Pompes à chaleur et fluides frigorigènes HFO : des solutions complémentaires pour l’efficacité du chauffage urbain

Par Julien Soulet, vice-président et directeur général responsable des produits fluorés,
Europe, Moyen-Orient et Afrique, chez Honeywell Advanced Materials

Cet hiver, nous sommes nombreux à rechercher des solutions pour mieux chauffer les bâtiments dans lesquels nous vivons, travaillons et nous retrouvons. Les bâtiments urbains représentent 40% de la consommation énergétique globale de l’Union européenne et 44% en France. Face à l’augmentation des coûts causée par la crise énergétique qui frappe actuellement l’ensemble du continent, il est urgent de repenser toute l’infrastructure de chauffage en Europe en portant une attention particulière au chauffage urbain.

Les réseaux de chauffage urbain, qui existent depuis 150 ans, offrent une alternative révolutionnaire à l’approche conventionnelle préconisant une chaudière par bâtiment, actuellement dominante en Europe.

Chauffage urbain : un marché à fort potentiel

Contrairement aux solutions de chauffage associées à un bâtiment unique, les réseaux de chauffage urbain produisent de l’eau chaude ou de la vapeur sous pression dans une centrale et l’acheminent vers plusieurs maisons et bâtiments par des conduites souterraines isolées. Aujourd’hui, les systèmes de chauffage urbain représentent seulement 8,5% de la consommation mondiale de chaleur, bien que leur utilisation soit considérablement plus élevée dans certains pays d’Europe du Nord, comme le Danemark et la Suède. Ils sont le plus souvent utilisés dans les zones urbaines densément peuplées ou pour chauffer de petits groupes de bâtiments, comme des campus universitaires ou des centres médicaux, par exemple.

L’utilisation du chauffage urbain devrait augmenter d’environ 6% par an en Europe d’ici à 2027.

Économies d’énergie et réduction de l’impact environnemental avec les réfrigérants hydrofluoro-oléfines (HFO)

L’utilisation de l’électricité au lieu du gaz naturel pour chauffer l’eau permet une amélioration des performances énergétiques ainsi que des gains environnementaux. L’impact potentiel d’un système de chauffage urbain peut même être décuplé lorsqu’un tel système intègre des pompes à chaleur électriques à haut rendement. En effet, ces pompes à chaleur sont de plus en plus respectueuses de l’environnement grâce à l’utilisation de réfrigérants hydrofluoro-oléfines (HFO) à faible potentiel de réchauffement planétaire (PRP), qui contribuent à réduire les émissions de gaz à effet de serre et à diminuer la consommation d’énergie. À titre d’exemple, le PRP d’Honeywell Solstice® ze est inférieur à 1.

Une centrale thermique décarbonée à 95% au Danemark

Il existe de nombreux exemples illustrant l’impact des systèmes de chauffage urbain utilisant un réfrigérant HFO à faible PRP.

Le service de chauffage urbain de Ringsted, sur l’île danoise de Zealand, s’est engagé à produire 95% de chaleur sans émission de CO₂ pour 2020 et a choisi de mettre en œuvre un nouveau système centré sur la technologie des compresseurs. En collaboration avec Honeywell, Geoclima et Unicool, Danfoss Climate Solutions a conçu une nouvelle installation de chauffage utilisant des pompes à chaleur et le réfrigérant hydrofluoro-oléfine (HFO) Solstice ze, seule solution adaptée et conforme à la réglementation environnementale danoise.

Après un processus d’installation de six mois, la nouvelle centrale thermique a pu fournir un chauffage fiable et rentable à plus de 7 000 bâtiments desservis par un réseau long de 124 km. Selon un rapport de Danfoss, les résultats du projet ont dépassé leurs attentes en réduisant la consommation d’énergie, les coûts et les émissions de CO₂. La capacité et l’efficacité du chauffage ont augmenté de 30% et 20%, respectivement. Les objectifs initiaux ont même été dépassés, ce réseau produisant 97% de chaleur sans émission de CO₂. 

Décarbonation de 17 000 logements dans un quartier de Londres

On peut également citer l’exemple du quartier londonien de Southwark, où la réduction des émissions de carbone fait partie des priorités de la municipalité. S’étant donné pour ambition d’atteindre la neutralité carbone d’ici 2030, ce quartier a décidé de moderniser ses réseaux de chauffage urbain, qui desservent environ 17 000 logements sociaux dans cette partie de Londres.

Le plan prévoyait le remplacement des chaudières au gaz naturel existantes par des pompes à chaleur électriques à haut rendement. Vital Energi, ICAX, J&E Hall ont conçu et installé quatre pompes à chaleur de 600 kW et une pompe à chaleur de 1 MW dans trois espaces d’usine disponibles. Ces pompes à chaleur utilisent le fluide frigorigène à faible PRP d’Honeywell répondant aux exigences imposées par la municipalité et l’équipe du projet. Lors de la première phase de cette initiative, le réseau a été mis en service dans plus de 2 000 logements et un rapport de Vital Energi a constaté une réduction significative des émissions de carbone. L’ensemble du parc de logements sociaux de Southwark devrait ainsi assurer une transition progressive vers ce type de système.

Bien vivre dans le respect de l’environnement

Il est désormais nécessaire d’innover en permanence pour réduire notre dépendance à l’égard des combustibles fossiles, atteindre des objectifs significatifs de réduction des émissions de CO₂ et permettre à chacun d’avoir accès à un chauffage et à une eau chaude fiables, abordables et durables. Avec le lancement du plan REPowerEU, la Commission européenne entend stimuler le déploiement de technologies durables pour faire face aux perturbations du marché mondial de l’énergie et réduire sa dépendance à l’égard du pétrole et du gaz. La combinaison du chauffage urbain, des pompes à chaleur électriques et des réfrigérants à faible PRP et à haut rendement énergétique pourrait contribuer à réinventer l’infrastructure de chauffage des maisons et des bâtiments telle qu’elle se pratique en Europe depuis plusieurs générations. Avec une efficacité énergétique plus élevée, un coût total de possession plus faible et une priorité à la sécurité, cette solution pourrait ouvrir la voie à un mode de vie durable et contribuer à la neutralité climatique sans compromis sur la sécurité énergétique.

Par Julien Soulet, vice-président et directeur général responsable des produits fluorés,
Europe, Moyen-Orient et Afrique, chez Honeywell Advanced Materials

Source