L’Alliance ALLICE a confié au CETIAT (centre technique des industries aérauliques et thermiques) et au Cetim (centre technique des industries mécaniques), une étude sur le potentiel d’électrification technique et économique des procédés industriels comme levier de décarbonation. Objectif : analyser les avantages et les freins à l’électrification des procédés thermiques industriels.

Dans le cadre du plan de relance de l’État, la décarbonation de l’industrie en France et en particulier l’électrification des procédés est l’une des solutions à envisager du fait de la particularité du mix énergétique français (75 % du mix d’origine nucléaire). Dans sa Stratégie Nationale Bas-Carbone (SNBC), la France s’est fixée pour objectif un taux d’électrification globale de son industrie de 70 % à l’horizon 2050 (énergie finale).

Dans ce contexte, l’Alliance ALLICE a souhaité apporter un éclairage à ses adhérents sur : le potentiel d’électrification de différents procédés thermiques industriels, la rentabilité de solutions électriques (en substitution ou en couplage avec des technologies utilisant des énergies fossiles) et les axes d’innovation nécessaires pour lever les freins techniques et économiques.

Une étude effectuée par deux centres techniques reconnus

La réalisation de cette étude collective a été confiée au CETIAT et au Cetim, deux centres techniques qui ont ainsi pu apporter leurs expertises, d’une part, sur les procédés thermiques pour le CETIAT et d’autre part, sur le secteur de la mécanique pour le Cetim.

L’étude a priorisé cinq procédés thermiques représentatifs et couvrant différents secteurs industriels: la pasteurisation, l’évapo-concentration, les fours batch haute et basse température, les fours tunnel haute et basse température, les sécheurs tunnel. Pour chaque procédé, sont détaillés :

• Les différentes technologies électriques compatibles et leurs caractéristiques ;
• Les solutions gaz optimisées en remplacement ou en complément de celles déjà installées ;
• L’analyse technico-économique d’une substitution partielle ou totale des énergies fossiles par des solutions électriques, avec analyses de sensibilité vis-à-vis de l’évolution des coûts de l’énergie et de la taxe carbone ;
• Des retours d’expériences terrain.

Conclusions : les avantages et les freins en tenant compte des spécificités

Les conclusions des analyses technico-économiques soulignent les avantages et freins à l’électrification en tenant compte des spécificités de chaque procédé (qualité du produit, gamme de température…). Ainsi, pour les procédés à faible température (<150°C), les alternatives électriques, telles que le chauffage résistif, la compression mécanique de vapeur (CMV), les énergies radiantes et la PAC, ont un vrai potentiel dans la mesure où elles sont matures, efficientes et avec un faible impact carbone. À plus haute température, le gaz naturel prédomine.

En outre, dans un contexte de remodelage, l’amélioration de l’efficacité énergétique est une voie pérenne de tous points de vue (CAPEX/OPEX /CO₂ évité) qui constitue donc le premier pas à effectuer pour la décarbonation des procédés.

Une étude qui aide à prioriser les procédés et les technologies électriques

L’un des intérêts majeurs de cette étude est d’avoir une analyse orientée au cœur du procédé et de positionner chaque technologie électrique au regard de critères de fonctionnement sur le terrain. En effet, les conditions de mise en œuvre des procédés impactent fortement la viabilité ou non des alternatives électriques.

Cette première étude sera suivie d’un deuxième volet conduit par ENEA, avec le soutien de l’ADEME, l’Agence de la Transition Ecologique, et centré sur l’électrification des procédés à partir de plusieurs scénarios prospectifs de prix de l’énergie et du CO₂. À la suite de ces travaux, une série de webinaires publics sera proposée sur le dernier trimestre 2021.