À Essen (Allemagne), Verallia expérimente la combustion à l'hydrogène dans ses fours verriers

Dans notre feuille de route de décarbonation, nous nous sommes fixés pour mission d’explorer toutes les solutions techniques innovantes liées à la fusion du verre, afin d’être prêts à saisir les meilleures opportunités pour réduire l’empreinte carbone de nos activités, en fonction des géographies et de la disponibilité énergétique. L’électrification des fours reste la priorité, notamment par l’hybridation. En parallèle, nous étudions l’utilisation de biocarburants et d’hydrogène vert. Ainsi, nous avons déjà mis en œuvre des énergies renouvelables telles que le biogaz, le biocarburant ou le gaz de synthèse sur plusieurs sites dans le monde. Cependant, l’intégration de l’hydrogène nécessite une réflexion plus approfondie, notamment en raison des particularités chimiques de ce gaz, qui est la plus petite molécule existante. Sur des questions telles que l’étanchéité/perméabilité des pipelines, les dispositifs de contrôle de débit, quelles modifications doivent être apportées aux installations ? Pour un volume équivalent, l’hydrogène produit trois fois moins d’énergie que le gaz naturel, quelles conséquences cela aura-t-il lors de la fusion ? La combustion de l’hydrogène génère de l’eau et divers composés, quels seront les impacts sur la qualité du verre et les émissions atmosphériques ? Comment le four réagira-t-il au fil du temps ? Quels ajustements opérationnels quotidiens doivent être envisagés ? Si un changement de carburant n’est jamais « plug and play », cette observation est particulièrement vraie pour l’hydrogène ! Nous avons donc opté pour une approche progressive.

Un partenariat de 5 ans avec ArcelorMittal

Avant de démarrer ce projet avec ArcelorMittal à Essen, nous avons mené une première campagne de tests à l’usine Verallia de Saragosse en Espagne. Pendant plusieurs jours, les fours ont fonctionné avec un mélange contenant jusqu’à 60 % d’hydrogène, livré par camion. Cette expérience, réalisée avec le soutien d’Air Liquide, a permis à nos équipes R&D de caractériser la mise en œuvre, les équipements, les questions de sécurité, de surveillance, et surtout, de caractériser tous les éléments liés à la combustion, aux performances, au contrôle des fours et aux impacts des émissions. À Essen, nous passons à la vitesse supérieure. ArcelorMittal fournit son gaz énergétique riche en hydrogène provenant de l’usine de cokéfaction de Bottrop, un sous-produit de la production de coke. Uniper fournit le pipeline pour le transport du gaz entre nos deux sites industriels, distants d’environ 3,5 km. Le contrat de cinq ans pour les livraisons de gaz nous permet de tester les effets à long terme de l’utilisation de l’hydrogène dans les deux fours verriers de l’usine Verallia d’Essen Karnap.

Notre objectif est de garantir que l’hydrogène fournisse une grande partie des besoins énergétiques du four pour les années à venir. À notre connaissance, c’est une première mondiale pour l’industrie du verre.

En fonction du taux d’injection d’hydrogène, l’usine d’Essen Karnap verra ses émissions de CO2 réduites de 8 à 10 % par an. Certes, à ce stade, il ne s’agit pas d’hydrogène vert mais d’un hydrogène coproduit qui n’était pas valorisé auparavant. Son utilisation dans les fours verriers représente donc une véritable avancée en termes de transition énergétique. Ce projet est donc fortement encouragé par les autorités allemandes.

Le partenariat est entré en vigueur fin 2024, et l’usine verrière d’Essen Karnap fonctionne désormais avec une grande partie d’hydrogène. Nous réaliserons diverses simulations, analyserons de près toutes les données pour disposer des clés techniques qui nous permettraient d’envisager d’autres conversions énergétiques à l’avenir si cette solution s’avère pertinente. Car ne nous le cachons pas : il reste encore de nombreux obstacles à surmonter, notamment la disponibilité de l’hydrogène vert et les aspects économiques du coût de cette énergie.

Chez Verallia, nous sommes convaincus qu’il n’y aura pas une solution unique pour décarboner la production de verre. En fonction des territoires où nos usines sont implantées, en fonction des ressources et des politiques énergétiques des pays, certaines options de décarbonation ont plus de sens que d’autres. Nous nous préparons, avec les équipes R&D et les équipes opérationnelles, à ces différentes options en validant le plus grand nombre de technologies possibles. Avec ce projet d’approvisionnement en hydrogène à long terme, une autre case est cochée dans la stratégie de décarbonation de Verallia.

Crédit photo : ©️hallojosh