Valorisation de l’énergie fatale : un atout pour l’industrie

L’énergie fatale, ou énergie de récupération, représente une ressource sous-utilisée issue des processus industriels et domestiques, se manifestant principalement sous forme de chaleur non valorisée. La valorisation de cette énergie offre aux industriels une opportunité significative d’améliorer l’efficacité énergétique, réduire les coûts d’exploitation et contribuer à la décarbonation de leurs activités.

Dans un contexte où la transition énergétique et la durabilité deviennent des priorités, l’exploitation de l’énergie fatale permet non seulement de diminuer la dépendance aux énergies fossiles, mais aussi de renforcer la compétitivité économique des entreprises en optimisant l’utilisation des ressources disponibles.

Qu’est-ce que l’énergie fatale ?

L’énergie fatale désigne l’énergie résiduelle sous forme de chaleur générée par des processus industriels, domestiques ou de transport, qui n’est pas initialement utilisée pour le but principal de ces processus. Cette chaleur est souvent dissipée dans l’environnement sans être valorisée.

D’où provient cette énergie fatale ?

Les principales sources d’énergie fatale :

• Processus industriels : les opérations de production comme celles de l’acier, du ciment, et du verre produisent de grandes quantités de chaleur résiduelle.
• Data centers : les serveurs informatiques émettent de la chaleur qui doit être évacuée pour maintenir leur bon fonctionnement.
• Eaux usées : les eaux usées industrielles contiennent de la chaleur récupérable avant leur rejet.
• Transports : les moteurs thermiques des véhicules convertissent seulement une partie de l’énergie du carburant en mouvement, le reste étant dissipé sous forme de chaleur.
• Appareils électroménagers : les réfrigérateurs, lave-linge, et sèche-linge émettent de la chaleur durant leur fonctionnement.

Le potentiel inexploité de l’énergie fatale en France

L’Agence de l’Environnement et de la Maîtrise de l’Énergie (ADEME) estime que le potentiel de l’énergie fatale est considérable. Si elle était pleinement exploitée, elle pourrait couvrir les besoins en chauffage de 1,66 million de logements.

L’industrie est le principal pourvoyeur de cette énergie, avec un gisement estimé à 109,5 TWh, soit l’équivalent de 36% de sa consommation totale de combustibles. Parmi cette énergie perdue, 52,9 TWh sont à des températures supérieures à 100°C, ce qui les rend particulièrement intéressantes pour une valorisation énergétique.

D’autres sources contribuent également à ce potentiel : les Unités d’Incinération d’Ordures Ménagères (UIOM), les stations d’épuration et les data centers génèrent ensemble environ 8,4 TWh de chaleur fatale.

Enfin, les réseaux de chaleur existants pourraient récupérer jusqu’à 16,7 TWh de chaleur fatale à plus de 60°C, renforçant ainsi leur rôle dans la transition énergétique.

Récupération de l’énergie fatale : quels avantages pour les entreprises ?

La récupération de chaleur fatale représente une opportunité stratégique pour les entreprises, permettant de transformer des pertes énergétiques en gains significatifs.

Réduction des coûts énergétiques

En utilisant la chaleur fatale pour chauffer des locaux, préchauffer de l’eau ou alimenter des procédés industriels, les entreprises peuvent réduire considérablement leur consommation d’énergie primaire (gaz, électricité, etc.) et ainsi réaliser des économies substantielles sur leurs factures énergétiques.

Réduction de l’empreinte carbone

Substituer une partie de l’énergie fossile par de la chaleur fatale permet de réduire les émissions de gaz à effet de serre, contribuant ainsi activement à la lutte contre le changement climatique. Cette démarche écologique renforce l’image de marque de l’entreprise, démontrant son engagement en faveur du développement durable et de l’économie circulaire.

Génération de nouveaux revenus

L’implémentation d’un système de récupération de chaleur fatale peut ouvrir de nouvelles sources de revenus pour les entreprises industrielles. En réinjectant cette chaleur récupérée dans un réseau externe, les industries peuvent alimenter des logements et des entreprises voisines, créant ainsi une nouvelle ligne de profit.

Comment récupérer l’énergie fatale industrielle ?

La mise en place d’un système de récupération d’énergie fatale nécessite une approche méthodique et adaptée à chaque contexte industriel. Voici les étapes clés :

1. Optimisation préalable : avant de récupérer l’énergie fatale, il est essentiel d’optimiser son utilisation en amont. Cela passe par l’amélioration de l’efficacité énergétique des équipements, la révision des processus industriels et l’isolation des bâtiments.

2. Audit et étude de faisabilité : un audit énergétique approfondi permet d’identifier les gisements de chaleur fatale, d’évaluer les besoins en température et de déterminer les solutions de valorisation les plus pertinentes. L’étude de faisabilité analyse les aspects techniques, économiques, organisationnels et réglementaires du projet.

3. Choix de la technologie de récupération : plusieurs technologies sont disponibles pour récupérer la chaleur fatale, en fonction de sa température, de sa quantité et des besoins de l’entreprise :

• Les échangeurs thermiques transfèrent la chaleur d’un fluide chaud vers un fluide froid, sans contact direct. Ils sont utilisés pour préchauffer l’eau, l’air ou d’autres fluides industriels.
• Les pompes à chaleur élèvent la température de la chaleur fatale à un niveau supérieur, permettant de chauffer des locaux ou de l’eau sanitaire.
• Les cycles organiques de Rankine (ORC) convertissent la chaleur à haute température en électricité.
• Le stockage thermique permet de stocker la chaleur excédentaire pour une utilisation ultérieure.
• Les réseaux de chaleur collectent et transportent la chaleur fatale vers des consommateurs.

4. Valorisation de la chaleur récupérée : l’énergie fatale peut être valorisée directement en chauffant un fluide caloporteur pour l’eau chaude sanitaire, l’air chaud des locaux ou les procédés industriels. Ou indirectement en la convertissant en électricité via des cycles ORC (Organic Rankine Cycle), en air comprimé ou en froid à l’aide de machines à absorption.

5. Mise en œuvre du projet : la mise en œuvre du projet comprend la consultation et la sélection des prestataires, le suivi du chantier, la mise en service et la garantie de performance. Un Contrat de Performance Energétique (CPE) peut être mis en place pour assurer les économies d’énergie sur plusieurs années.

Comment financer les projets de récupération de l’énergie fatale dans l’industrie ?

Pour alléger les coûts des projets de récupération de l’énergie fatale, l’Etat a mis en place plusieurs dispositifs d’aides financières et d’accompagnement pour encourager les entreprises à investir dans cette démarche :

Fonds Chaleur de l’ADEME vise à atteindre 38 % de chaleur renouvelable d’ici 2030. Il finance des projets de récupération de chaleur fatale. Les industries doivent réaliser un diagnostic énergétique ou une étude de faisabilité dans les deux ans précédents. Le taux d’aide varie selon la taille de l’entreprise et le type de valorisation. Les projets doivent valoriser une quantité d’énergie thermique supérieure à 1 GWh/an pour être retenus.

Le Contrat de Performance Énergétique (CPE) est un outil contractuel innovant qui permet aux industriels de mettre en œuvre des projets de récupération de chaleur fatale. Ce contrat engage un industriel et un opérateur énergétique (aussi appelé société de services énergétiques – SSE) sur des objectifs d’économies d’énergie et inclut un audit énergétique, la réalisation des travaux de rénovation, et le suivi des économies sur le long terme. Si les objectifs ne sont pas atteints, l’opérateur prend en charge les pénalités.

Les Certificats d’Économies d’Énergie (CEE) dans le cadre de la Loi POPE, obligent les fournisseurs d’énergie et vendeurs de carburants à financer des actions d’économies d’énergie. Les industries peuvent bénéficier de prime énergie pour améliorer leur efficacité énergétique, y compris par la récupération de chaleur fatale.

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