La pression exercée pour réduire les émissions, maîtriser les coûts énergétiques et gagner en résilience a incité de nombreuses industries à repenser leur modèle de production thermique.
L’une des solutions les plus efficaces et les plus flexibles est le système de vapeur hybride, qui combine une chaudière électrique à haut rendement et une chaudière à gaz classique. En gérant intelligemment les sources, ce système peut s’adapter à des conditions changeantes, tirer parti des prix dynamiques de l’énergie et réduire considérablement l’empreinte carbone.
Dans cet article, nous expliquons le fonctionnement de ce système et analysons deux scénarios d’exploitation : l’un avec intégration photovoltaïque et l’autre sans, en nous basant uniquement sur les prix horaires de l’énergie.
Qu’est-ce qu’un système à vapeur hybride ?
Un système hybride de production de vapeur intègre :
- Chaudière électrique (rendement de 99 %) : idéale pour l’utilisation d’électricité renouvelable ou à faible coût.
- Chaudière à gaz (rendement de 81 %) : appoint pour couvrir la demande lorsque l’électricité n’est pas viable.
Les deux chaudières fonctionnent de manière coordonnée grâce à un système de contrôle avancé qui sélectionne la source d’énergie optimale en temps réel en fonction du prix, de la disponibilité et des besoins thermiques. Ce système garantit l’efficacité et la continuité sans intervention manuelle.
Scénario 1 : Chaudière électrique + centrale photovoltaïque
Dans ce scénario, une centrale solaire photovoltaïque de 3,69 MWp est installée pour alimenter la chaudière électrique pendant la journée. La chaudière à gaz n’est mise en service que lorsque la demande dépasse la production renouvelable. Cette configuration est conçue pour maximiser l’autoconsommation solaire et minimiser l’utilisation de combustibles fossiles.
Principaux avantages
- Plus de 59 % de la vapeur est produite à partir d’électricité solaire.
- Autonomie énergétique partielle: moins d’exposition aux marchés de l’énergie.
- Génération de certificats d’économie d’énergie (CAE) pour les améliorations de l’efficacité énergétique.
- Réduction du coût par tonne de vapeur.
Impact sur l’environnement
- Réduction des émissions : 777 tCO₂/an évitées.
- +19 000 tCO₂ évitées sur la durée de vie de 25 ans du système.
- Réduction significative de la consommation de gaz naturel(>60%).
Rapport coût-efficacité du système
- TRI estimé: 15,4 %.
- VAN: 2.320.960 €.
- Délai de récupération: 7 ans
- CAPEX total: 2.886.118,40 € (avec 25% de subvention)
- Coût de l’électricité (autoproduction): 0 €/kWh (marge)
- Coût du gaz: 0,06598 €/kWh
- Électricité du réseau (le cas échéant): 0,0736 €/kWh
Scénario 2 : Chaudière électrique sans photovoltaïque, activation par le prix horaire
Dans ce cas, aucune centrale solaire n’est installée. Le système hybride tire parti des fluctuations du prix de l’électricité sur le marché. La chaudière électrique n’est activée que lorsque le prix horaire de l’électricité est inférieur au coût du gaz. Le reste du temps, la chaudière à gaz garantit l’approvisionnement.
Cette stratégie permet d’atteindre l’efficacité sans avoir à investir d’emblée dans la production d’énergie renouvelable.
Principaux avantages
- Flexibilité opérationnelle: utilisation de l’électricité uniquement à des moments économiquement avantageux.
- Économies d’énergie: grâce à l’efficacité supérieure de la chaudière électrique.
- Pas d’investissement dans une centrale photovoltaïque: l’infrastructure du réseau est utilisée.
- Optimisation dynamique: réduction des coûts sans compromettre la production.
Impact sur l’environnement
- Réduction de la consommation de gaz, en particulier pendant les heures creuses.
- Émissions évitées similaires au scénario PV si l’activation électrique est fréquente (~60% du temps).
- Contribution à la décarbonisation sans nécessiter d’énergies renouvelables sur place.
Rapport coût-efficacité du système
- TRI estimé: 8-10% (en fonction de la volatilité horaire)
- VAN: plus faible que le scénario photovoltaïque, mais pas de nécessité d’investissements importants en capital.
- Période d’amortissement: 4 à 6 ans (uniquement pour les chaudières électriques)
- CAPEX approximatif: ~560 000 € (chaudière hybride uniquement)
- Coût de l’électricité (réseau): 0,0736 €/kWh
- Coût du gaz: 0,06598 €/kWh
- Economies moyennes par tonne de vapeur produite avec de l’électricité: 18% d’énergie, équivalent à ~29 €/tonneGI_20250620_01_BRAS DEL…
Conclusion
La mise en œuvre d’un système de vapeur hybride représente une décision stratégique pour les industries qui cherchent à progresser en matière de durabilité sans compromettre la productivité. Que ce soit par le biais de sa propre production renouvelable ou en tirant parti de la dynamique du marché de l’électricité, cette technologie :
- Réduire l’empreinte carbone
- Augmentation de l’efficacité opérationnelle
- Améliorer la résilience énergétique
- Optimise les coûts thermiques
Le choix du meilleur scénario dépend du contexte de chaque usine, mais dans les deux cas, la combinaison de l’électricité et du gaz représente une solide opportunité de transformer le modèle énergétique industriel. Contactez-nous et nous vous aiderons à concevoir la solution optimale pour votre installation.