Effectivement, ça a été l'objet de mon premier calcul. J'ai pris une série de 3 actions assez simples à réaliser :
1) Conservation de l’équipement et optimisation
Nous prenons le cas d’un ensemble de 4 écoles alimenté par une chaudière au fuel.
Il s’agit d’une chaudière de 350 kW de 1981, équipée d'un ancien brûleur sans fermeture à l'arrêt du clapet d'air. Sa consommation annuelle est de 60 000 litres de fuel par an. Les pertes à l'arrêt de cette chaudière sont estimées à 2%, la chaudière fonctionnant en permanence à une température moyenne de 80°C. Son rendement est de 80%.
Nous supposons que pour 1 litre de fuel consommé, nous émettons 45g de CO2
Avant tout intervention sur l’équipement, les émissions totales de CO2 sont donc de 2 700 000 grammes soit 2,7 tonnes.
Nous allons proposer une liste non exhaustives d’interventions simples sur l’équipement et en mesurer les conséquences en terme de consommation et donc d’émissions ainsi que la rentabilité de l’opération.
a) Optimisation de la température de fonctionnement
En diminuant la température de fonctionnement de la chaudière de 10°C en moyenne sur la saison de chauffe, on diminue les pertes à l'arrêt de 20%. Le gain s'élève donc à :
20% x 0,02 x 350 [kW] x 4 000 [h/an] = 5 600 [kWh]/an ou 560 [litres/an]
où 4 000 [h/an] = le temps d'arrêt de la chaudière durant la saison de chauffe (chaudière non surdimensionnée).
En régulant la chaudière en température glissante, la température moyenne sur la saison de chauffe serait de l'ordre de 43°C. Dans ce cas, les pertes seraient réduites de 70%. Le gain s'élèverait à :
70% x 0,02 x 350 [kW] x 4 000 [h/an] = 19 600 [kWh]/an ou 1 960 [litres/an]
La chaudière alimente un collecteur primaire DN 50 de 20 m (aller-retour), isolé par 4 cm de laine minérale. Le collecteur est maintenu à une température moyenne de 70°C. La perte de distribution en chaufferie (température ambiante de 15°C) s'élève à :
0,27 [W/m.°C] x 20 [m] x (70 [°C] - 15 [°C]) x 5 800 [heures/an] = 1 729 [kWh/an] ou 173 [litres fuel/an]
Si le collecteur est alimenté en température glissante sans limite basse, la température moyenne du collecteur durant la saison de chauffe sera d'environ 43°C. La perte de distribution en chaufferie s'élèverait à :
0,27 [W/m.°C] x 20 [m] x (43 [°C] - 15 [°C]) x 5 800 [heures/an] = 880 [kWh/an] ou 88 [litres fuel/an]
Le gain s'élève donc à : = 173 – 88 = 85 [litres fuel/an]
Remarquons toutefois la régulation en température glissante de la chaudière peut conduire à des problèmes d'inconfort. Avant de se lancer dans l'investissement d'un régulateur climatique, un essai manuel peut être effectué pour évaluer le risque encouru.
Au final nous réalisons une économie de :
560 + 173 = 733 litres de fuel par an en abaissant de 10°C la température de fonctionnement.
1960 + 85 = 2045 litres de fuel par an en fonctionnent en température glissante par l’achat d’un régulateur climatique.
Prix d’un régulateur : environ 100€.
Coût main d’œuvre : environ 3 heure à 45€ de l’heure.
Dans le premier cas, nous réalisons une économie de 440€ sans aucun investissement.
Dans le deuxième cas, pour un investissement de 235€ l’économie est de 2045L * 0,6€/L = 1227€
En retenant cette dernière solution, nous avons donc une économie d’émission de CO2 de 92 025 grammes.
b) Optimisation du ralenti nocturne
Cette solution est délicate à envisager a priori. En effet, le degré de liberté de la manœuvre est intimement lié à des paramètres qui influencent le bilan thermique du bâtiment comme l’isolation du bâtiment, l’inertie du bâtiment, l’inertie du système de chauffage ou bien encore l’utilisation à laquelle est destiné l’ouvrage.
Dans notre cas, le bâtiment n’est pas occupé la nuit ni le week-end. Par rapport à un fonctionnement continu, il est estimé que la coupure de l’équipement de chauffe la nuit et le week-end permet une économie de 14% à 28% selon les caractéristiques de l’ouvrage (paramètre que nous évoquions précédemment). N’ayant pas les éléments propres à l’ouvrage étudié, nous nous plaçons dans le cas le moins favorable, c’est à dire une économie de 14%.
Nous obtenons ainsi une économie de 8 400 litres de fuel par an, soit 5040€.
Cela nous permet une réduction de 378 000 grammes de CO2 par an.
Le coup d’une installation d’équipement programmable d’arrêt et de redémarrage automatique est voisin de 1000€. L’investissement est rentable dès la première année.
c) Isolation des conduites
On suppose que la tuyauterie est d’un type standard (DN 50, 2 pouces). Notre chaudière fonctionne à présent à 70°C. La puissance perdue pour 1 mètre de DN 50 2 pouces est estimée à 100W. L’isolation permet de réduire à 20W la puissance dissipée par les tuyaux.
Nous considérons 182 jours de chauffe (du 15 Octobre de l’année n au 15 Avril de l’année n+1) soit 4368 heures.
Nous obtenons ainsi :
- Avant isolation ;
Consommation annuelle par mètre de tuyau : 100W*4368h/0,8 = 546kWh/an
ou 54,6 litres de fuel par an.
- Après isolation ;
Consommation annuelle par mètre de tuyau : 20W*4368h/0,8 = 109,2 kWh/an
ou 10,92 litres de fuel par an.
L’économie est donc de 43,68 litre de fuel. Ce qui représente environ 26,2€.
Le coût de l’isolation est estimé à 8€/m. L’investissement est donc rentable dès la première année.
Pour une installation de ce type, on peut estimer à 100 mètres la longueur totale des tuyaux.
Nous arrivons ainsi à une économie totale de 4368 litres de fuel par an ou 2620€ par an.
Autrement dit, une réduction de 196 560 grammes de CO2.
Bilan de ces opérations simples :
Nous passons d’une consommation de :
60 000 litres soit 36 000€ et 2 700 000 grammes de CO2 émis par an à
45 187 litres soit 27 112€ et 2 033 415 grammes de CO2 émis par an.
Soit une réduction de la consommation de fuel et des émissions de CO2 de 25%.
Le gain financier total est de 8 888€ pour un investissement qui s’élève à 2035€.
L’ensemble des investissements pris chacun séparément est rentable dès la première année.
Le coût de la maintenance supplémentaire engendré par ces investissements est négligeable.
Bien sûr je suis conscient que mon travail restera "à la louche".
Par ailleurs je suis désolé pour la question sur les granulés, je me suis rendu compte qu'il existe un petit article bien fichu sur ce site même.
L'objet du présent travail est juste une mise en place des problématiques (particulièrement les réglementations etc...). C'est un mini mémoire de Master d'économie du développement durable de l'énergie et de l'environnement auquel il faut consacrer 4 demi journées. Donc bien évidemment, on reste en surface, on évoque les problème et on initie une réflexion.
J'ai réalisé ce petit calcul pour le bruleur à granulés :
• En investissant dans une solution intégrant des énergies renouvelables, comme par exemple un brûleur à granulés de bois adaptables sur notre chaudière à fuel :
- Coût de l’investissement : 9 500€5
- Coût de l’installation : environ 500€ (1/2 journée de travail pour 1 technicien)
- Coût des pellets (granulés de bois) : 250€ par tonne6
- 1 tonne de granulés équivaut à environ 500 litres de fuel
Cette opération n’entre pas dans le cas des crédits d’impôt7.
La consommation de granulés est donc de 120 tonnes de granulés par an soit 30 000€ de combustibles par an. Le CO2 émis est considéré entièrement recyclé par la biomasse.
Au total, l’installation revient à 40 000€ pour la première année et les émissions de CO2 sont entièrement recyclées. En considérant un prix stable à la tonne des pellets, on obtient 30 000€ les années suivantes. L’investissement est donc rentable dès la deuxième année.
Prenons toutefois garde au prix des pellets qui ne sont pas encore régulés8. Une réflexion sur l’évolution des prix pourrait être initiée. En effet, la demande augmente rapidement et les gisements de sciures sont limités et déjà bien valorisés, ce qui crée une tension sur les prix de la matière première. D’autre part, la qualité et le pouvoir calorifique sont-ils vraiment garantis ? Quel impact d’une normalisation de ces caractéristiques sur le prix ?
Enfin quel impact sur le coût de la maintenance ? Si le coût de la maintenance préventive (type 2) est facilement chiffrable9, le coût de la maintenance de type 3 ou de type 5 est difficile à évaluer.
Il me reste les données à trouver ou extrapoler pour la chaudière moderne basse température. Si quelqu'un peut me donner un ordre d'idée?
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