Résumé (TL;DR) : Le tronçon de 0,5 à 3 tonnes de vapeur par heure C’est là que se concentre aujourd’hui le remplacement des chaudières dans l’industrie espagnole : boulangeries, industries laitières, industries de la viande, industrie cosmétique, industrie pharmaceutique et industrie chimique fine. Dans ce domaine, deux voies sérieuses se dessinent : le générateur de vapeur électrique à basse tension (380 V) —à résistances ou à électrodes—, qui produit de la vapeur sans combustion et qui est généralement raccordée au transformateur dont l’usine est déjà équipée, et la chaudière à gaz à très faibles émissions de NOx, qui utilise le même combustible mais dont les émissions sont bien inférieures aux limites qui entreront en vigueur en 2030 pour les installations existantes. Giconmes Ibérica, fabricant de générateurs de vapeur électriques depuis 1957 à Saragosse, dessert ces deux lignes jusqu’à 3 t/h et réalise l’étude comparative de chaque usine.
Pourquoi la tranche de 0,5 à 3 t/h est-elle en cours de renouvellement ?
Une chaudière à vapeur de 1, 2 ou 3 t/h constitue la salle des chaudières type dans les secteurs agroalimentaire et pharmaceutique espagnols : elle a été installée il y a 15 ou 20 ans, fonctionne au gaz naturel et alimente plusieurs processus à la fois (cuisson, stérilisation, nettoyage, chauffage des cuves). Et c’est précisément pour cette chaudière qu’il faut désormais prendre une décision quant à son avenir, pour trois raisons :
- Réglementation des émissions. La directive (UE) 2015/2193 et le décret royal n° 1042/2017 fixent, pour les chaudières au gaz naturel de De 1 à 50 MW thermiques une limite de NOx de 100 mg/Nm³ dans les nouvelles installations et dans celles 250 mg/Nm³ dans celles qui existent déjà, qui doivent s’y conformer à partir de 2025 si elles dépassent 5 MW et avant le 1er janvier 2030 si elles se situent entre 1 et 5 MW. Une chaudière de 2 t/h sont d’environ 1,5 MW thermiques: cela relève du champ d’application de la norme et vous disposez de trois ans pour vous y conformer. Beaucoup ne parviennent pas à atteindre ces valeurs sans changer le brûleur et, souvent, la chaudière dans son ensemble.
- De l’électricité à bas prix pendant davantage d’heures par an. Grâce au photovoltaïque, le nombre d’heures où le prix du marché est faible, voire nul, s’est multiplié en Espagne. Un consommateur d’électricité de 1 à 2 MW disposant d’une capacité de modulation peut en tirer parti et, de plus, obtenir des certificats d’économies d’énergie (CAE) en remplaçant le gaz.
- L’alimentation électrique est déjà en place dans l’usine. Un générateur de 2 t/h consomme environ 1,5 MW. De nombreuses usines industrielles de taille moyenne disposent de cette marge dans leur poste de transformation ou y parviennent grâce à une extension du réseau basse tension, sans avoir à recourir à un raccordement moyenne tension. C’est là le grand changement par rapport aux chaudières à électrodes de 10 kV: à ce niveau, l’électrification ne nécessite pas de travaux électriques importants.
La question n’est plus « Quand faudra-t-il changer la chaudière ? », mais « Dois-je la remplacer par un générateur électrique ou par une chaudière à gaz à très faibles émissions de NOx ? ».
Option A : générateur de vapeur électrique à basse tension (380 V)
Deux technologies, un seul raccordement
- Générateurs à résistance (gammes NGV et HGV de Giconmes) : éléments chauffants blindés immergés, régulation par paliers ou modulante. Jusqu’à 2,8 t/h, pressions courantes jusqu’à 10 bars et versions en inox et pour vapeur pure.
- Générateur d’électrodes à basse tension : trois électrodes à 380 V immergées dans de l’eau à conductivité contrôlée ; le courant chauffe directement l’eau et la vaporise. Aucune résistance à remplacer, charge purement résistive sans batterie de condensateurs, réglage en continu de 5 à 100 %. De 0,25 à 2 t/h à 10 bars.
Dans les deux cas, l’équipement est alimenté en 380 V triphasé et raccordé au réseau interne de l’usine.
Caractéristiques de la gamme électrique jusqu’à 3 t/h
| Paramètre | Générateur d’électrodes 380 V | Générateur de résistances HGV |
|---|---|---|
| Production de vapeur | 0,25 – 2 t/h | jusqu’à 2,8 t/h |
| Pression de vapeur | 10 bars | jusqu’à 10 bar (autres sur demande) |
| Puissance électrique | 189 – 1 512 kW | selon le modèle, jusqu’à ≈ 2 MW |
| Alimentation | 380 V / 50 Hz triphasé | 380 V / 50 Hz triphasé |
| Régulation de charge | 5 – 100 % en continu | par paliers ou modulée |
| Rendement thermique | ≈ 99 % | ≈ 98 – 99 % |
| Encombrement d’une unité de 2 t/h | 3,3 × 2,7 m, 3,8 m de hauteur | similaire, sans cheminée |
| Eau d’alimentation | Adoucie | Adoucie |
Avantages par rapport à la chaudière à gaz
- Sans combustion: zéro NOx, zéro CO, sans cheminée, sans analyse des fumées, hors du champ d’application du décret royal 1042/2017.
- Rendement : 99 % de l’électricité est convertie en vapeur ; aucune perte due aux gaz d’échappement ni à la purge d’air du brûleur.
- Encombrement et travaux de génie civil : une unité de 2 t/h tient sur environ 9 m² au sol. Il n’y a ni salle des brûleurs, ni réservoir de combustible, ni conduit de fumées.
- Réponse et modulation: démarrage en quelques minutes et régulation fine de la puissance, ce qui permet de s’adapter à la demande réelle du processus et de participer aux mécanismes de flexibilité électrique.
- Entretien minimal: pas de brûleur, pas de contrôle de la combustion, pas de ramonage.
- Extensible avec stockage: un accumulateur de vapeur ou un réservoir d’eau chaude stratifié permet de produire aux heures les moins chères et de consommer aux heures où le prix est élevé.
Quand ce n’est pas la meilleure option
- Lorsque l’installation fonctionne 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, à pleine charge et que le prix moyen de l’électricité produite par l’installation dépasse nettement l’équivalent thermique du gaz, sans marge permettant de décaler la consommation.
- Lorsque l’usine ne dispose pas et ne peut pas obtenir 1 à 2 MW supplémentaires en basse tension dans un délai raisonnable.
- Lorsque de la vapeur est nécessaire en continu à une pression supérieure à 10–12 bars.
Option B : chaudière à vapeur au gaz à très faibles émissions de NOx
Que signifie « à très faibles émissions de NOx » ?
La limite légale pour une nouvelle chaudière au gaz naturel d’une puissance supérieure à 1 MW est de 100 mg/Nm³ de NOx. Une chaudière à très faibles émissions de NOx est conçue, de la chambre de combustion jusqu’au brûleur à recirculation des gaz, pour fonctionner à un niveau d’environ 30 mg/Nm³ ou moins (par rapport à 3 % d’O₂), ce qui offre une marge par rapport à la réglementation actuelle ainsi qu’aux renforcements locaux et régionaux actuellement en discussion.
Avantages
- Sans changement de source d’énergie: l’usine conserve son alimentation en gaz, sa chaufferie et une grande partie de ses installations.
- Conformité avec une marge de manœuvre : cela permet de répondre d’un seul coup à l’obligation d’adaptation de 2030 pour les chaudières existantes d’une puissance comprise entre 1 et 5 MW.
- Investissement moindre que celui requis par la voie électrique lorsqu’il est nécessaire d’augmenter la puissance.
- Compatible avec le biométhane et les mélanges à l’hydrogène, ce qui ouvre la voie à une décarbonisation progressive.
Limites
- Il s’agit toujours d’une combustion: il y a du CO₂, une cheminée, des contrôles périodiques et l’entretien du brûleur.
- Vous n’avez pas accès aux recettes liées à la flexibilité électrique ni aux CAE pour le remplacement de combustible.
La configuration hybride : celle qui est la plus couramment installée
Dans la plupart des projets de 1 à 3 t/h que nous analysons, la réponse n’est pas « électrique ou gaz », mais électrique et gaz en parallèle :
- Le générateur électrique assure la couverture de base lorsque l’électricité est bon marché (heures solaires, week-ends, services de flexibilité), avec stockage si le processus le permet.
- La chaudière à très faibles émissions de NOx prend le relais pendant les heures où l’électricité est chère et sert de solution de secours.
- Un système de contrôle unique détermine chaque heure quel équipement utiliser pour la production, en fonction du prix de l’énergie et des contraintes du processus.
Ce scénario réduit l’investissement par rapport à une électrification à 100 %, préserve la sécurité d’approvisionnement et permet de réaliser la majeure partie des économies financières et de la réduction des émissions. C’est également celui qui s’inscrit le mieux dans le cadre des aides à la décarbonisation industrielle, qui récompensent la réduction réelle de la consommation de gaz sans exiger son élimination totale.
Critères de décision : la liste que nous utilisons chez Giconmes
Avant de proposer une technologie, nous demandons à l’usine de nous fournir sept informations :
- Profil de la demande de vapeur (t/h : moyenne, pic et minimum ; heures/an).
- Pression et qualité de vapeur requises (industrielle, propre, alimentaire).
- Puissance électrique disponible au poste de transformation et coût/délai de mise en place d’une extension en basse tension.
- Prix du gaz et de l’électricité sur le site, avec courbe horaire.
- Conformité de la chaudière actuelle au décret royal 1042/2017 et date limite de mise en conformité.
- Espace disponible et nécessité de maintenir la production pendant le remplacement.
- Objectifs de décarbonisation engagés (Scope 1, reporting CSRD, exigences des clients).
À partir de ces sept données, nous avons élaboré une étude comparative portant sur le coût total de possession sur 10 ans pour les trois options : 100 % électrique, 100 % à très faibles émissions de NOx et hybride.
La gamme Giconmes jusqu’à 3 t/h
Giconmes Ibérica existe depuis plus de 65 ans fabriquant des générateurs de vapeur électriques à Saragosse. La gamme NGV (de 3 kW plus de 180 kW) et poids lourds (jusqu’à 2,8 t/h) de résistances est désormais complétée par des générateurs d’électrodes de 380 V de 0,25 à 2 t/h et équipées de chaudières à gaz à très faibles émissions de NOx, jusqu’à 3 t/h, fabriquées sous la marque Giconmes et dont la conception est certifiée pour le marché européen. C’est cette même équipe d’ingénieurs, qui a fourni des générateurs destinés à une centrale à cycle combiné, à des électrolyseurs d’hydrogène ou au nettoyage de lignes de production de pain, qui étudie actuellement le remplacement d’une chaudière de 2 t/h.
Voici ce que nous proposons dans le cadre d’un projet de ce type :
- Étude comparative entre les systèmes électrique, gaz à très faibles émissions de NOx et hybride, en tenant compte du coût total de possession.
- Ingénierie d’intégration: raccordement en basse tension, traitement de l’eau, stockage, système de contrôle.
- Gestion des aides et des certificats d’économies d’énergie.
- Mise en service, formation et maintenance sur l’ensemble de la péninsule.
Foire aux questions
Quelle puissance électrique est nécessaire pour un générateur de vapeur de 2 t/h ?
Environ 1,5 MW en triphasé à 380 V. Sur un générateur à électrodes, la charge est purement résistive et ne nécessite pas de compensation réactive.
Puis-je raccorder un générateur électrique de 1 à 2 t/h sans raccordement à la moyenne tension ?
Dans la plupart des usines industrielles de taille moyenne, oui : il se raccorde au transformateur existant ou à une extension en basse tension. Les chaudières à électrodes en moyenne tension (10 kV) ne sont pertinentes qu’à partir de plusieurs tonnes par heure.
Combien d’espace un générateur électrique de 2 t/h occupe-t-il ?
Environ 9 m² de surface au sol et moins de 4 m de hauteur, sans brûleur, cheminée ni réservoir de combustible.
Quelle est la limite d’émissions de NOx qu’une nouvelle chaudière à gaz doit respecter en Espagne ?
100 mg/Nm³ pour le gaz naturel à partir de 1 MW thermique, conformément au décret royal 1042/2017 (directive UE 2015/2193). Les chaudières à très faibles émissions de NOx fonctionnent à environ 30 mg/Nm³.
Quand les chaudières à gaz existantes doivent-elles être mises en conformité ?
Celles d’une puissance supérieure à 5 MW à partir de 2025; celles d’une puissance comprise entre 1 et 5 MW (soit environ 1,5 à 7 t/h) avant le 1er janvier 2030.
Un générateur électrique peut-il générer des revenus ?
Oui. Grâce à sa capacité de modulation rapide, il peut participer à des services de flexibilité électrique et, en remplaçant le gaz, il génère des certificats d’économies d’énergie.Dans cet article, nous vous expliquons ces deux mécanismes.
Quelle est la différence entre un chauffe-eau à résistances et un chauffe-eau à électrodes ?
Le générateur à résistances chauffe l’eau à l’aide d’éléments blindés et est régulé par paliers ; le générateur à électrodes fait passer le courant dans l’eau elle-même, ne comporte pas de résistances à remplacer et offre une modulation continue de 5 à 100 %. Les deux fonctionnent sous une tension de 380 V.
Devez-vous remplacer une chaudière d’une capacité comprise entre 0,5 et 3 t/h ?
Envoyez-nous le profil de consommation de vapeur et la puissance électrique disponible dans votre poste de transformation, et nous vous ferons parvenir une étude comparative sans engagement. Écrivez-nous via giconmes.es ou appelez-nous : en moins d’une semaine, vous saurez si votre usine est éligible à un générateur électrique, à une chaudière à très faibles émissions de NOx ou à une solution hybride.
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