Réduire les émissions en tonnes équivalentes CO2 des gaz à effet de serre doit fortement encourager l’utilisation des nouvelles solutions à très faible GWP dans l’ensemble des applications (Réfrigération, Climatisation, Isolation, Agents propulseurs, Agents d’extinction,…).
La réglementation F-Gaz en Europe privilégie cette piste pour atteindre les objectifs climatiques et énergétiques fixés par la commission européenne d’ici 2030. La proposition de révision publiée dernièrement vise même à accélérer le « phase down » actuellement en vigueur.
A l’échelle internationale, l’amendement de Kigali définit aussi un calendrier selon les territoires pour substituer les fluides à fort GWP à l’horizon 2050. Toutes ces mesures ont un objectif commun : préserver notre écosystème.
Si nous regardons plus précisément le secteur HVACR* en Europe, il est recommandé de s’orienter dès aujourd’hui vers des fluides frigorigènes avec un GWP < à 150 face aux évolutions à venir. Le GWP est un critère important à prendre en considération mais ce n’est qu’une partie de la solution pour agir efficacement.
En effet, le choix d’un fluide frigorigène pour une nouvelle installation frigorifique se porte sur plusieurs paramètres : la durabilité, la technologie long terme, le coût énergétique, l’empreinte carbone globale durant toute la durée de vie de la machine, etc.
Sélectionner uniquement le fluide frigorigène en fonction de son GWP n’est pas suffisant, il est important de l’appréhender sous l’angle du concept « de l’efficacité énergétique d’abord ».**
Le principe de « l’Efficacité Énergétique D’Abord »
Il signifie qu’il faut prendre en compte, avant tout, les mesures permettant d’économiser l’énergie au moindre coût, lorsqu’on définit les politiques sur l’énergie et lorsqu’on prend des décisions d’investissement. Cela doit être poursuivi en évaluant de manière appropriée les solutions maximisant l’efficacité énergétique à l’aide d’analyses d’impact coûts / bénéfices, pertinentes et adaptées pour les différents contextes et secteurs industriels.
Le principe de base de « l’Efficacité Énergétique D’Abord » est que « la meilleure énergie c’est celle qui ne doit pas être produite parce qu’on n’en a pas besoin ». Cela signifie que réduire la demande d’énergie doit être une action prioritaire par rapport à la production d’énergie renouvelable.
Développer l’efficacité est donc une priorité environnementale et économique pour l’ensemble des industries.
Faire un choix en matière de fluide frigorigène, c’est étudier sérieusement les options qui permettront la plus forte réduction des émissions directes et indirectes de l’installation thermodynamique.
Comment intégrer ce concept lors d’un investissement sur une nouvelle installation frigorifique ?
Par exemple, depuis le 1er janvier 2022, les systèmes de réfrigération centralisés multipostes à usage commercial d’une capacité frigorifique ≥ 40 kW doivent utiliser un fluide frigorigène avec un GWP < à 150.
Les choix peuvent se porter sur plusieurs options technologiques pour l’architecture du système de production de froid et le fluide frigorigène.
Afin de choisir en toute connaissance, Climalife dispose d’un outil de calcul d’éco-efficacité pour évaluer l’impact global financier (CAPEX et OPEX) et environnemental (TEWI) des technologies sélectionnées. Il permet de mettre en avant l’option la plus éco-efficace pour une installation donnée.
Ce calculateur prend en compte de nombreux indicateurs clés : le taux d’émission de CO2 direct (GWP) et indirect (CO2 émis à la production d’électricité du système), l’architecture de l’installation, le coût d’investissement, le coût de la maintenance sans occulter les prix de l’électricité, du fluide, etc.
Il est basé sur les données réelles des constructeurs et a été validé par l’institut CEMAFROID. Le modèle d’éco-efficacité analyse l’ensemble des impacts et propose notamment un comparatif entre les architectures afin de déterminer laquelle sera la plus éco-efficace.
Prenons le cas d’un supermarché d’une surface de 2000 m².
Après avoir complété l’ensemble des paramètres, les résultats de cette étude comparative (Figure 1) confirment l’importance d’évaluer toutes les options possibles lors du choix de la solution. En effet, pour fournir les mêmes capacités frigorifiques, on constate que les émissions totales les plus faibles, ainsi que les économies les plus importantes à l’investissement et à l’exploitation ne sont pas forcément générées par le fluide ayant le plus faible GWP.
Les conditions climatiques en fonction de la zone géographique, la technologie des installations et par le fluide sélectionné ont un impact considérable sur les émissions carbone et les dépenses pendant toute la durée de vie de l’installation.
L’approche éco-efficacité in situ
En Catalogne (Espagne), la chaîne de supermarché Sorli a installé un système de froid positif de 29,3 kW au R-455A équipé d’un groupe de condensation Grupo Disco avec trois compresseurs scroll Emerson homologués pour les fluides A2L. Pour ce supermarché de 1200 m², c’est 13 % en moins d’émissions sur le cycle de vie comparé à un système transcritique CO2 avec un coût total de possession 16 % plus faible. Voir le cas d’études.
Toujours en Espagne, le calcul a été réalisé pour l’entrepôt de fruits de mer et centre logistique Olano d’une surface de 4000 m². Le site est réfrigéré par une installation à détente directe de 280 kW. En comparaison avec un système transcritique au CO2, le R-455A permet un gain de 17 % sur les émissions sur la durée de vie de l’installation. Une optimisation qui s’accompagne d’une réduction du coût total de possession de 19 %. Voir le cas d’études.
Une autre étude de performance a été réalisée en France par le cabinet Optinergie sur un site de stockage de 15 000 tonnes de pommes. Celle-ci démontre que le changement de solution de l’ammoniac vers le R-1234ze a généré des économies d’énergie de 25 %, soit l’équivalent d’un gain de 2 millions d’euros sur la durée d’exploitation. En savoir plus.
Conclusion
En résumé, il convient d’aborder la question du choix du fluide frigorigène sous l’angle du concept « d’efficacité énergétique d’abord », ce qui suppose de prendre en compte les mesures permettant d’économiser l’énergie au moindre coût, en évaluant de manière appropriée les solutions maximisant l’efficacité énergétique à l’aide d’analyses d’impact coûts /bénéfices. Et on l’a vu, le fluide frigorigène au plus faible GWP n’est pas systématiquement l’option la plus éco-efficace.
Par ailleurs, la situation géopolitique, économique et environnementale font que le prix de l’énergie ne cesse d’augmenter. La disponibilité des matières premières qui reste tendue, les nouvelles restrictions réglementaires (quotas, interdictions, …) à venir rendent encore plus indispensable de prendre en considération cette approche dans les décisions d’investissement. Performance énergétique et gains financiers peuvent aller de pair et ne pas être négligeables. Concilier la plus faible consommation électrique, la meilleure production frigorifique avec un coût de possession le plus bas deviendra la règle de base dans les années à venir… n’attendez plus !
Le modèle d’éco-efficacité est actuellement disponible pour le secteur de la grande distribution. Mais l’ajout de modules complémentaires est en cours de développement notamment pour comparer des architectures de réfrigération industrielle, intégrer la récupération de chaleur, …
Des personnes dédiées chez Climalife sont à votre disposition pour aborder ce concept et modéliser sur demande différentes architectures de production de froid.
* Chauffage, Ventilation, Climatisation, Réfrigération
** Sources : EPEE, Annexe à la Recommandation de la Commission sur «l’Efficacité Énergétique D’Abord»: Des principes à la pratique. Lignes directrices et exemples pour sa mise en œuvre dans la prise de décision dans le secteur de l’énergie et au-delà.