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Aug 03, 2023

Le passage aux chaudières électriques

La hausse des prix du gaz et la RSE des entreprises favorisent la transition vers les chaudières électriques

La hausse des prix du gaz et la RSE des entreprises favorisent la transition vers les chaudières électriques

Alors que les prix du gaz augmentent, les entreprises adoptent des chaudières électriques à vapeur et à eau chaude économiques et à zéro émission et mettent en œuvre des initiatives environnementales hautement prioritaires en matière de responsabilité sociale des entreprises (RSE)

Les installations industrielles et les services publics s'appuient depuis longtemps sur de grandes chaudières à gaz ou à mazout pour la vapeur, le chauffage des processus ou la production d'énergie. Aujourd'hui, cependant, deux facteurs importants modifient l'équation : la hausse des prix de l'essence et la nécessité de mettre en œuvre une initiative de RSE d'entreprise hautement prioritaire : réduire l'empreinte carbone de l'entreprise pour lutter contre le réchauffement climatique. La combinaison incite enfin de nombreux gestionnaires et conseils d'administration à adopter des chaudières électriques à vapeur et à eau chaude économiques et à zéro émission dans les usines.

Avec le pic du coût du gaz, l'argument économique en faveur du passage aux chaudières électriques se renforce. Cependant, l'économie seule n'est pas le seul argument en faveur de l'électricité par rapport au gaz. Avec les effets du changement climatique plus apparents, les entreprises prennent également au sérieux leurs engagements à pratiquer une bonne citoyenneté d'entreprise. De nombreuses entreprises mettent en place des initiatives RSE pour limiter leur impact environnemental et lutter contre le changement climatique en réduisant leurs émissions de combustibles fossiles.

En pratiquant la responsabilité sociale des entreprises comme modèle d'affaires, en particulier en étant un bon intendant de l'environnement, les entreprises élèvent leur marque. Dans de nombreux cas, cela peut être un facteur pour motiver les consommateurs soucieux de l'environnement à faire plus d'affaires avec eux. Adopter un comportement éthique peut également aider à attirer et à retenir les employés.

« De plus en plus d'entreprises du secteur industriel commencent à regarder où elles brûlent des combustibles fossiles et à se demander s'il existe un remplacement économique et plus durable. Pour beaucoup, l'utilisation d'une chaudière électrique est une réponse facile », déclare Robert Presser, vice-président deIngénierie Acmé, un fabricant de chaudières industrielles et commerciales présent aux États-Unis, au Canada et en Europe.

Presser ajoute : « L'évolution vers l'utilisation de chaudières électriques industrielles est aujourd'hui plus qu'un simple argument économique. C'est un moyen important et concret de respecter les engagements de l'entreprise en matière de RSE qui amènent l'entreprise à devenir neutre en carbone, conformément aux objectifs de la COP26 de la Conférence des Nations Unies sur le changement climatique. L'engagement de la finance mondiale à financer des initiatives vertes allant de l'énergie alternative à la consommation facilitera le financement de cette transition.

Selon un récent article de The Economist, lors de la COP26, « les pays se sont engagés à accélérer davantage leurs plans de décarbonation et, plus précisément, à renforcer leurs objectifs de réduction des émissions pour 2030 d'ici l'année prochaine. … Des règles visant à créer un cadre pour un marché mondial du carbone ont été approuvées. … La nécessité de réduire les émissions mondiales de gaz à effet de serre de 45 % d'ici 2030 a été officiellement reconnue.

Les chaudières et fournaises au gaz naturel émettent non seulement les gaz à effet de serre notoires dioxyde de carbone (CO2) et méthane (CH4), mais aussi des oxydes d'azote (NOx), du monoxyde de carbone (CO) et de l'oxyde nitreux (N2O), ainsi que des composés organiques volatils (COV), du dioxyde de soufre (SO2) et des particules (PM).

Pourtant, de nombreux ingénieurs d'installations optent pour des chaudières à gaz familières en pensant à tort que les chaudières électriques ne peuvent pas égaler la puissance des unités conventionnelles à combustible fossile. En raison des progrès considérables de la technologie des chaudières électriques, c'est loin d'être le cas. Aujourd'hui, une telle technologie peut correspondre à la capacité de grandes chaudières à gaz ou à mazout dans un encombrement beaucoup plus réduit.

Les chaudières électriques utilisent les propriétés conductrices et résistives de l'eau pour transporter le courant électrique et produire de la vapeur. Un courant alternatif circule d'une électrode d'une phase à la terre en utilisant l'eau comme conducteur. Étant donné que les produits chimiques présents dans l'eau assurent la conductivité, le flux de courant génère de la chaleur directement dans l'eau elle-même. Plus il y a de courant (ampères) qui circule, plus il y a de chaleur (BTU) et plus de vapeur est produite. Fondamentalement, près de 100 % de l'énergie électrique est convertie en chaleur sans perte de cheminée ni de transfert de chaleur.

Avec cette conception, par exemple, la chaudière à vapeur à électrodes haute tension CEJS d'Acme produit des quantités maximales de vapeur dans un espace au sol minimal, avec une capacité de chaudière de 6 MW à 52 MW. La chaudière fonctionne aux tensions de distribution existantes, de 4,16 à 25 kV avec une efficacité allant jusqu'à 99,9 %, et peut produire jusqu'à 170 000 livres de vapeur par heure. Avec des pressions nominales de 105 psig à 500 psig, les chaudières sont conçues selon la section 1 de l'ASME et sont des réservoirs sous pression certifiés et enregistrés à l'emplacement de la chaudière.

"Une génération ou deux d'ingénieurs d'installations ont grandi avec des chaudières au mazout et au gaz presque exclusivement", explique Presser. "En raison d'idées préconçues, la plupart considèrent les chaudières électriques comme de petites unités sous-alimentées, comme un chauffe-eau. Ainsi, nous expliquons fréquemment aux ingénieurs qu'il existe une technologie de chaudière électrique qui peut remplacer les grosses chaudières à gaz ou à mazout dans un très faible encombrement."

Il note que les chaudières électriques de grande capacité sont bien adaptées pour fournir de l'énergie auxiliaire pratiquement à la demande. Les chaudières auxiliaires sont également utilisées pour alimenter les turbines en vapeur lorsqu'un rendement élevé est requis rapidement et pour chauffer l'eau de traitement.

De plus, les chaudières électriques industrielles présentent plusieurs avantages par rapport aux chaudières au mazout ou au gaz, notamment une sécurité supérieure, une facilité d'installation, des temps de démarrage et d'arrêt plus rapides et un fonctionnement silencieux. Les chaudières électriques n'ont pas de niveau de fonctionnement minimum élevé pour les rendre immédiatement disponibles. "Les chaudières électriques n'ont pas besoin d'un opérateur car si quelque chose ne va pas, le disjoncteur se déclenche, empêchant une nouvelle escalade du problème", explique Presser. "Avec les chaudières à gaz, cependant, toute fuite de gaz peut augmenter le risque d'explosion. Ainsi, les appareils à gaz doivent généralement être surveillés en permanence ou inspectés périodiquement." Il note que les directives de sécurité des États et des municipalités varient en fonction du type de chaudière et de la fréquence d'inspection prévue.

Avec les chaudières électriques, l'apport d'énergie ainsi que le réglage sont également précis et quasi immédiats. En revanche, augmenter ou diminuer la température dans une chaudière à gaz est un processus plus lent car il faut du temps pour que la chaleur dans la chaudière augmente ou se dissipe avant d'atteindre la puissance cible.

Les unités électriques sont également exceptionnellement silencieuses par rapport aux chaudières à combustible. "Contrairement aux brûleurs à gaz qui étranglent comme des moteurs à turbine presque continuellement, les chaudières électriques réduisent les niveaux de bruit de fonctionnement", explique Presser. "Le bruit le plus fort que vous entendrez d'une chaudière électrique est celui de la pompe de circulation."

Outre les applications industrielles, la technologie des chaudières électriques est également utilisée pour le chauffage urbain résidentiel et commercial, dont la demande augmente, en particulier dans les centres urbains. Avec le chauffage urbain, la chaleur distribuée est générée dans un emplacement central via un système de canalisations isolées et utilisée pour le chauffage à haut rendement et à faible pollution des locaux et de l'eau.

Pour les applications de chauffage central, la technologie de la chaudière électrique fournit silencieusement une puissance suffisante pour sa taille compacte. Cette approche est actuellement envisagée pour installer plusieurs chaudières à vapeur de 50 MW dans le centre de Manhattan, en remplacement des chaudières à gaz pour fournir de la vapeur centralisée à un certain nombre de bâtiments. "Il y a un intérêt croissant aux États-Unis pour le chauffage urbain. Nous avons parlé avec des services publics avec d'énormes chaufferies alimentant encore des conduites de vapeur dans les grands centres urbains comme NYC. Beaucoup veulent réduire les émissions associées à cela dans les centres urbains", déclare Presser. Il souligne que les chaudières électriques peuvent remplacer une batterie d'énormes chaudières à gaz. "Aujourd'hui, avec un certain nombre de chaudières de 52 MW, nous pouvons produire 300 MW d'électricité à vapeur dans le centre-ville sans aucune émission", déclare-t-il.

Alors que les installations industrielles et les services publics envisagent des alternatives aux chaudières brûlant du gaz plus coûteux, l'une des options les plus rentables sera de plus en plus les chaudières électriques à vapeur et à eau chaude à zéro émission. Le choix durable aide non seulement les entreprises à réaliser leurs initiatives de RSE respectueuses de l'environnement avec une énergie électrique propre, mais peut également aider à positionner leur marque comme une marque sérieuse dans la lutte contre le changement climatique et le respect de leurs engagements publics.