Étude de faisabilité de récupération de chaleur fatale dans l’agroalimentaire
Contexte :
Le site de production fabrique des pains à l’aide de four de cuisson.
Les unités du site de production sont composées de 2 fours à gaz et 2 fours électriques. Les consommations de gaz naturel sont de plus de 10 GWh / an (principalement pour les fours) et d’environ 7 GWh /an (fours, production de froid…).
L’entreprise a pour objectif de réduire ses consommations énergétiques de 5% depuis 2015 à horizon 2024 avec l’augmentation de sa production.
Attentes clients :
Étudier la possibilité de récupérer l’énergie disponible dans les fumées des fours afin d’optimiser ses consommations énergétiques, éventuellement en :
- Préchauffant l’air des fours.
- Alimentant un réseau d’eau chaude usine, pour les besoins de chauffage, de process…
- Produisant de l’électricité via un module ORC.
- Produisant de la chaleur pour l’injecter sur un éventuel réseau de chaleur sur la zone d’activité.
- Produisant de l’eau glacée.
Campagne de mesure :
Une campagne de mesures a été réalisé par la mise en place de sondes de température sur chaque cheminée afin d’examiner la consommation horaire des fours.
A partir de ces données, complété du taux d’O2 et des consommations de gaz naturel, nous avons réalisé les calculs de combustion et tracé l’évolution de la puissance disponible dans les fumée
Solutions étudiées :
Les sources de chaleurs disponibles sont :
- Les 2 fours à gaz d’une puissance supérieure à 1 MW chacun.
Les puits de chaleurs sont :
- Le préchauffage d’air des fours
- Le réseau d’eau chaude de l’usine
- Le réseau de chaleur de la ZAC
- La production d’électricité via ORC
- La production de froid via des groupes froids à absorption
Zoom sur les solutions :
Préchauffage d’air des fours
Cette solution a été rapidement écartée du fait de l’absence d’engagement de performance du fournisseur de fours et de la rentabilité faible. Le client envisage d’étudier ce potentiel dans le cadre d’un investissement pour un four neuf.
Électricité via un ORC
La possibilité de valoriser la chaleur disponible dans les fumées des fours afin de produire de l’électricité par l’intermédiaire d’un ORC a été étudié.
Cette solution a été écarté car elle n’était pas rentable à court terme.
Création d’une boucle de récupération eau chaude
Le principe :
Valoriser la chaleur des fumées et utiliser une boucle de récupération pour alimenter 1 ou plusieurs consommateurs.
Les consommateurs :
3 consommateurs potentiels d’Eau Chaude identifiés :
- Réseau Eau Chaude usine (process et chauffage)
- Un potentiel Réseau de Chauffage Urbain (à créer dans la zone d’activité),
- Le réseau d’eau glacée usine par le biais d’un Groupe Froid à absorption.
Résultats projetés et conclusion :
Potentiels de valorisations :
- Réseau Eau Chaude usine : environ 500 MWh / an.
- Réseau de Chauffage Urbain : potentiel d’environ 1 000 MWh / an.
- Production d’eau glacée par Groupe Froid à absorption : potentiel de 1 000 MWh / an.
Conclusion :
Il n’y a pas de solution évidente et rentable à court terme.
Mais la création d’une récupération de chaleur usine, associée à un réseau d’eau chaude de valorisation, a du sens si on connecte plus d’un consommateur.
L’infrastructure de valorisation est difficile à rentabiliser pour un seul consommateur, mais présente un intérêt énergétique et financier certain lorsque plusieurs consommateurs sont connectés.
Ce que Coretec a apporté :
- Réalisation de bilans énergétiques basé sur des campagnes de mesures instrumentées,
- Capacité à proposer des solutions de valorisation viables, fiables et pertinentes qui sortent de solutions « standards »
- Prise de recul qui permet d’analyser les possibilités de valorisation sans intérêt et finalité commerciale
- Chiffrage des solutions envisagées, consolidé avec des réalisations concrètes, et l’identification des aides financières
Au global, l’expertise d’un spécialiste indépendant permettant de se projeter pour la réalisation de projet de récupération de chaleur fatale
Fonctionnement groupe froid à absorption
