La chaleur industrielle : Une source d'énergie sans émission

18 July 2016 par John Lerch
La chaleur industrielle : Une source d'énergie sans émission

De 20 à 50 % de l'énergie consommée par l'industrie américaine est finalement perdue sous forme de chaleur. De nombreuses installations dans le monde peuvent améliorer leur efficacité globale et leurs résultats en installant des technologies de récupération de la chaleur résiduelle. La récupération de la chaleur résiduelle peut renforcer la rentabilité du secteur industriel et améliorer la compétitivité. L'une des premières étapes du lancement d'un projet de récupération de chaleur consiste à comprendre la qualité et la quantité de chaleur disponible. Avec HeatCalc, nous faisons pour la chaleur résiduelle ce que l'industrie solaire a fait pour le calcul de la production solaire domestique : automatiser les estimations, maximiser le partage des connaissances et rationaliser les connexions avec les fournisseurs de solutions les plus pertinentes.

Notre objectif est de permettre la réalisation d'un plus grand nombre de projets d'utilisation de la chaleur résiduelle, qui tirent le meilleur parti de l'énergie que nous consommons déjà. Il existe des projets de cogénération (production combinée de chaleur et d'électricité) qui fournissent de l'électricité et de la chaleur aux hôpitaux, aux campus et aux installations industrielles qui utilisent la chaleur résiduelle pour alimenter des projets qui utilisent l'énergie que nous consommons déjà. Nous espérons que vous pourrez ainsi économiser du temps et de l'argent.


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La chaleur est une forme d'énergie qui nous entoure. Il y a la chaleur du soleil (solaire thermique), et de la terre (géothermique), mais pour ce poste, je veux parler de la chaleur industrielle - la chaleur qui est un sous-produit de la fabrication, du raffinage, de la fusion, de la production d'électricité, etc. - et de ses nombreuses utilisations bénéfiques.

Il y a beaucoup de chaleur industrielle

20 à 50 % de l'énergie consommée par l'industrie américaine est finalement perdue sous forme de chaleur, ce qui équivaut à 5 à 13 quadrillions de BTU par an d'énergie non utilisée (US DOE). Pour mettre les choses en perspective, cela se situe quelque part entre la consommation totale d'énergie de la Turquie et de l'Allemagne (EIA). J'aimerais souligner que cela n'indique pas un gaspillage inhabituel dans les installations, mais plutôt une indication de la grande taille de l'industrie américaine. D'autres pays auraient probablement des ratios de chaleur disponibles similaires. Bien que certaines pertes de chaleur soient inévitables, de nombreuses installations dans le monde peuvent augmenter leur efficacité globale et leurs résultats en installant des technologies de récupération de la chaleur perdue.

Options d'utilisation de la chaleur

La chaleur perdue se présente sous de nombreuses formes, notamment la chaleur d'échappement, l'air chaud, l'eau et la vapeur. Une fois la chaleur récupérée ou captée, généralement à l'aide d'un échangeur de chaleur, il existe trois options principales pour l'utiliser de manière plus efficace :

  • Pour le chauffage (par exemple, préchauffage du combustible, chauffage des locaux, chauffage de l'eau, etc.)
  • Pour le refroidissement (par exemple, la climatisation ou la réfrigération avec des refroidisseurs à absorption)
  • Pour la production d'électricité (par exemple cycle de Rankine, thermoélectrique, etc.)

 

Avantages économiques et environnementaux

Toutes les options ci-dessus représentent des substituts sans émissions pour les combustibles ou l'électricité achetés à grands frais. En conséquence, l'utilisation de la chaleur peut réduire simultanément les coûts d'exploitation, éventuellement les coûts d'investissement (en remplaçant les chaudières ou les refroidisseurs), et l'empreinte carbone d'une entreprise. La Banque mondiale a commandé une étude sur la récupération de la chaleur résiduelle dans l'industrie du ciment et a constaté que le déploiement de la récupération de la chaleur résiduelle présentait des avantages environnementaux et économiques significatifs pour les cimenteries : "Larécupération de la chaleur résiduelle peut réduire les coûts d'exploitation et améliorer les marges EBITDA des cimenteries d'environ 10 à 15 %". - Société financière internationale (SFI) L'étude note également que la récupération de la chaleur résiduelle "améliore la position concurrentielle des usines sur le marché"(SFI). J'ai également constaté des avantages de première main dans les scieries, les aciéries, les centrales électriques, les raffineries de pétrole et d'autres installations industrielles. La récupération de la chaleur perdue peut améliorer la rentabilité du secteur industriel et la compétitivité. Elle aide les gouvernements à respecter les normes d'efficacité et/ou d'énergie propre. Elle crée des emplois locaux grâce à l'installation et à l'exploitation des équipements. Et, comme l'énergie est à la fois produite et consommée sur place ou à proximité, il s'agit d'une ressource énergétique distribuée qui peut réduire les charges énergétiques de pointe et la pression sur le réseau.

Projets

Alors pourquoi n'y a-t-il pas plus de projets d'utilisation de la chaleur ? Beaucoup le sont. Il existe des projets de cogénération (production combinée de chaleur et d'électricité) qui fournissent de l'électricité et de la chaleur aux hôpitaux, aux campus et aux installations industrielles. Les refroidisseurs à absorption utilisent la chaleur perdue pour refroidir les entrepôts, les centres commerciaux et les installations de stockage des aliments. Les projets de production de chaleur et d'électricité produisent de l'électricité dans les cimenteries et les petits poêles à bois permettent de charger les téléphones portables dans les villages isolés. Mais avec toute cette énergie thermique disponible, il pourrait y en avoir plus. L'un des obstacles à la mise en place de projets est l'accès à l'information et le retour d'information immédiat sur les différentes sources de chaleur. La chaleur industrielle provient d'une multitude de sources (moteurs, chaudières, fours, turbines, fours à micro-ondes, incinérateurs, fours, etc.) et chaque source a une composition thermique différente, qui influe sur ce que vous pouvez en faire.

Surmonter les obstacles aux projets

L'une des premières étapes du lancement d'un projet de récupération de chaleur consiste à comprendre la qualité et la quantité de chaleur disponible. L'estimation de la quantité de chaleur contenue dans votre source de chaleur était auparavant un peu comme l'estimation de la production solaire sur le toit d'une maison : il fallait prendre contact avec un fabricant d'équipements solaires ou un ingénieur du secteur pour faire des calculs. Aujourd'hui, vous pouvez saisir votre adresse sur un site comme celui de NREL et obtenir une estimation instantanée de la production solaire(NREL). Chez HeatCalc, nous faisons pour la chaleur perdue ce que l'industrie solaire a fait pour le calcul de la production solaire domestique : automatiser les estimations, maximiser le partage des connaissances et rationaliser les connexions avec les fournisseurs de solutions les plus pertinents. Quiconque possède une source de chaleur - des compresseurs d'air aux grands fours et aux cheminées d'échappement - peut obtenir gratuitement un retour d'information sur sa source de chaleur et découvrir des moyens d'utiliser sa chaleur qui lui permettent d'économiser du temps et de l'argent. Plus important encore, en fonction de votre source de chaleur unique, nous pouvons vous mettre en contact avec les fournisseurs de solutions les plus pertinents, ce qui vous permet d'économiser du temps et de l'argent. Notre objectif est de permettre la mise en place de plus de projets d'utilisation de la chaleur perdue, qui tirent le meilleur parti de l'énergie que nous consommons déjà.