Chaudières au gaz : quel avenir ?

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En tant que source d’énergie fossile, le gaz naturel est plus que jamais sous pression. "Abandonnons le fioul, abandonnons le gaz", entend-on de plus en plus souvent lorsque l’on cherche la voie royale menant à la neutralité carbone. Le gaz a de l’avenir parce qu’il peut s’adapter à la pression politique et réglementaire. Tandis que la fin du chauffage à énergie fossile se profile à l’horizon, la filière gaz se prépare à la place de plus en plus prépondérante que vont prendre à l'avenir les gaz d'origines renouvelables dans les réseaux. Le biométhane et l’hydrogène sont sous le feu des projecteurs, offrant des perspectives d'avenir rassurantes aux chaudières à gaz, y compris face aux pompes à chaleur. Le match "chaudière gaz à condensation VS PAC" n'a pas fini de faire couler de l'encre.

Quelles différences entre biogaz et biométhane ?

Contrairement au gaz naturel fossile qui est issu du passé géologique de la Terre, le biogaz est un gaz 100% renouvelable produit localement par des unités de méthanisation par fermentation de matières organiques et déchets biogènes : déchets issus de l'industrie agro-alimentaire, de la restauration collective, de résidus agricoles ou encore de boues de stations d'épuration. La méthanisation ou fermentation peut être naturelle ou provoquée artificiellement par des digesteurs.

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Visuel 1 : Séquences de transformation du déchet fermentescible en biogaz puis,
après épuration en biométhane.

Après épuration, le biométhane atteint le même niveau de qualité que le gaz naturel et peut donc être injecté dans les réseaux. Il est en quelque sorte un jumeau du gaz naturel. Ainsi le biométhane peut être utilisé par les appareils et les réseaux de chauffage sans aucune adaptation ou conversion.

Cycle biogaz

Visuel 2 : cycle du biogaz

Dynamique du développement du biométhane

La dynamique de développement de la filière biométhane se poursuit avec 91 nouveaux sites de méthanisation mis en service en 2020 (contre 47 sites en 2019) qui injectent dans les réseaux gaziers. Au total, on compte 217 sites qui injectent du gaz vert en France pour une capacité de 3,9 TWh/an. Cette capacité représente l'alimentation (chauffage + ECS) de plus de 700 000 logements, c'est-à-dire près de 2 fois le volume de constructions annuelles neuves en France.

Hydrogène : de gris à vert

En Europe et dans le monde, l’hydrogène (H2) fait actuellement l’objet d’un intérêt croissant. Il peut servir de matière première, de carburant, de vecteur énergétique et de solution de stockage. Il trouve de nombreuses applications dans les secteurs de l’industrie, des transports, de l’électricité et des bâtiments. Aspect plus important encore, son utilisation ne cause pas d’émissions de CO2 et pratiquement pas de pollution atmosphérique. Il constitue donc une solution pour décarboner les processus industriels et les secteurs économiques dans lesquels la réduction des émissions de carbone est à la fois urgente et difficile à réaliser. Ces caractéristiques font de l’hydrogène un élément essentiel pour soutenir l’engagement d’atteindre la neutralité carbone à l’horizon 2050 pris par l’UE1.

Selon les projections figurant dans la vision stratégique pour une UE neutre pour le climat, publiée en novembre 2018, la part de l’hydrogène dans le bouquet énergétique européen devrait passer de moins de 2 % actuellement à 13-14 % d’ici à 2050.

Avec 75% de sa surface couverte d'eau, notre planète bleue possède une réserve d'hydrogène brut quasiment illimitée. La combustion de l’hydrogène ne génère que de la vapeur d’eau accompagnée d’une très faible quantité de dioxydes d’azote en réaction avec la teneur naturelle en azote de l’air. C’est sa fabrication qui détermine à quel point l’hydrogène est renouvelable. En principe, on peut générer de l’hydrogène par électrolyse de l’eau ou par craquage du méthane. L’origine du courant est déterminante pour le bilan écologique. En fonction de la performance environnementale de la fabrication, l’on parle d’hydrogène vert, bleu ou gris.

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Visuel 2 : hydrogène vert, bleu ou gris

Pour que l’UE puisse atteindre un niveau d’ambition climatique plus élevé et parvenir, d’ici à 2030, à réduire les émissions de gaz à effet de serre d’au moins 50 % et de 55 % de manière rentable, il est essentiel de réaliser rapidement le déploiement à grande échelle d’hydrogène propre.

Power-to-Gas en deux étapes

Comme le passage complet à l’hydrogène n’est pas possible ad hoc, les réseaux publics restent tributaires du méthane. Pour le fabriquer de manière durable, il existe également le procédé Power-to-GaS (P2G). Dans un premier temps, de l’hydrogène est généré à partir de courant d'origine renouvelable. Ensuite, l’hydrogène obtenu (H2) associé au dioxyde de carbone (CO2) présent dans l’atmosphère se transforme en méthane (CH4) au cours d’un processus chimique. Ce méthane possède les mêmes caractéristiques que le gaz naturel et ne nécessite aucune conversion des appareils de chauffage. Néanmoins, suite à la double conversion, le rendement n’est aujourd’hui que de 60 %. Et même si, dans des installations expérimentales, l’on obtient déjà 75 %, les coûts de fabrication de P2G sont encore très élevés.

La chaudière gaz à condensation UltraGas® devient compatible à l'hydrogène

De nombreux projets sont en cours d'exécution ou à l'étude afin de tester l'injection d'hydrogène dans le réseau de distribution gaz à hauteur de 20-30%. Pour les cas où l'hydrogène ne sera pas reconvertit en méthane de synthèse, mais injecté dans le réseau de distribution, il va falloir adapter les concepts de brûleur actuels.

Hoval travaille sur la compatibilité de la chaudière au gaz UltraGas® avec l'hydrogène, en conformité avec la direction annoncée dans le cadre de la directive sur l'écoconception qui imposera une injection de 30% d'hydrogène dans le réseau de distribution d'ici à 2025.

Chaudière gaz à condensation VS pompe à chaleur

Est-ce qu'une chaudière à condensation peut être aussi propre qu'une pompe à chaleur ?

Oui, avec Hoval c'est possible !

Comme le démontre le visuel ci-dessous, si 48 % de biométhane est ajouté au gaz conventionnel, une installation de chauffage avec chaudière gaz à condensation UltraGas® émet autant de CO2 qu'une installation de chauffage avec pompe à chaleur.

Bonne nouvelle : toutes les chaudières gaz à condensation Hoval UltraGas® peuvent déjà être exploitées avec du biométhane !

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Visuel 3 : Comparatif des émissions annuelles de CO2 en kg d'une installation de chauffage avec chaudière gaz à condensation et avec pompe à chaleur.

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Dans ces précédents articles, retrouvez nos conseils à l'attention des bureaux d'études et installateurs pour simplifier la rénovation des chaufferies ou bien encore les bonnes raisons d'investir dans un système de chauffage avec module de cogénération.

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Nouvelle gamme de chaudières gaz à condensation à découvrir dès le 7 avril 2021 pour vos projets de chauffage collectif et industriel !

1: source

Crédits photos :
Image à la Une : Flickr (jean Schweitzer) 
Visuel 1:  séquences de transformation du déchet fermentiscible en biogaz puis, après épuration/purification en biométhane. Crédit photo : CC BY-SA 4.0 source
Visuel 2 : cycle du biogaz - Crédit photo France Environnement
Auteur
L’équipe Hoval France
 
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