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Évaluation du potentiel du marché des pompes à chaleur industrielles en Europe

Pour remédier au manque de développement de pompes à chaleur à haute température, un article récent fournit aux fabricants une estimation du potentiel du marché des pompes à chaleur industrielles dans l’UE-28 en termes de puissance de chauffage cumulée, de nombre d’unités, de dimensionnement type et de niveaux de température. 

Selon une récente note d’information de l’IIF, les pompes à chaleur à haute température constituent une technologie clé dans la décarbonisation des industries de transformation. À l’échelle mondiale, on estime que 42 % de la chaleur résiduelle industrielle est disponible à des températures inférieures à 100 °C. Or, les processus thermiques nécessitant une fourniture de chaleur entre 80 °C et 300 °C sont courants dans de nombreux secteurs industriels, notamment l’agroalimentaire, les boissons, la chimie et le papier. Les pompes à chaleur haute température (HTHP) constituent pour ces industries une excellente solution pour adapter la température d’une source de chaleur résiduelle à celle d’un processus donné grâce à un apport de chaleur ou d’énergie électrique. Par conséquent, la réutilisation de la chaleur résiduelle dans le processus devient possible, ce qui entraîne d’importantes économies de consommation d’énergie liées à une réduction des émissions de CO2.

 

Cependant, peu de fabricants d’équipements de pompes à chaleur proposent des produits qui peuvent fournir les températures élevées requises par l’industrie. Le marché des HTHP est dominé par la technologie à compression de vapeur mais peu d’équipements de ce type sont capables de fournir de la chaleur à des températures supérieures à 90 °C, compatibles avec les besoins des industries agro-alimentaires, chimiques et des papeteries notamment. À ce jour, la valeur limite de température atteignable avec cette technologie est de 160 °C. Le manque de développement de produits fournissant des températures plus élevées peut être attribué à un manque de connaissances des fabricants de pompes à chaleur concernant les applications industrielles et la taille du marché en Europe.  

 

Dans une étude récente, des auteurs ont cherché à résoudre ce problème en fournissant une estimation du potentiel du marché des pompes à chaleur industrielles dans l’UE-28 en termes de puissance de chauffage cumulée, de nombre d’unités, de dimensionnement typique et de niveaux de température. Les secteurs énergivores qui ont une forte demande de chaleur pour un niveau de température inférieur à 200 °C sont les plus pertinents pour l’application de la technologie des pompes à chaleur. Selon une étude précédente, la plus grande demande de chaleur inférieure à 200 °C se trouve dans le secteur du papier et de la pâte, dans les secteurs de la chimie et de la raffinerie et dans le secteur alimentaire. Les auteurs ont calculé les quantités de chaleur résiduelle et de chaleur de traitement dans l’UE-28 pour les quatre secteurs. Tous combinés, ils constituent 1123 PJ/an de chaleur de traitement et 1130 PJ/an de chaleur résiduelle pour un niveau de température inférieur à 200 °C. 

 

Concernant le potentiel du marché des pompes à chaleur industrielles allant jusqu’à 200 °C, les auteurs ont calculé une puissance de chauffage cumulée de 23,0 GW, répartie sur 4174 pompes à chaleur pouvant couvrir 641 PJ/an de besoins en chaleur de traitement industriel. Les auteurs ont déterminé que les plus grandes opportunités se trouvaient dans les secteurs de la chimie (283 PJ/an) et du papier (245 PJ/an).  Le COP médian calculé pour le marché potentiel des pompes à chaleur jusqu’à 200 °C était de 2,77. 

 

Tableau. Résumé du potentiel du marché des pompes à chaleur industrielles jusqu’à 200 °C dans l’UE-28. 

 

 

Puissance de chauffage cumulée 

Nombre de pompes à chaleur 

Fourniture de chaleur pour le traitement industriel par les pompes à chaleur 

Besoins en électricité  

Taux de couverture des besoins de chaleur de traitement industriel par les pompes à chaleur  
 

(GW) 

  

(PJ/an) 

(PJ/an) 

(%) 

Secteur industriel

         

Papier 

7,9 

1 351 

245 

94 

69 % 

Chimie

9,1 

1 291 

283 

65 

80 % 

Alimentaire

5,5 

1 463 

98 

31 

51 % 

Raffinerie

0,5 

69 

14 

6 

6 % 
           

Total 

23,0 

4 174 

641 

195 

57 % 

 

 

Les auteurs ont également quantifié les économies d’énergie et d’émissions de CO2 ainsi que les investissements nécessaires pour satisfaire le marché potentiel. Dans un scénario idéal avec un système de production d’électricité entièrement décarboné, les économies annuelles d’énergie primaire réalisables étaient de 528 PJ/a, entraînant une réduction des émissions de CO2 de 52,6 Mt par an. L’investissement nécessaire pour couvrir le potentiel calculé du marché des pompes à chaleur a été estimé entre 4,60 et 11,50 milliards d’euros, ce qui révèle une très belle opportunité pour les fabricants de pompes à chaleur qui développent des produits adaptés à ce marché. 

 

 

Pour plus d’informations sur les technologies des pompes à chaleur industrielles, la 45ème Note d’Information de l’IIF est disponible en téléchargement sur FRIDOC :

https://iifiir.org/en/fridoc/high-temperature-heat-pumps-for-industrial-applications-amp-nbsp-144137 

 

 

Sources

Ayou D. S., Corberán J. M., Coronas A. High-temperature heat pumps for industrial applications, 45th Informatory Note on Refrigeration Technologies. https://iifiir.org/en/fridoc/high-temperature-heat-pumps-for-industrial-applications-amp-nbsp-144137 

Marina, A., Spoelstra, S., Zondag, H. A., & Wemmers, A. K. (2021). An estimation of the European industrial heat pump market potential. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 139, 110545. https://doi.org/10.1016/j.rser.2020.110545