Utilisation de combustibles alternatifs pour réduire les émissions de carbone dans la fabrication du ciment

Après l’eau, le ciment est le matériau le plus demandé sur la planète. C’est également l’un des plus grands émetteurs de carbone, la fabrication du ciment représentant au moins 8 % des émissions mondiales de CO2. Cela est dû en grande partie au fait que la fabrication du ciment nécessite beaucoup de combustible : environ 120 kg de charbon par tonne de ciment. Nous savons maintenant que la combustion à grande échelle de combustibles fossiles entraîne des émissions de gaz à effet de serre tels que le dioxyde de carbone (CO2) et l’oxyde d’azote (NOx), qui contribuent au changement climatique.

Le cocompostage : le remplacement des combustibles fossiles par des combustibles alternatifs dans la mesure du possible : peut donc contribuer à rendre la fabrication du ciment plus durable. De plus, la volatilité croissante du prix des combustibles fossiles signifie que les combustibles alternatifs pourraient devenir une transmission d’énergie plus fiable et faire baisser les coûts.

QUE SONT LES COMBUSTIBLES ALTERNATIFS ?

Combustibles alternatifs est un terme générique désignant les combustibles dérivés de différentes sources industrielles et municipales. Voici des exemples de combustibles alternatifs solides :

• Déchets de construction et de démolition
• Sous-produits agricoles tels que la paille, le café et les balles de riz, les feuilles et la bagasse de canne à sucre, les tiges de colza et les coques de noix de palme
• Biomasse non agricole, y compris les graisses animales, le fumier, la viande et les os
• Déchets biologiques dégradables ménagers ou industriels
• Combustibles dérivés de déchets (CDD) tels que les plastiques non recyclables
• Vieux pneus.

QUELS SONT LES AVANTAGES DES COMBUSTIBLES ALTERNATIFS ?

Les combustibles alternatifs offrent des avantages en matière de durabilité ainsi qu’un moyen de parvenir à une économie circulaire dans la production de ciment. Par exemple, il y a une réduction nette globale accrue des émissions de CO2 lorsque les déchets sont incorporés dans les systèmes de four rotatif à ciment par opposition aux incinérateurs dédiés. Les émissions de NOx sont également réduites lorsque des combustibles alternatifs de faible qualité sont brûlés en raison des réactions de reburn. De plus, le remplacement des combustibles classiques par des alternatives dérivées des déchets contribue à préserver les ressources non renouvelables. Leur incinération réduit également la dépendance à la mise en décharge ou à d’autres méthodes d’élimination des déchets moins respectueuses de l’environnement.

Les combustibles alternatifs sont encore un marché émergent en Amérique du Nord et dans d’autres territoires, mais ils offrent un potentiel économique important. Dans toute l’Europe et dans d’autres pays où la mise en décharge n’est pas une option, les combustibles alternatifs offrent la possibilité de réduire les coûts énergétiques par rapport aux combustibles classiques, car la plupart sont générés à partir de déchets qui n’ont que des exigences de traitement modestes. Les accords commerciaux nécessaires pour exploiter pleinement ce potentiel sont encore en cours d’élaboration, mais, selon McKinsey, les nombreuses possibilités d’enlèvement offertes par l’industrie du ciment signifient que les combustibles alternatifs pourraient être fournis gratuitement, voire à un coût négatif, par les industries productrices. Le gain de valeur nette annuel total de la recirculation de l’énergie devrait atteindre 24 milliards d’euros d’ici 2050.

EST-IL FACILE D’INTRODUIRE DES COMBUSTIBLES ALTERNATIFS ?

Les conditions de fonctionnement liées à la fabrication du ciment se prêtent à l’utilisation de combustibles alternatifs. Par exemple, la production de clinker dans les systèmes de four rotatif combine des températures élevées, une atmosphère oxydante et un environnement alcalin avec de longs temps de séjour et une inertie thermique élevée. Ces conditions garantissent que le composant organique du combustible est entièrement détruit tandis que la partie inorganique, y compris les métaux lourds, est piégée et combinée dans le produit en raison de la rétention des cendres dans le clinker.

La sélection du combustible alternatif approprié est essentielle pour atteindre une efficacité optimale ainsi que la qualité du produit. Comme indiqué précédemment, les combustibles alternatifs proviennent de différentes sources et ont donc des caractéristiques différentes de celles des combustibles fossiles qu’ils remplacent. Cela doit être pris en considération pour éviter des problèmes tels qu’une combustion incomplète ou des blocages dus à l’accumulation de poussière résiduelle dans les fours. La qualité du produit final peut également être affectée, lorsque des sous-produits de combustion sont incorporés dans le clinker.

Que les combustibles alternatifs soient utilisés comme substitut complet ou en combinaison avec des combustibles fossiles, leur introduction nécessite une planification minutieuse. Un investissement initial peut être nécessaire concernant l’ajustement ou le remplacement du brûleur, la mise en place de systèmes d’alimentation en combustibles alternatifs, de nouvelles installations de stockage de combustible et de systèmes de distribution de combustible.

SOUTIEN À L’ADOPTION DE COMBUSTIBLES ALTERNATIFS

Les combustibles alternatifs sont toujours en évolution, ce qui signifie que les matières premières pourraient changer au fil du temps. Pour les opérateurs de cimenteries, il est donc logique d’adopter des solutions d’usine qui peuvent être facilement personnalisées pour utiliser le combustible le plus efficace et le plus économique disponible.

Les fabricants d’équipement peuvent offrir des conseils sur le meilleur système pour vos besoins, en tenant compte des paramètres opérationnels tels que le taux de substitution thermique (TST), qui a un effet significatif sur la conception globale du système et les composants utilisés.

L’adoption de combustibles alternatifs est une décision stratégique importante, alors assurez-vous de travailler avec un fabricant d’équipement de confiance qui comprend vos exigences techniques et logistiques particulières et peut concevoir des systèmes de convoyage et de stockage personnalisés qui optimiseront votre retour sur investissement.

À RETENIR

L’industrie du ciment doit décarboniser pour survivre, et les combustibles alternatifs offrent de multiples avantages environnementaux et commerciaux. Cependant, leur adoption exige une planification minutieuse et peut nécessiter des améliorations majeures de l’équipement. Alors que les fabricants de ciment poursuivent la transition vers une production à plus faible émission de carbone, il est essentiel qu’ils s’équipent de solutions qui non seulement atténuent les défis opérationnels d’aujourd’hui, mais qui sont également suffisamment flexibles pour s’adapter facilement aux combustibles alternatifs de demain.