Face à la volatilité des prix de l’électricité, l’hybridation des équipements thermiques ouvre une voie stratégique. En couplant des chaudières électriques et gaz à un système de stockage, l’industriel peut produire de la chaleur lorsque le tarif de l’électricité bas carbone est avantageux, puis restituer cette énergie en différé pour ses réseaux de vapeur ou d’eau surchauffée. Un levier opérationnel qui sécurise les approvisionnements et réduit l’empreinte carbone sans dégrader la compétitivité.

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Réduire les émissions de CO2 sans pénaliser la compétitivité des sites industriels : tel est le défi auquel sont confrontés les industriels. En France, l’industrie consomme chaque année près de 102 TWh d’énergie, soit environ un quart de la consommation énergétique nationale… Si elle ne représente plus qu’environ 11% de la consommation d’énergies fossiles, cette part continue de diminuer grâce à l’électrification des procédés, au recours croissant aux énergies bas carbone et à la transformation des outils de production. Dans ce contexte, l’hybridation des moyens de production d’utilités, associée au stockage thermique, apparaît comme une solution efficace pour concilier décarbonation et maîtrise des coûts énergétiques.

Valoriser les périodes où l’électricité est la moins chère

Le développement des énergies renouvelables a profondément modifié le fonctionnement du réseau électrique. La production est désormais souvent décorrélée de la consommation, entraînant une volatilité accrue des prix de l’électricité. Pour les industriels, cette évolution ouvre de nouvelles perspectives : produire de la chaleur lorsque l’électricité est abondante et économique, puis revenir aux équipements fonctionnant au gaz lorsque les prix remontent.

Cette stratégie d’hybridation associe plusieurs technologies de production afin d’optimiser simultanément les coûts d’exploitation, la flexibilité énergétique et l’empreinte carbone des installations. Pour exploiter pleinement ces opportunités, encore faut-il pouvoir stocker l’énergie produite pendant les périodes favorables. C’est précisément le rôle du stockage thermique, qui permet de dissocier la production de chaleur de son utilisation par le procédé industriel.

Un levier pour les utilités thermiques difficiles à électrifier

Le stockage thermique consiste à accumuler de l’énergie sous forme de chaleur afin de la restituer ultérieurement. Deux grandes technologies coexistent : le stockage liquide, utilisant de l’eau surchauffée ou de l’huile thermique, et le stockage solide, basé sur des matériaux réfractaires ou des roches chauffés par résistances électriques. Cette dernière solution permet notamment d’atteindre des températures élevées, adaptées aux procédés les plus exigeants.

Ces technologies concernent principalement les utilités thermiques dont la décarbonation reste complexe : production de vapeur industrielle ou de vapeur propre (160 à 300°C), réseaux d’eau surchauffée (105 à 200°C), circuits d’huile thermique (180 à 400°C) ainsi que les chaufferies d’eau chaude alimentées par pompe à chaleur ou chaudière électrique. En stockant l’énergie lorsque les conditions tarifaires sont favorables, elles augmentent le recours à une électricité bas carbone tout en limitant l’utilisation des combustibles fossiles.

Une solution appelée à se développer

L’intégration d’un stockage thermique nécessite un investissement supplémentaire et un pilotage énergétique plus élaboré. En contrepartie, elle améliore le taux de couverture des besoins par une énergie décarbonée, valorise davantage les périodes où l’électricité est peu coûteuse et peut accroître la rentabilité des projets d’hybridation.

Déjà éprouvé dans certaines applications, notamment avec les stockages liquides par stratification, ce type de solution devrait se développer rapidement sous l’effet de la volatilité des marchés de l’énergie et des objectifs de neutralité carbone. Pour les sites industriels fonctionnant en continu, mais aussi en mode batch ou intermittent, l’hybridation couplée au stockage thermique s’impose progressivement comme un levier stratégique pour rendre les utilités plus flexibles, plus sobres et moins émettrices de CO2.

Cas pratique

Pour accompagner la création d’une nouvelle ligne de production aseptique d’un industriel français des eaux minérales, Coretec a conçu une chaufferie hybride alliant chaudière électrique, chaudière gaz et stockage thermique, associant une chaudière électrique de 0,65 t/h, une chaudière au gaz naturel de 4 t/h et un système de stockage thermique. Cette architecture privilégie l’utilisation d’une électricité disponible et compétitive, dont la chaleur est stockée avant d’être restituée pour la production de vapeur. Le gaz n’est sollicité qu’en appoint lors des pics de demande, limitant ainsi les émissions de CO2. Coretec a mené le projet de A à Z, du dimensionnement des équipements à la réalisation complète de la chaufferie.