E.ON transforme les eaux usées en ressources précieuses avec la technologie de pompe à chaleur de GEA

Malmö

Réduire les émissions de gaz à effet de serre provenant du chauffage fourni à une ville comme Malmö en Suède a requis un changement de mentalité radical porté par un fournisseur d’électricité majeur et l’utilisation de pompes à chaleur écoénergétiques de GEA. Après avoir testé l’eau, la station d’épuration locale a été identifiée comme la meilleure source pour chauffer les logements en employant une approche novatrice permettant de transformer les déchets en énergie utilisable.

Empreinte carbone visée

Sous la bannière de « Clean 2025 », le fournisseur d’énergie suédois E.ON travaille à atteindre des objectifs de protection climatique ambitieux fixés dès 2017. Son intention étant d’approvisionner ses clients en énergie 100 % recyclée ou renouvelable d’ici 2025, il a étudié des mesures appropriées pour atteindre ce but.

La société est notamment arrivée à la conclusion que les pompes à chaleur à l'ammoniac de GEA étaient la solution idéale pour le chauffage urbain dans le sud de la Suède, en association avec la biomasse et d’autres technologies renouvelables, afin d’atténuer les émissions de gaz à effet de serre dues au chauffage. Quatre pompes à chaleur GEA d’une puissance calorifique de 10 MW chacune ont été installées à proximité d’une station de traitement des eaux usées et d’un incinérateur de déchets dans la zone portuaire de la ville de Malmö, où elles fournissent maintenant 8 % de l’énergie totale de près de 100 000 logements, soit l’équivalent de la consommation annuelle de 10 000 foyers, contribuant à économiser près de 50 000 tonnes de CO2 par an.

Produire de l’énergie avec des déchets

Qu’elles exploitent l’énergie des effluents ou d’une usine d’incinération de déchets, les pompes à chaleur sont rapidement devenues la technologie de référence pour le chauffage urbain et résidentiel renouvelable, car elles permettent en sus de respecter les règles environnementales toujours plus strictes et de réduire les émissions de CO2 ainsi que les coûts d'exploitation.

Les pompes à chaleur en service à Malmö tirent parti de la chaleur issue des déchets d’une usine d’incinération et d’une station d’épuration d'eaux usées. E.ON a décidé d’utiliser les eaux usées recyclées pour le système compte tenu des températures plus élevées émises par la station d’épuration (14°C), qui rendent ces eaux plus chaudes que celle de la mer aux environs de la ville, qui était trop froide pour un usage efficace.

Extrayant 30 MW de chaleur des eaux usées, la pompe à chaleur permet ensuite d’en remonter à un niveau exploitable la température pour l’utiliser pour le réseau de chauffage urbain, les pompes à chaleur intégrées fonctionnant en conjonction avec l'usine d'incinération de déchets voisine. Ces pompes à chaleur sont conçues pour délivrer jusqu’à 80°C, mais seront rarement amenées à fournir des températures dépassant 71°C.

Installation de pompe à chaleur à l’ammoniac GEA chez E.ON à Malmö

Installation de pompe à chaleur à l’ammoniac GEA chez E.ON à Malmö

L'ammoniac, sésame d’un futur durable

À l’heure où les gaz fluorés sont progressivement réduits pour se conformer au Règlement européen F-Gaz, également conçu pour réduire les émissions des gaz à effet de serre, les fluides frigorigènes naturels voient leur diffusion augmenter.C’est le cas, en particulier, de l’ammoniac, un fluide frigorigène écologique qui offre le triple avantage d’être facilement disponible, d’être peu coûteux et de n’avoir aucun impact sur le réchauffement climatique mondial ni sur l’appauvrissement de la couche d'ozone.

Si ce n’est pas la première fois que des pompes à chaleur sont utilisées en Suède, le projet de Malmöest le premier du pays à avoir inscrit l’ammoniac dans son cahier des charges. E.ON a préféré l’ammoniac aux fluides frigorigènes d’origine chimique à cause du Règlement F-Gaz de l’UE, qui prône une réduction progressive des gaz HFC qui devra atteindre 79 % en 2030, et en raison de sa compréhension et de son engagement envers ses clients soucieux de l'environnement.

Modèle en 3D de la pompe à chaleur à l’ammoniac GEA utilisée dans le projet de Malmö

Modèle en 3D de la pompe à chaleur à l’ammoniac GEA utilisée dans le projet de Malmö

Mats Egard, Chef de projet chez E.ON Värme Sverige AB, a expliqué : « Installer une pompe à chaleur au R134a aurait été moins cher, mais c’est un fluide frigorigène qui pour nous n’avait pas d’avenir, compte-tenu de notre objectif d'arriver à une production d’électricité 100% renouvelable. Nous allons, en effet, fournir de l’énergie de chauffage urbain qui sera ou recyclée ou renouvelable d’ici 2025. »

Kenneth Hoffman, Chef de produit Pompes à chaleur chez GEA, a ajouté : « Les systèmes plus anciens utilisaient des fluides frigorigènes fluorés, mais le règlement F-Gaz a rendu insoutenables à terme ces systèmes utilisant de grosses charges de fluide frigorigène. L’ammoniac est la solution d'avenir par excellence. » 

Un chauffage à la hauteur de la tâche

Kenneth a résumé les principes scientifiques sur lesquels repose la technologie de pompe à chaleur rentable, qui est en train de transformer le chauffage urbain et résidentiel, et procure l’énergie recyclée qui permettra aux heureux citoyens de Malmöde rester au chaud longtemps à l’avenir.

Il a également précisé : « Les quatre pompes à chaleur fonctionnent en parallèle pour fournir les températures promises. Elles ont toutes un coefficient de performance (COP) qui dépasse 3,5, ce qui signifie que pour chaque kWh d'électricité utilisé par la pompe à chaleur, 3,5 kWh de chaleur sont produits pour la ville. »

Un système de pompe à chaleur requiert une analysecomplète des températures demandées et l’évaluation de paramètres de process définis.Avec une pompe à chaleur, chaque degré compte et, plus les études initiales sont précises, plus il est possible d’économiser de l’énergie. Plutôt que de se concentrer sur des tuyaux de petit diamètre avec une différence de température importante pour maintenir au plus bas les coûts initiaux, investir dans une pompe à chaleur permet des économies régulières, jour après jour. 

Pompe à chaleur à l’ammoniac GEA chez E.ON à Malmö

Pompe à chaleur à l’ammoniac GEA chez E.ON à Malmö

Vers une durabilité accrue

La technologie des pompes à chaleur est la clé d’économies d'énergie avantageuses, et ce, quel que soit le secteur dans lequel elle est utilisée ou la mesure en laquelle elle est utilisée. Elle peut être employée pour des tâches simples comme le chauffage et le refroidissement d’un pavillon de banlieue ou jouer un rôle central dans une stratégie zéro émissions intelligente pour le chauffage urbain.

Dans les pays où les règlementations en matière d’émissions sont moins strictes et où les politiques de quotas d'émission cessibles l’autorisent, certains fabricants choisissent de ne rien changer, car les combustibles fossiles ont encore tendance à être moins chers que les solutions énergétiques plus propres. Cependant, pour atteindre les objectifs de développement durable, l’IEA a établi que la part des technologies utilisant de l’énergie propre comme les pompes à chaleur et le chauffage thermique solaire, devra être multipliée par trois pour atteindre plus d’un quart des ventes de nouveaux équipements de chauffage d’ici 2030. Alors, agissons maintenant et concevons ensemble un monde meilleur !

GEA logo

La fourniture standard de GEA :

  • La solution de GEA : Système de pompes à chaleur sur mesure (4 pompes à chaleur)
  • Puissance calorifique : 40 MW
  • Source de chaleur : Eaux usées (de 8 à 14°C / de 46,4°F à 57,2°F)
  • Source froide : Eau du réseau de chauffage urbain (de 55 à 65°C / de 131°F à 149°F)
  • C.O.P. : >3,5 (moyenne sur l’année)
  • Type de compresseurs : Compresseurs à vis GEA Grasso
  • Fluide frigorigène naturel : Ammoniac
Décarboner le chauffage urbain grâce à la technologie des pompes à chaleur

WEBINAIRE : CHAUFFAGE URBAIN

Joignez-vous au webinaire du Club refroidissement de GEA intitulé « Décarboner le chauffage urbain grâce à la technologie des pompes à chaleur ». Svend Vinther Pedersen, Consultant Senior de l’Institut technologique danois, et l’expert en chauffage urbain de GEA, Kenneth Hoffmann, expliqueront comment décarboner le chauffage urbain et diminuer les factures énergétiques avec les pompes à chaleur.
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