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L'avantage carbone québécois : le cas de l'acier

Mise en contexte

L’empreinte carbone d’un produit correspond à la somme des gaz à effet de serre (GES) émis tout au long de son cycle de vie. L’évaluation de l’empreinte carbone des produits est un outil permettant aux entreprises de prendre de meilleures décisions en matière d’environnement et d’améliorer leur positionnement sur les marchés nationaux et internationaux.

Au Québec, l’approvisionnement en électricité est très majoritairement issu de centrales hydroélectriques, lesquelles n’émettent que très peu de GES. Cette caractéristique unique confère à plusieurs secteurs de l’économie québécoise un avantage considérable en comparaison d’autres pays.

C’est dans cette optique que le Ministère a financé en 2014 un projet mené en collaboration avec le Centre international de référence sur le cycle de vie des produits, procédés et services (CIRAIG).

L’objectif était de quantifier l’avantage carbone d’une variété de produits québécois, pour ensuite promouvoir cet avantage. La production d’acier secondaire1 par four à arc électrique, une activité requérant beaucoup d’électricité, a été sélectionnée comme cas d’étude pour ce projet.

Sommaire

Les résultats du projet révèlent que les émissions de GES générées lors d’une production d’acier secondaire par four à arc électrique au Québec sont de 46 à 60 % inférieures à celles émises lors d’une même production en Chine, en Russie ou aux États-Unis.

Avantage carbone de l'acier québécois
(acier secondaire produit par four à arc électrique)

Description de l'activité étudiée

Le produit visé est l'acier secondaire produit à partir de ferrailles (100 %) dans un four à arc électrique.

L'unité fonctionnelle se définit comme suit : produire 1 tonne d'acier secondaire très faiblement allié (fer ≥ 99 %), sous forme de bloc (slab), à partir de ferrailles et dans un four à arc électrique, pour la période 2010-2020.

L'unité fonctionnelle fournit une référence par rapport à laquelle les intrants et les extrants, et ultimement les émissions de GES attribuables au produit, sont calculés. 

Cycle de vie « berceau à la porte »2 de la production d'acier au Québec

L'hydroélectricité du Québec : premier différenciateur

Le mix électrique québécois utilisé pour le projet est basé sur les données les plus récentes d'Hydro-Québec3. Ce mix électrique, qui représente l'électricité consommée au Québec, provient principalement de la production sur le territoire québécois, mais également d'importations de régions voisines (ces importations comprennent aussi une grande part d'hydroélectricité).

Le tableau suivant résume les mix électriques utilisés :

Mode de génération électrique Chine Russie États-Unis Québec
Fossile 79 % 66 % 69 % < 1 %
Hydroélectrique 19 % 17 % 7 % 95 %
Nucléaire 2 % 16 % 20 % 3 %
Éolien < 1 % < 1 % 2 % < 1 %
Autres < 1 % 1 % 2 % < 1 %

Méthodologie

Le référentiel méthodologique utilisé est le GHG Protocol – Product Life Cycle Reporting and Accounting Standard, un protocole de quantification internationalement reconnu pour les calculs d'empreinte carbone.

Les frontières du système étudié ont été posées du « berceau à la porte », comme recommandé par ce protocole pour des produits intermédiaires4.

L'empreinte carbone de l'acier québécois a d'abord été calculée. L'empreinte carbone hors Québec est ensuite établie en remplaçant simplement le mix électrique québécois par le mix électrique du pays de comparaison.

L'avantage carbone est la différence obtenue entre une empreinte carbone hors Québec fictive et l'empreinte carbone calculée pour une production québécoise. 

L'équation ci-dessous permet d'obtenir cet avantage carbone, en valeur relative :

Données utilisées

L’objectif du projet était d’obtenir un portrait général de la production d’acier secondaire au Québec. Les résultats ne concernent donc pas une usine en particulier.

Des données de productions issues de trois sites québécois (relatives par exemple à la consommation d’énergie) ont été combinées aux données du guide sur les meilleures technologies disponibles pour les industries des métaux ferreux produit par le Joint Research Center européen (2013) et à celles de la base de données ecoinvent, v3.01 et v3.1.

Limites de l'étude

Le cadre d’analyse de cette étude comporte certaines limites à considérer lors de l’interprétation des résultats, notamment :

  • les résultats sont représentatifs d’un secteur et non d’une entreprise en particulier. Cela limite la précision des résultats, mais augmente leur champ d’application;
  • l’avantage carbone relatif (%) est dépendant des frontières du système étudié;
  • l’avantage carbone calculé reste potentiel, en raison des limitations en matière de modélisation et des données disponibles, mais il demeure réaliste.

Résultats

Les pays de comparaison sélectionnés, soit la Chine, la Russie et les États-Unis, sont les trois plus importants producteurs d'acier du monde. La Chine présente un mix électrique dit « très carboné », c'est-à-dire émettant beaucoup de GES, tandis que la Russie et les États-Unis présentent des mix dont l'empreinte carbone est légèrement supérieure à la moyenne mondiale.

Les résultats indiquent que l'avantage carbone de l'acier québécois est très important, avec des émissions de GES de 46 à 60 % inférieures à celles des pays de comparaison. Plus le mix électrique de comparaison est carboné, plus l'avantage carbone québécois est élevé.

Des conclusions similaires peuvent être tirées pour d'autres pays, tant que l'empreinte carbone de leur mix électrique reste près de la moyenne mondiale ou supérieure à celle-ci. 

Le facteur transport

L’effet de possibles distances de transport additionnelles (pour les intrants) occasionnées par une production ayant lieu au Québec plutôt qu’ailleurs a été évalué. Tout indique que s’il était requis, un transport additionnel pourrait réduire l’avantage carbone québécois, sans toutefois l’annuler.

Bien entendu, advenant que moins de transport soit nécessaire lors d’une production au Québec plutôt qu’ailleurs, l’avantage carbone québécois s’en trouverait augmenté.

Variabilité des résultats

Des intervalles de variabilité ont été calculés afin d'établir une valeur minimum et maximum pour l'avantage carbone obtenu dans le cadre du projet, en tenant compte de la variabilité du procédé industriel ainsi que de certaines spécificités régionales.

Ces intervalles ont été obtenus en faisant varier les principaux facteurs qui contribuent à l'empreinte carbone de l'acier, soit :

  • l'électricité (quantité consommée);
  • la ferraille (quantité consommée);
  • les émissions de GES sur le site de production d'acier secondaire;
  • la chaleur (quantité consommée et mode de production).

Pour établir l'avantage carbone minimal, on compare la situation la plus défavorable au Québec à la situation la plus favorable dans le pays de comparaison. La valeur maximale de l'avantage carbone s'obtient, quant à elle, en comparant la situation la plus favorable au Québec à la situation la plus défavorable dans le pays de comparaison. 

L'avantage carbone issu du mix électrique québécois reste majeur quelles que soient les pratiques industrielles supposées.

Pays de comparaison Variabilité de l'avantage carbone
Chine [de 52 % à 66 %]
Russie [de 36 % à 55 %]
États-Unis [de 38 % à 57 %]

Vérification indépendante

Les résultats de cette étude devant être divulgués publiquement et étant destinés à appuyer une affirmation comparative, une revue critique a été réalisée par un comité d'experts afin d'assurer une plus grande crédibilité aux résultats de l'étude. Un avis de vérification favorable a été émis par le comité réviseur de l'étude.

« Globalement, le réviseur considère que la méthodologie adoptée, les unités fonctionnelles choisies ainsi que les frontières des systèmes sont en adéquation avec les exigences du référentiel GHG Protocol et répondent aux objectifs de l'étude. Le rapport présente des conclusions nuancées sur des bases d'analyses de sensibilité qui abordent des situations extrêmes. »

– M. Rémi Bagard, RDC Environnement

Notes de référence

  1. Acier produit à partir de ferrailles.
  2. Un cycle de vie partiel qui tient compte des étapes comprises entre l'extraction des matières premières et la fabrication du produit inclusivement.
  3. Le mix électrique correspond à la répartition des différentes sources d'énergies primaires consommées pour la production d'électricité. Pour augmenter la représentativité statistique, une moyenne pondérée des quatre années les plus récentes pour lesquelles des données sont disponibles a été utilisée. La centrale nucléaire de Gentilly-2 fait partie de l'étude, puisque les données les plus récentes datent de 2012, année de sa fermeture.
  4. Produits servant d'intrants pour la production d'autres produits.
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