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Quelles sont les nouveautés CEE pour la chaleur fatale ?
Dans le secteur industriel, un important gisement de chaleur fatale estimé à un peu plus de 100 TWh, reste largement sous-exploité malgré son potentiel à générer des économies d’énergie significatives. Afin de favoriser sa valorisation, un arrêté publié en septembre 2024 crée 3 nouvelles fiches d'opérations standardisées dans le cadre du dispositif des Certificats d'Économies d'Énergie (CEE).
Désormais, ces 3 nouvelles fiches permettent de financer des projets visant à récupérer et réutiliser la chaleur fatale générée par vos installations, selon les besoins spécifiques de votre entreprise. Que ce soit pour un usage continu, comme le chauffage de bâtiments, la production d'eau chaude sanitaire ou pour répondre à des besoins ponctuels liés à vos processus industriels, ces solutions peuvent offrir des opportunités intéressantes.
Applicables pour une durée de cinq ans aux opérations engagées à partir du 1er janvier 2025, non cumulables, ces fiches représentent une aide importante pour les entreprises industrielles souhaitant optimiser leur efficacité énergétique.
Zoom sur ces nouvelles opérations CEE…
6 décembre
2024
#1 Rehausser la température de la chaleur fatale récupérée grâce à une pompe à chaleur
IND-UT-137 – Mise en place d'un système de pompe(s) à chaleur en rehausse de température de chaleur fatale récupérée.
Cette nouvelle fiche permet au secteur industriel de bénéficier de financement par le dispositif des CEE pour la mise en place d’un système de pompe(s) à chaleur en rehausse de température de chaleur fatale récupérée. La puissance thermique à fournir pour vos procédés, chauffage des locaux ou eau chaude sanitaire doit être ≤2MW.
Quels sont les usages d’un système de pompe à chaleur utilisé pour rehausser la température de la chaleur fatale ?
Il est admis que la chaleur fatale récupérée permet de faire des économies d’énergie substantielles. Cette chaleur fatale récupérée peut servir pour :
- Un process : Utilisation de la chaleur dans une étape du procédé industriel, pour de l’eau chaude de rinçage ou de nettoyage ;
- Le chauffage des locaux pour le confort des occupants ;
- L’eau chaude sanitaire.
À savoir : La mise en œuvre de cette fiche nécessite de respecter plusieurs critères, principalement liés aux équipements des pompes à chaleur, notamment un Coefficient de Performance (COP) annuel moyen supérieur au COP annuel moyen minimal requis.
Calcul de la prime CEE associée à la mise en place d’une pompe à chaleur en rehausse de température de chaleur fatale récupérée
Le calcul du montant de la prime CEE identifié pour cette opération dépend tant de la quantité d’énergie thermique annuelle fournie sous forme de chaleur en sortie du système (Q en kWh/an) que de l’énergie électrique annuelle absorbée par le système (Eélec en kWh/an)
La formule de calcul est la suivante : 10,986 x (Q-1,9x Eélec)
Taux de couverture généré par la mise en place d’un système de pompe(s) à chaleur en rehausse de température fatale récupérée
Le taux de couverture, basé sur des exemples de projets issus du Fonds Chaleur de l’ADEME, se situe entre 35 % et 46 %[1]. Il est important de noter que ce pourcentage varie en fonction de deux paramètres clés identifiés lors de l’étude de dimensionnement :
L’énergie thermique annuelle (Q) et la puissance électrique annuelle absorbée.
[1] NB : dans l’hypothèse d’une prime CEE de 7€/MWhc
Étude de dimensionnement
La fiche d’opération standardisée IND-UT-137 fait l’objet d’une étude de dimensionnement préalable établie par un bureau d’étude ou un professionnel afin d’évaluer les économies d’énergie attendues en fonction de la chaleur valorisée et de justifier l'adéquation entre la chaleur fatale disponible et les besoins en chaleur du site.
L’étude de dimensionnement doit être menée sur une année représentative pour évaluer la chaleur fatale et les besoins en chaleur. En l’absence de données disponibles, il sera nécessaire de réaliser une campagne de mesure d’au moins deux mois ou de recourir à une simulation thermique.
L’étude de dimensionnement permet de définir les paramètres clés du gisement CEE et du taux de couverture :
- Q (kWh/an) : énergie thermique annuelle fournie sous forme de chaleur ;
- Eelec (kWh/an) : énergie électrique annuelle consommée par le système.
L’éligibilité de l’opération dépend également du Coefficient de Performance (COP) de la pompe à chaleur (PAC), qui doit être supérieur à la valeur indiquée sur ladite fiche, en fonction de la rehausse en température et de la température de l’eau en sortie du condenseur.
#2 Convertir la chaleur fatale en électricité ou en air comprimé
IND-UT-138 – Conversion de chaleur fatale en électricité ou en air comprimé
Cette opération d’économie d’énergie vous permet de valoriser la chaleur fatale par la production d’électricité ou d’air comprimé autoconsommés sur site suivant les technologies les plus adaptées.
Quels sont les usages possibles de la conversion de chaleur fatale en électricité ou en air comprimé ?
Encore peu connues, certaines technologies permettent aujourd’hui de convertir la chaleur fatale en électricité et en air comprimé. Parmi elles, la plus répandue est la technologie ORC (Organic Rankine Cycle), utilisée pour produire de l’électricité (voir schéma de principe ci-dessous).
Source : ADEME (rapport chaleur fatale 2017)
Pourquoi convertir la chaleur fatale en électricité ou en air comprimé ?
De nombreux équipements industriels, comme les fours, les sécheurs ou les groupes frigorifiques, génèrent une quantité importante de chaleur, qui ne fait pas partie de leur usage principal et reste souvent non récupérée. Selon le rapport de l’ADEME sur la chaleur fatale, ce flux représente environ 109,5 TWh, soit 36 % de la consommation de combustibles, dont 52,9 TWhc sont perdus à des températures supérieures à 100 °C.
Transformer cette chaleur récupérée en électricité ou en air comprimé offre plusieurs avantages : réaliser des économies d’énergie significatives, optimiser votre performance énergétique et réduire vos coûts énergétiques.
La fiche CEE s’applique aux opérations initiées entre le 1ᵉʳ janvier 2025 et le 31 décembre 2029. Elle ne peut pas être cumulée avec les fiches suivantes :
- IND-BA-112 : Système de récupération de chaleur sur une tour aéroréfrigérante ;
- IND-UT-103 : Système de récupération de chaleur sur un compresseur d’air ;
- IND-UT-117 : Système de récupération de chaleur sur un groupe de production de froid ;
- IND-UT-118 : Brûleur avec dispositif de récupération de chaleur sur four industriel ;
- IND-UT-137 : Mise en place d’un système de pompe(s) à chaleur en rehausse de température de chaleur fatale récupérée (applicable à partir du 01-01-2025) ;
- IND-UT-139 : Système de stockage de chaleur fatale (applicable à partir du 01-01-2025).
Gain énergétique annuel et taux de couverture générés par la mise en place d’un système de conversion de chaleur fatale en électricité ou en air comprimé
Selon les estimations de l’ADEME, cette opération s’inscrit pleinement dans une démarche de transition énergétique en offrant des résultats mesurables :
Gisement annuel de CEE
10,8 TWhc
Taux de couverture
10 % à 26 %
Ces indicateurs démontrent le potentiel de cette technologie pour répondre aux enjeux économiques et environnementaux des industries.
Calcul de la prime associée à la valorisation de la chaleur fatale en électricité ou en air comprimé
Le calcul du montant de la prime CEE identifié pour cette opération d’économies d’énergie dépend tant de la durée annuelle de fonctionnement du système, de la puissance thermique récupérée et apportée à la machine thermodynamique qu’au rendement brut estimé de cette dernière :
La formule de calcul est la suivante : 14,134 * D * (P récup * n – P conso) dont :
- D est la durée annuelle de fonctionnement (en heures) ;
- P récup est la puissance thermique apportée par le fluide caloporteur à la machine thermodynamique (en kW thermique) ;
- n est le rendement brut estimé de la machine thermodynamique (en %) ;
- P conso est la puissance électrique absorbée par les auxiliaires (en kW électrique).
À noter : cette opération nécessite une étude préalable de dimensionnement pour tous les équipements nécessaires à la valorisation de la chaleur fatale dont l’échangeur thermique et la machine thermodynamique. L’étude doit garantir une récupération maximale de 16 GWh/an.
# 3 Stocker la chaleur fatale
IND-UT-139 – Système de stockage de chaleur fatale
Un système de stockage de chaleur fatale est constitué d'une ou plusieurs batteries thermiques. L'installation doit être fixe et connectée au réseau de distribution de chaleur interne. La chaleur fatale est un effluent gazeux ou liquide avec une température supérieure à 25°C.
Cette chaleur fatale stockée peut être utilisée dans vos process industriels, eau chaude sanitaire et/ou chauffage des locaux. Le stockage permet d’exploiter cette ressource à un instant donné et en fonction des besoins précis du process industriel ou bien en fonction de la saisonnalité, pour le chauffage des locaux, par exemple.
Selon les besoins de stockage de chaleur fatale, les industriels bénéficient de différentes technologies de stockage en fonction de la température de la chaleur fatale par exemple :
- Système à changement de phase pour le stockage d’énergie à moins de 100°C ;
- Système en céramique pour le stockage d’énergie à haute température ;
- Système de ballon industriel.
Taux de couverture
Le taux de couverture de la présente fiche est compris entre 8 % et 20 %. Ces données proviennent de plusieurs exemples présentés dans la fiche de calcul de cette opération.
Étude de dimensionnement
Dans le cadre de cette fiche, une étude de dimensionnement est requise. Elle permet à l’entreprise de dimensionner le système de stockage adapté aux besoins spécifiques en chaleur fatale, tout en précisant sa nature.
Cette étude doit être réalisée sur une année représentative. Toutefois, dans certaines situations, elle peut être remplacée par une campagne de mesures d’au moins deux mois ou, pour un site neuf, par une simulation thermique.
D'un point de vue technique, l'étude de dimensionnement permet de déterminer plusieurs paramètres clés : la capacité de stockage maximale de chaleur du système (C), le rendement du système de stockage (η) et le nombre annuel de cycles complets (charge et décharge) équivalents à 100 % (Nc).
Une analyse de l'impact économique du système est également nécessaire, car la chaleur fatale annuelle récupérée ne peut dépasser 16 GWh/an. Cette analyse doit être également dressée pour l’opération IND-UT-138.
Enfin, l’étude de dimensionnement sert à calculer le montant des CEE en utilisant la formule suivante : 14,134 * η * C * Nc, dont :
- 14,134: Durée de vie actualisée (20 ans) ;
- η est le rendement du système de stockage (en %) ;
- C est la capacité maximale de stockage de chaleur du système (en kWh) ;
- Nc est le nombre annuel de cycles équivalents à 100 % de la capacité maximale du système de stockage, effectués sur la période représentative de l’étude de dimensionnement.
À noter : Les entreprises industrielles doivent conserver les données mesurées dans le cadre des travaux réalisés sous ces trois nouvelles fiches pendant une durée de 9 ans. Le PNCEE est habilité à effectuer des contrôles pendant cette période. De plus, les travaux financés par l'une de ces fiches seront soumis à des vérifications de la part de l'administration.
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