Description du projet
Une approche de rupture visant à réduire les émissions de CO2 générées par la production d’acier
La réduction draconienne des émissions de CO2 est le plus grand défi de notre époque. De manière générale, l’acier est produit à partir de minerai oxydé dans des hauts fourneaux, qui est ensuite placé dans des convertisseurs pour y subir une élimination partielle du carbone par l’oxygène. Ce processus produit 2,1 tonnes de CO2 par tonne d’acier, ce qui fait sans doute de la fabrication de l’acier le plus grand émetteur de gaz à effet de serre de la planète. Le projet ROC, financé par l’UE, vise à apporter des changements scientifiques fondamentaux dans ce processus afin de réduire de manière draconienne les émissions de CO2 d’au moins 80 %. L’approche de rupture du projet consistera à remplacer le carbone par l’hydrogène en tant qu’agent réducteur et à fusionner les nombreuses étapes du processus en un processus unique alliant fusion d’oxyde et réduction à base d’hydrogène qui utilise de l’électricité verte. En d’autres termes, un four à arc électrique fonctionnant à l’hydrogène contenant un plasma réducteur.
Objectif
With 1.8 billion tons produced per year, steel is the dominant metallic material. It can be recycled by melting scrap, a resource satisfying at most 30% of the demand. Hence, fresh steel must be produced in huge amounts, from oxide minerals reduced by CO in blast furnaces, followed by partial removal of C by O2 in converters. These two processes create ~2.1 tons CO2 per ton of steel, qualifying steelmaking as the largest single greenhouse gas emitter on earth (~8% of all emissions). ROC tackles the fundamental science needed to drastically cut these staggering CO2 numbers, by up to 80% and beyond. This is the biggest single leverage we have to fight global warming. The disruptive approach of ROC lies in (1) using H instead of C as reductant and (2) merging the multiple steps explained above into a single melting plus reduction process which can run with green electricity, namely, an electric arc furnace operated with a H-containing reducing plasma. ROC’s approach is feasible as it can be upscaled by modifying existing furnace technology. The motivation is that solid Fe from other synthesis methods such as direct reduction must anyway be melted after reduction. Project ROC also addresses hybrid processes, where partially reduced oxides from direct reduction are fed into a reducing plasma, for high energy and H2 efficiency at fast kinetics and high metallization. Project ROC explores the physical and chemical foundations of these processes, down to atomistic scales, with a blend of instrumented laboratory furnaces, characterization, simulation and machine learning. Specific topics are the elementary nucleation, transport and transformation mechanisms, mixed scrap and ore charging, influence of contaminants from feedstock, plasma parameters, C-free electrodes, slag metallurgy and the role of nanostructure. Drastic reduction of CO2 is the biggest challenge of our time and project ROC explores how steelmaking can contribute to it by cutting its emissions by 80% and more.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Mots‑clés
Programme(s)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Thème(s)
Appel à propositions
(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2021-ADG
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HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsInstitution d’accueil
40237 DUSSELDORF
Allemagne