (anglais) et le producteur de câbles NKT (anglais).

Le partenariat entre Hydro et Porsche (anglais) franchi une nouvelle étape en juillet 2024, avec un accord permettant la réservation de capacités pour la chaîne d'approvisionnement de Porsche, ainsi que le développement de nouveaux alliages automobiles à plus forte teneur en contenu recyclé.

Une autre avancée majeure a eu lieu plus tôt en 2024, lorsque le fabricant britannique de vélos Brompton (anglais) a lancé les toutes premières jantes fabriquées à 100 % à partir de déchets post-consommation. C'était la première fois que l'aluminium recyclé à empreinte carbone quasi nulle de Hydro était utilisé dans un produit de consommation, après des tests rigoureux de sécurité, de solidité, de durabilité et de résistance à la corrosion.

Eivind Kallevik, President and CEO of Hydro and Barbara Frenkel Executive Board Member for Procurement at Porsche AG
Eivind Kallevik, président-directeur général d'Hydro et Barbara Frenkel, membre du conseil d'administration en charge des achats chez Porsche AG, après la signature du nouvel accord en juillet 2024.