POMPES À CHALEUR
Install Magazine 974 – février 2021
Applications industrielles des pompes à chaleur
Fermer le cercle
Si nous voulons nous convertir à une économie neutre en carbone, nous devrons penser de manière plus circulaire : les déchets doivent devenir une matière première. Il existe de nombreuses opportunités dans le domaine de la chaleur industrielle. En effet, une grande quantité de chaleur libérée par les process industriels est actuellement largement perdue. En captant cette chaleur et en la ramenant à son niveau originel au moyen d’une pompe à chaleur, le cycle thermique peut ainsi être fermé. La chaleur perdue redevient alors de la chaleur de process, avec un minimum d’énergie ajoutée. Lors d’un webinaire du TNO néerlandais, divers experts ont donné leur avis sur la question. Le webinaire était basé sur un livre blanc du TNO sur la question : « Strengthening Industrial Heat Pump Innovation. Decarbonising Industrial Heat. »
Potentiel de chaleur résiduelle
Le potentiel de la chaleur verte dans l’industrie est considérable : les deux tiers de la consommation d’énergie sont consacrés à la chaleur de process. Cette chaleur est actuellement majoritairement perdue dans l’atmosphère. Le scénario typique est que la chaleur est produite à des températures élevées, parfois beaucoup plus que nécessaire. Cette chaleur est ensuite utilisée dans un process. La température s’abaisse alors en dessous du niveau requis pour ce dernier. Après cela, la chaleur disparaît généralement via la cheminée ou par ventilation, même si la température est encore suffisamment élevée pour être utilisée par d’autres applications. Si nous devions collecter cette chaleur et la ramener dans le système via une pompe à chaleur, nous pourrions grandement améliorer le bilan énergétique. De cette manière, le cercle peut ne pas être complètement fermé, car la pompe à chaleur a toujours encore besoin d’énergie d’entraînement. Mais un pas important à déjà ainsi été franchi vers une plus grande circularité. Si cette énergie d’entraînement provenait de l’électricité verte, les émissions de CO2 de l’industrie s’en trouveraient grandement réduites.
Seuils et défis
Un premier obstacle est l’aspect financier. L’amortissement des pompes à chaleur dépend du rapport de prix entre les combustibles fossiles et l’électricité et de l’existence d’éventuelles subventions, normes d’émission, taxes CO2, etc. À cet égard, le sujet ne semble pas trop favorable à l’industrie – tout comme pour les bâtiments. Ici, c’est le politique qui doit créer les conditions cadres appropriées.
Le deuxième problème est d’ordre technique. De nombreuses solutions sont déjà disponibles pour des températures allant jusqu’à 100 °C. Pour des températures plus élevées, l’on en n’est encore largement qu’aux stades de projets pilotes et de montages expérimentaux. Des recherches supplémentaires sont nécessaires ici pour arriver à des systèmes commercialisables.
Un troisième facteur est que l’on n’aime pas foncer dans l’inconnu. Dans l’industrie elle-même, l’accent est généralement mis sur les caractéristiques du process lui-même, et non sur la technologie des pompes à chaleur. À l’inverse, dans le secteur des pompes à chaleur, l’on n’est pas toujours à la hauteur des conditions et des besoins spécifiques d’un environnement industriel. Dès lors, un échange de connaissances plus important s’impose.
La voie à suivre
Le TNO préconise dès lors que les pompes à chaleur deviennent une technologie standard dans les applications allant jusqu’à 100 °C. Elles peuvent également jouer un rôle clé dans les applications de décarbonisation allant jusqu’à 200 °C, bien que des recherches supplémentaires soient requises à ce sujet. Dans tous les cas, il faut un cadre réglementaire adapté pour que les pompes à chaleur ne soient pas défavorisées par rapport aux énergies fossiles. En outre, l’innovation et l’échange de connaissances doivent être soutenus. A court terme, le secteur alimentaire a les meilleures opportunités d’intégration des pompes à chaleur. Dans ce domaine, la plupart des process sont à des températures relativement basses. En outre, le secteur a déjà une grande expérience en technologie des pompes à chaleur, vu les diverses applications de réfrigération courantes. De cette manière, les bases peuvent être jetées pour une utilisation plus large des pompes à chaleur dans d’autres secteurs.
Par Alex Baumans
https://www.tno.nl/en/about-tno/events/2020/webinar-heat-pumps-for-decarbonising-the-industry/
