La récupération de chaleur : l’héroïne discrète sur la route du « net zéro »

À mesure que l’année défile, les entreprises et la société sont confrontées à de nombreux défis et incertitudes. Les marchés de l’énergie restent volatils, notamment en raison du conflit en Europe qui a une incidence significative sur la sécurité énergétique dans le monde. Et nous constatons déjà les effets du changement climatique qui se manifeste de plus en plus par des événements imprévisibles. 

Il est indéniable que pour atteindre notre objectif universel zéro émission nette, l’innovation et l’action constituent résolument la clé de voûte. Les entreprises prennent déjà les devants et se rendent compte de l’ampleur de la tâche par rapport au peu de temps qu’il reste pour atteindre ces objectifs.

Faisant écho aux efforts des entreprises prévoyantes, les gouvernements commencent eux aussi à relever les défis qui les attendent. Cette année, la loi sur les énergies renouvelables (EEG 2023) entre en vigueur en Allemagne (un amendement à la loi sur les sources d’énergie renouvelables1). Elle vise à faire en sorte que 80 % de la consommation d’électricité du pays provienne d’énergies renouvelables d’ici 2030 et que la production d’électricité soit pratiquement exempte de gaz à effet de serre (GES) d’ici 2035.

Il existe également une nouvelle loi allemande sur l’efficacité énergétique actuellement examinée par le gouvernement fédéral2. Si elle est adoptée, elle obligera les entreprises qui consomment plus de 10 gigawattheures (GWh) d’énergie par an à mettre en œuvre des systèmes de gestion de l’énergie. Les plus petites entreprises qui consomment 2,5 GWh seront tenues de réaliser des audits énergétiques, tandis que toutes les entreprises devront soit éviter la chaleur résiduelle dans les procédés de production, soit l’utiliser au sein de leur propre chef, si la situation économique le permet.

L’Allemagne n’est pas la seule à considérer l’efficacité énergétique comme un élément essentiel d’un futur « net zéro ». En septembre dernier, l’administration Biden-Harris aux États-Unis a publié sa feuille de route sur la décarbonisation de l’industrie. À l’instar de l’Allemagne, la production de vapeur représente environ 30 % des besoins thermiques des procédés industriels aux États-Unis.

L’efficacité énergétique en pratique : récupération de chaleur dans votre chaufferie

L’un des principaux avantages du développement d’une stratégie d’efficacité énergétique réside dans le fait d’agir, maintenant, et non demain, sans apporter de modifications majeures au niveau de l’infrastructure. Les arguments en faveur de l’amélioration de l’efficacité énergétique des systèmes à vapeur ne pourraient être plus clairs. La vapeur reste vitale pour de nombreux procédés et constitue la consommation finale d’énergie la plus importante dans le secteur industriel. Cependant, d’après notre expérience, de nombreuses entreprises ne sont pas conscientes des possibilités inexploitées d’améliorer l’efficacité d’une installation à vapeur.

La production de vapeur constitue le cœur de tout système à vapeur et, quel que soit votre combustible actuel, elle proviendra très probablement d’une chaudière. Lorsque les chaudières fonctionnent dans des conditions normales, l’évaporation continue est une réalité. Ce phénomène génère progressivement une accumulation de solides dissous à l’intérieur qu’il faut gérer pour éviter d’endommager la chaudière et le réseau de vapeur connecté.

La purge de la chaudière permet généralement de traiter ce problème. Il existe deux types de purge : la purge de fond (également appelée purge intermittente) et la purge continue. Ces deux méthodes permettent d’éliminer efficacement les dépôts indésirables en restituant une partie de la capacité de la chaudière. Lorsque cette purge représente une simple opération nécessaire, sans chercher à récupérer la chaleur et l’eau qu’elle génère, elle représente un gaspillage d’énergie conséquent.

Toutefois et notamment dans le cas des grands volumes impliqués dans la purge continue, cette énergie peut être capturée et utilisée. Bien entendu, la nature spécifique d’un système à vapeur détermine le potentiel de récupération et d’économies d’énergie, mais même dans un simple circuit de récupération de chaleur, le délai de récupération financière peut être de quelques mois seulement.

En présence de circuits plus sophistiqués (comme celui illustré ci-dessous), la vapeur de revaporisation et la chaleur de purge sont utilisées pour chauffer et dégazer l’eau d’alimentation, les économies annuelles peuvent alors atteindre des dizaines de milliers de dollars. Et ce, pour un investissement modeste.

Schéma de l’installation à purge avec récupération de vapeur de revaporisation avec réservoir