Chaleur de récupération des processus industriels

Publié le Jeudi 8 décembre 2016
La chaleur de récupération (ou chaleur fatale) est la chaleur générée par un procédé dont l’objectif premier n’est pas la production d’énergie, et qui de ce fait n’est pas nécessairement récupérée. Il s’agit de capter puis transporter cette chaleur, qui serait perdue, pour favoriser son exploitation sous forme thermique.
Dans un contexte de limitation progressive du recours aux ressources fossiles et de diminution des émissions de CO2, la récupération et la valorisation de l’énergie fatale gaspillée dans certains processus constitue un objectif essentiel pour une utilisation plus rationnelle de l’énergie, conformément aux objectifs de la transition énergétique.

Présentation des sources de chaleur fatale industrielle 

 

Les sources de chaleur fatale sont très diversifiées. Il peut s’agir de chaleur contenue dans les fumées de fours, de chaleur émanant de matériels fabriqués et en cours de refroidissement... Sont donc concernés :

  • les sites de production industrielle,
  • les bâtiments tertiaires d’autant plus émetteurs de chaleur qu’ils en sont fortement consommateurs (comme les hôpitaux),
  • les datacenters
  • les unités de valorisation énergétique des déchets (sous l’angle de leur partie non renouvelable
  • les unités d’incinération des déchets autres que ménagers.

La valorisation de cette chaleur de récupération peut ensuite se faire sur le site lui-même pour ses besoins propres (séchage, préchauffage, chauffage des locaux...), pour répondre à des besoins de chaleur d’entreprises situées à proximité (réseau entre deux entreprises) ou pour des besoins de chaleur d’un territoire (réseau de chaleur urbain) ou enfin pour la production d’électricité.

 

Chiffres clés de la chaleur fatale industrielle

 

État des lieux

La quantité de chaleur de récupération actuellement valorisée est difficile à estimer. On peut cependant se baser sur l’enquête annuelle des réseaux de chaleur et de froid qui fait état en 2013 de 227 GWh de chaleur de récupération industrielle (hors unités de valorisation énergétique des déchets) véhiculée par les réseaux (soit 1 % de la quantité totale de chaleur des réseaux). La quantité de chaleur issue des unités d’incinération est de 7400 GWh (soit 25 % de la quantité totale de chaleur des réseaux), mais cette part comprend à la fois la part renouvelable (50 % de la part des déchets ménagers) et la part non renouvelable qui peut être considérée comme de la chaleur de récupération.

 

Objectifs et potentiel

 

Au-delà du potentiel de développement dans l’industrie et du potentiel d’amélioration de la récupération de chaleur dans les unités de valorisation énergétique, il existe également des perspectives de développement de la chaleur de récupération dans de nouveaux gisements comme les datacenters, ou les eaux usées par exemple. Une étude réalisée par l’ADEME en 2015 a permis d’estimer un potentiel de chaleur fatale de 51TWh en France, dont 20 % du gisement situé à proximité de réseaux de chaleur existants.

 

La programmation pluriannuelle de l’énergie fixe des objectifs de développement de la chaleur renouvelable et de récupération dans les réseaux de chaleur et de froid. Ainsi, le graphe ci-dessous illustre les perspectives pour 2018 et 2023 :

Cadre réglementaire de la chaleur fatale industrielle  

 

L’analyse coûts avantages

La directive européenne 2012/27/UE relative à l’efficacité énergétique favorise la valorisation de la chaleur fatale. Ainsi, les émetteurs de chaleur fatale situés à proximité d’un réseau de chaleur doivent réaliser une analyse coûts-avantages afin d’étudier les possibilités de valoriser cette chaleur fatale (en cas d’installation nouvelle ou modifiée de façon notable). De même, tout projet de réseau de chaleur doit également évaluer les différents potentiels de récupération de chaleur fatale avant de dimensionner une éventuelle installation de production d’énergie.

Ces dispositions ont été traduites dans le droit français par le décret n°2014-1363 du 14 novembre 2014 et l’arrêté du 9 décembre 2014. Cet arrêté précise les catégories d’installations visées ainsi que le contenu de l’analyse coûts-avantages permettant d’évaluer l’intérêt de valoriser la chaleur fatale à travers un réseau.

 

Dispositifs de soutien de la filière  

 

Le code de l'énergie ne prévoit aucun dispositif de soutien pour la production d'électricité à partir de chaleur fatale. Du point de vue énergétique, la conversion de chaleur en électricité est en effet un procédé moins efficace que la valorisation directe de la chaleur. La chaleur fatale peut néanmoins servir à produire de l'électricité à des fins d'autoconsommation ou de vente sur le marché : cette valorisation peut s'avérer pertinente s'il n'existe pas de débouché chaleur à proximité.

 

 

Fonds chaleur

 

Le fonds chaleur soutient depuis 2015 la récupération de chaleur fatale. L’ADEME accompagne ainsi la valorisation de la chaleur fatale pour une utilisation à l’extérieur ou au sein même du site. Ainsi, 20 installations de récupération de chaleur fatale ont pu être soutenues par le fonds chaleur en 2015, pour un montant de près de 7 M€ et une production de 21 ktep.

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