Produire du froid avec des solutions à faible contenu carbone : Évaluer la contribution totale des unités de production de froid

Sommaire
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Présentation

1 - Évaluer la contribution totale des unités de production de froid

2 - Choisir un fluide frigorigène à faible GWP

3 - Réduire le taux de fuite et accroître le taux de récupération des fluides

4 - Limiter la consommation d’énergie de l’installation

4.1 - Limiter les besoins en énergie frigorifique
4.2 - Retenir des équipements à hautes performances énergétiques

5 - Privilégier une énergie électrique à faible contenu carbone

6 - Notre conseil

6.1 - Anticipez l’évolution des consommations d’énergie imposées par le décret tertiaire

7 - Erreurs à éviter

7.1 - Ne tardez pas à adopter dès à présent des fluides frigorigènes de type HFO ou naturels

Références

Présentation

Auteur(s)

Christophe MARVILLET : Professeur du CNAM - Titulaire de la chaire d’énergétique appliquée – Enseignant à l’IFFI et à l’ENSIATE

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INTRODUCTION

La contribution à l’émission de gaz à effet de serre des dispositifs de production de froid, dont la plupart sont fondés sur l’évaporation d’un fluide – appelé fluide frigorigène – puis sur la compression et la condensation de la vapeur formée, est double :

une contribution par émission à l’atmosphère des fluides frigorigènes suite à des fuites ou des manipulations lors de la maintenance ou à l’arrêt définitif de l’installation ;
une contribution associée à la consommation d’énergie électrique du compresseur et des auxiliaires tels que pompes et ventilateurs.

Un ensemble d’obligations réglementaires s’appliquent depuis plusieurs années à l’activité de production de froid et tend à imposer des contraintes nouvelles pour les années à venir.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-fic1798

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Choisir un fluide frigorigène à faible GWP

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1. Évaluer la contribution totale des unités de production de froid

Pour évaluer la contribution totale des unités de production de froid, on utilise le terme de TEWI (total équivalent warming impact, ou impact de réchauffement total équivalent). C’est un concept qui caractérise l’impact global d’une installation sur le réchauffement planétaire durant sa vie opérationnelle.Cet indice comprend l’effet direct dû aux émissions par fuites dans les installations et l’effet indirect provenant des émissions de CO₂ dues à la consommation d’énergie requise pour faire fonctionner l’installation. Le TEWI s’exprime en kg de CO₂, et s’exprime suivant la formule TEWI = D + I = [ GWP100 x m x f x n x(1- t)] + [E x n x A], détaillée ci-dessous.

GWP (global warming potential ou PRG, potentiel de réchauffement global) : caractérise l’action d’un composé chimique sur l’effet de serre. La molécule de référence est le CO₂ qui a un GWP = 1 pour des durées bien déterminées, généralement 100 ans. Plus cet indice est élevé plus le composé est néfaste.
m : charge en fluide frigorigène (en kg).
f : taux annuel de fuite (en %).
t : taux de récupération du fluide en fin de vie de l’installation (en %).
n : durée de vie de l’équipement (en année).
E : consommation d’énergie/an (en kWh/an).
A : émission de CO2 par kWh (en kg CO₂/kWh).

La réduction des émissions de gaz à effet de serre suppose de réduire le terme direct, c’est-à-dire de :

choisir des fluides à faible GWP ;
accroître la qualité de l’étanchéité de l’installation (et donc une réduction du taux de fuite f) ;
réduire la charge de fluide dans l’installation grâce à une conception compacte des composants ;
accroître le taux de récupération du fluide lors des opérations de maintenance ou de démantèlement de l’installation.

La réduction des émissions de gaz à effet de serre suppose également de réduire le terme indirect associé à la consommation d’énergie, c’est-à-dire :