Valorisation de la chaleur fatale: améliorer l’efficacité énergétique des industries manufacturières
L’énergie représente jusqu’à 20 % des coûts de production totaux des industries à forte intensité énergétique en Europe, et même plus pour certains secteurs industriels. Toutefois, malgré les progrès techniques considérables réalisés pour réduire la consommation d’énergie, une grande partie de l’énergie utilisée est encore perdue sous forme de chaleur fatale. La chaleur excédentaire de certains processus peut se révéler une ressource précieuse pour d’autres processus au sein de l’industrie, voire pour d’autres secteurs ou utilisateurs, de façon directe ou au terme d’étapes de transformation intermédiaires. Le potentiel de récupération de la chaleur fatale industrielle demeure inexploité en raison d’un certain nombre d’obstacles techniques et non techniques. Parmi ceux-ci, le manque de technologies efficaces et rentables pour récupérer les pertes de chaleur et pour réutiliser, améliorer ou transformer cette chaleur afin de la valoriser. L’amélioration de l’efficacité énergétique dans les processus industriels peut mener à des économies substantielles d’énergie primaire, à la décarbonation de l’approvisionnement énergétique et à la réduction des émissions de CO2 qui en résultent. La réduction du coût de l’énergie contribuera également à accroître la compétitivité.
Un avenir plus durable
Les projets présentés ci-dessous ont développé et démontré des méthodes, des solutions, des technologies et des pratiques opérationnelles innovantes pour améliorer l’efficacité énergétique dans l’industrie, avec un accent particulier sur la récupération et la valorisation de la chaleur fatale des processus industriels. Ces projets portent notamment sur la récupération et le stockage de la chaleur, sa valorisation et sa conversion en électricité dans différents secteurs. De nombreuses solutions potentielles de récupération de la chaleur inutilisée peuvent être adaptées à différents types de processus et reproduites dans de nombreux secteurs industriels. Ces initiatives viennent étayer le plan stratégique européen pour les technologies énergétiques (plan SET), une étape clé vers un système énergétique climatiquement neutre impliquant le développement de technologies à faibles émissions de dioxyde de carbone, ainsi que la feuille de route du partenariat public-privé SPIRE et l’agenda de recherche du partenariat Processes4Planet, qui en constitue le prolongement.
La recherche européenne mise en valeur
Dans ce Results Pack CORDIS, nous nous concentrons sur les résultats innovants développés par des projets financés par Horizon 2020 qui travaillent à la réutilisation de la chaleur fatale de l’industrie de transformation. Par exemple, TASIO a créé une technologie d’échange thermique direct de nouvelle génération pour les systèmes ORC commerciaux de conversion de chaleur en électricité dans les industries du ciment, du verre, de l’acier et de la pétrochimie. SUSPIRE a mis au point de nouveaux échangeurs de chaleur et une technologie de stockage de l’énergie thermique très efficaces permettant de réutiliser ou de commercialiser la chaleur fatale, tandis que VULKANO a porté son attention sur une technologie de stockage de l’énergie thermique qui s’appuie sur des matériaux à changement de phase capables de récupérer et de stocker la chaleur à haute température. I-ThERM a conçu des solutions prêtes à l’emploi innovantes de récupération de la chaleur et de sa conversion en énergie, sur un large spectre de températures, avec notamment le nouveau cycle du CO2 supercritique. Dans certains procédés, l’énergie résiduelle est malheureusement de piètre qualité et les technologies actuelles ne permettent pas de la récupérer de manière pratique ou économique. Indus3Es a donc mis au point un transformateur de chaleur par absorption innovant capable de récupérer la chaleur à basse température, et LOWUP a procédé à la démonstration d’une technologie innovante de pompe à chaleur qui capte et revalorise l’énergie thermique. DREAM a inventé des échangeurs thermiques à caloducs pour récupérer l’énergie perdue dans les fours et la transférer à un autre point de la chaîne de production. Dans le même esprit, ETEKINA a conçu une nouvelle technologie d’échangeur thermique à caloducs destinée à la récupération et à la gestion de la chaleur provenant des flux d’échappement. Enfin, DryFiciency a mis au point deux technologies différentes de pompes à chaleur industrielles qui récupèrent et réutilisent la chaleur fatale dans les processus de séchage industriels, et qui ont fait l’objet d’une démonstration réussie.