Qu’elle soit chaude comme un jour d’été ou brûlante comme de la lave, la chaleur fatale industrielle ne sera plus gaspillée
Les réglementations énergétiques sont de plus en plus strictes, l’objectif étant de réduire les émissions et de renforcer la durabilité et la sécurité énergétique. Les systèmes de récupération de la chaleur fatale peuvent compenser l’énergie requise par les industries dans leurs processus et, si elle n’est pas nécessaire, elle peut également être exportée vers les réseaux de distribution d’électricité ou de chaleur. Le projet I-ThERM, financé par l’UE, a pour objectif de développer des solutions innovantes prêtes à l’emploi pour la récupération et la conversion de la chaleur fatale, avec un potentiel de récupération d’énergie sur tout le spectre des températures de 70 à 1 000 °C. Ces technologies permettront à l’Europe de réduire sa consommation d’énergie et ses émissions industrielles, tout en renforçant sa position concurrentielle dans de nombreuses industries et sur le vaste marché mondial de la récupération de la chaleur fatale.
Un portefeuille de produits prêts à l’emploi
Savvas Tassou, coordinateur du projet et directeur de l’Institute of Energy Futures, de l’université Brunel à Londres, explique: «I-ThERM a conçu deux technologies de récupération de chaleur pour des températures de fonctionnement comprises entre 200 et 1 350 °C, et a développé deux technologies de conversion de chaleur en électricité pour des températures de fonctionnement comprises entre 70 et 1 000 °C. Ces quatre technologies sont soutenues par une surveillance continue des principaux paramètres de performance et un ajustement automatique en temps réel.» Le projet a également mis à jour la boîte à outils EINSTEIN qui permet d’évaluer rapidement la faisabilité et la rentabilité de la récupération et de l’utilisation de la chaleur fatale pour y inclure les technologies I-ThERM. L’économiseur à condensation du caloduc I-ThERM (200-500 °C) est conçu pour accroître l’efficacité de la récupération de la chaleur des chaudières et autres gaz d’échappement de combustion. Il peut récupérer 10 à 25 % d’énergie en plus que les économiseurs sans condensation et est particulièrement bien adapté aux gaz d’échappement «sales» et acides des industries pétrochimique, du ciment, du verre, de l’acier et alimentaire. L’industrie sidérurgique pourrait tirer un énorme profit du système de caloducs plats (FHPS) conçu pour récupérer la chaleur radiante des produits refroidis sur un tapis roulant à partir d’une température de 1 350 °C jusqu’à 300 °C. Le système cycle flash trilatéral (TFC pour «trilateral flash cycle») convient à la conversion de chaleur en électricité à partir de flux de chaleur fatale à basse température (70‑200 °C), en particulier dans les industries des aliments et boissons, de la pâte à papier, de la pétrochimie et des métaux. Le système TFC permet un potentiel de récupération de chaleur plus élevé et une production d’énergie plus importante par unité de chaleur absorbée que les systèmes de cycle de Rankine à fluide organique conventionnels. Enfin, Savvas Tassou déclare que «le cycle de conversion de la chaleur fatale en électricité par CO2 supercritique (sCO2) est une technologie unique et le premier système complet à être opérationnel en Europe. Cette technologie cible la chaleur fatale à haute température (400-1 000 °C) dans les industries de l’acier, du ciment, du verre et de la pétrochimie». La production d’électricité des technologies TFC et sCO2 est de 100 kilowatts électriques (kWe) et 50 kWe, respectivement.
Une innovation qui se fait remarquer
Trois des quatre technologies ont été reprises par le Radar de l’innovation de la Commission européenne, qui identifie les innovations les plus prometteuses et les innovateurs à l’origine de ces dernières et fournit des conseils d’experts sur la manière de les commercialiser. Son objectif est de «créer un flux constant de sociétés technologiques prometteuses qui peuvent se transformer en futurs champions industriels», et le consortium I-ThERM en fait partie. Savvas Tassou résume: «Les technologies FHPS, TFC et sCO2 sont totalement nouvelles, actuellement sans concurrence directe et leur haut potentiel de marché a été reconnu par le radar de l’innovation. Le projet a déjà suscité un intérêt considérable pour les technologies TFC et sCO2 en Europe.» Pour de nombreuses industries en Europe et au-delà, le terme chaleur fatale, ou «perdue» pourrait bientôt se révéler inapproprié.
Mots‑clés
I-ThERM, chaleur fatale, énergie, récupération de la chaleur fatale, sCO2, Radar de l’innovation, EINSTEIN, économiseur à condensation par caloduc, système de caloduc plat, cycle de flash trilatéral, cycle de Rankine organique, CO2 supercritique