La réfrigération fait son retour vers le futur

23 May 2023

Natural refrigerants to protect ozone layer

Alors que les calottes de glace des pôles et les glaciers fondent, que le niveau des océans monte et que des pans entiers du littoral sont menacés de disparition à cause réchauffement climatique, les fluides frigorigènes naturels sont la clé d’un impact environnemental minimal dans les applications industrielles. Si l’on ajoute à cela les indications de l’Europe, qui préconise d’abandonner pratiquement totalement les gaz utilisés traditionnellement, les fluides frigorigènes à base d’ammoniac, d’hydrocarbures et de dioxyde de carbone s’imposent comme les solutions les plus écoénergétiques et les plus économiques, et donc les plus à même de remplacer leurs homologues de synthèse.

La lutte contre le changement climatique est un défi de taille. Les fluides frigorigènes de synthèse tels que les gaz fluorocarbonés (gaz F), qui comprennent les chlorofluorocarbones (CFC), les hydrochlorofluorocarbones (HCFC) et les hydrofluorocarbones (HFC), sont tous nocifs pour la couche d’ozone et ont un potentiel de réchauffement planétaire (PRG) élevé. Pour réduire les émissions de gaz à effet de serre, il faut aujourd’hui remplacer les fluides frigorigènes de synthèse et ce, en particulier, dans les entreprises énergivores des secteurs agroalimentaire, des boissons et de la pharmaceutique. 

GEA est à l’avant-garde des solutions technologiques qui utilisent des fluides frigorigènes naturels pour atteindre les objectifs environnementaux et abandonner les gaz F. Il faut savoir que le Parlement européen a voté récemment des amendements supplémentaires au Règlement F-gaz, qui prévoient une interdiction totale des gaz fluorés dans les équipements de réfrigération, de climatisation et de pompes à chaleur dans les cinq prochaines années.

Promus par la Commission de l’environnement, de la santé publique et de la sécurité alimentaire (ENVI), ces objectifs ambitieux d’élimination des gaz fluorés sont indicatifs de la volonté de l’Europe d’atteindre la neutralité climat en 2050. Les entreprises doivent adopter des fluides frigorigènes naturels pour se conformer à ces règlementations, en particulier parce que la mise au ban des fluides frigorigènes naturels de nouvelle génération tels que les fiouls lourds (HFO) qui se décomposent en PFAS (de l’anglais « per- and polyfluoroalkyl substances ») est également programmée.1

Une des interdictions les plus imminentes concerne les réfrigérateurs et congélateurs à usage commercial (équipements autonomes). Elle entrera en vigueur dès le 1er janvier 2024, et d’autres catégories d’équipements viendront s’y ajouter progressivement tous les 1er janvier jusqu’en 2028. GEA aide les entreprises à diminuer les émissions de gaz à effets de serre (Protocole de Kyoto) et à protéger la couche d’ozone (Protocole de Montréal) en arrêtant d’utiliser les gaz F. Selon un porte-parole de l’UE : « La réfrigération stationnaire ne nécessite plus l’utilisation de gaz à effet de serre fluorés, car il existe une abondance de réfrigérants de substitution naturels. »2

Les fluides frigorigènes à faible charge offrent une capacité de refroidissement à bas coût

L’ammoniac, qui s’impose comme un fluide frigorigène naturel incontournable, remplace facilement et rapidement les fluides qui sont abandonnés. La plupart des systèmes de refroidissement qui utilisent des fluides frigorigènes de synthèse peuvent être convertis aux fluides frigorigènes naturels, qui sont respectueux de l’environnement et n’ont aucun impact sur le réchauffement planétaire ni sur l’appauvrissement de la couche d’ozone.

« Il n’y aucun doute qu’il vaut mieux investir dans des systèmes basés sur des fluides frigorigènes naturels qui dureront des dizaines d’années et sont conformes aux réglementations européennes, plutôt que d’utiliser des substituts de synthèse qui auront la vie courte. » David Blankley, Directeur de la Réfrigération Avancée au sein de GEA Heating & Refrigeration Technologies.

David Blankley, Directeur de la Réfrigération Avancée au sein de GEA Heating & Refrigeration Technologies.

Il est possible d’adapter des technologies de réfrigération et de chauffage existantes qui ont fait leurs preuves pour concevoir des solutions innovantes à base d’ammoniac, qui soient suffisamment robustes pour convenir à toutes les applications, qu’il s’agisse de refroidir une brasserie ou un procédé de pasteurisation laitière. L’ammoniac, qui est l’option la plus économique en termes de coûts et la plus efficace pour tous les types d’équipements industriels, est déjà utilisé en tant que fluide frigorigène dans de nombreux domaines de la réfrigération industrielle.

Pourquoi l’ammoniac s’impose-t-il comme le fluide frigorigène naturel par excellence ?

L’ammoniac peut être vu comme un gaz de retour vers le futur... C’est loin d’être une nouveauté et nous le connaissons depuis longtemps, mais c’est aussi une solution très actuelle. L’ammoniac à faible charge est une expression moderne, qui désigne une technologie à basse pression avec un coût total de possession nettement plus bas, qui a évolué pour répondre aux demandes du 21e siècle. 

L’ammoniac est totalement neutre en carbone et, en tant que tel, constitue une solution parfaite, et durable, pour remplacer les autres fluides frigorigènes. Il est aussi jusqu’à 40 % plus efficace en termes de thermodynamique, ce qui le rend particulièrement adapté aux applications de pompe à chaleur (une autre technologie durable que GEA étudie attentivement). Mieux encore, l’ammoniac contribue à abaisser les émissions de dioxyde de carbone dans un large éventail de procédés tout en offrant des solutions de refroidissement et de chauffage écoénergétiques et hautement performantes.


RéfrigérantOPDPRG
Ammoniac (R717, NH3)00
Dioxyde de carbone (R744, CO2)01
Hydrocarbures, par ex. propane (R290) ou isobutane (R600a)03
À titre de comparaison : R134a01430

Les installations traditionnelles à l’ammoniac sont considérées comme une évidence dans des régions-clés comme l’Europe, l’Extrême-Orient et les États-Unis, où de plus en plus d’acteurs de l’agroalimentaire, de centres de distribution et de détaillants équipés de systèmes de réfrigération les adoptent. Les derniers chiffres relatifs aux installations à faible charge d’ammoniac de 2021 font part d’une croissance de l’ordre de 11 % en Europe, 13 % aux États-Unis et 24 % au Japon par rapport à l’année précédente (source Rapport ATMO).

La sécurité, un facteur clé pour GEA

GEA travaille avec des systèmes utilisant de l’ammoniac depuis plus de cent ans. Et si certains utilisateurs ont parfois des craintes concernant l’utilisation de fluides frigorigènes à base d’ammoniac, ils peuvent avoir la certitude que les entreprises expérimentées telles que GEA sauront installer de manière optimale tous les équipements de sécurité et de ventilation requis pour respecter les réglementations locales. Par ailleurs, nos équipes de service dûment formées et qualifiées veilleront à ce que tous vos équipements soient entretenus conformément aux normes les plus rigoureuses possibles.

Ammoniac : les raisons d’une croissance positive

Patrick Ackens, Senior Vice-President, Sales, chez GEA explique pourquoi l’ammoniac est la meilleure solution pour la réfrigération industrielle et pourquoi les entreprises doivent l’utiliser pour ce qu’il est : un substitut naturel et efficace des fluides frigorigènes de synthèse. L’ammoniac est abondant dans la nature et c’est un des fluides frigorigènes les moins chers qui soit. N’étant ni un produit de synthèse ni un sous-produit de process, l’ammoniac est respectueux de l’environnement et présente un potentiel de réchauffement planétaire (PRG) nul. Véritable fluide frigorigène naturel à l’épreuve du temps, l’ammoniac a également une longue durée de vie utile, ce qui en fait un excellent investissement par rapport à d’autres fluides frigorigènes qui risquent de ne durer qu’une dizaine d’années. Si vous investissez dans l’ammoniac, vos investissements sont sûrs pour les 30 à 40 ans à venir, voire plus. »

L’ammoniac, votre meilleur atout pour respecter les obligations environnementales

Des terres aux océans et des exploitations agricoles aux réseaux de chauffage urbain, les systèmes de refroidissement et du chauffage peuvent être utilisés pratiquement partout. GEA a livré de nombreux projets à base de fluides frigorigènes naturels pour la surgélation, afin de conserver et de stocker le poisson et les fruits de mer à bord des navires de pêche. Dans des secteurs comme l’agro-alimentaire, la marine et les produits pharmaceutiques, GEA fournit des systèmes écoénergétiques qui offrent des performances supérieures représentant une hausse à deux chiffres en pourcentage par rapport aux fluides frigorigènes de synthèse. Ces performances se soldent aussi par une facture énergétique nettement plus basse, ce qui est appréciable puisque l’énergie est un des plus gros postes de coût des systèmes en service. 

Mieux encore, la polyvalence de l’ammoniac, qui permet de l’utiliser avec une grande plage de températures, ouvre des possibilités qui vont au-delà de ses marchés traditionnels. Il se distingue d’ailleurs par des performances supérieures à celles des autres fluides frigorigènes, car il fournit la même capacité de refroidissement avec une consommation d’énergie moindre et des coûts système plus faibles.

Compte-tenu des nouveaux objectifs ambitieux de l’UE, les entreprises n’ont rien à perdre et tout à gagner en adoptant des technologies de réfrigération naturelles de pointe. L’ammoniac n’est pas seulement bon marché et sûr, c’est aussi le meilleur choix pour réduire ultérieurement les coûts d’exploitation et les émissions. Enfin, GEA peut aider toutes les entreprises à atteindre leurs objectifs de développement durable dans le cadre de sa mission : Engineering for a better world.

Ammoniac

Qu’est-ce que l’ammoniac ?

Isolé au 18e siècle, mais connu depuis la Grèce antique, l’ammoniac (NH3) a longtemps été associé à son odeur piquante. Ce gaz, qui se forme naturellement, est incolore, toxique et généralement produit par la décomposition anaérobie des matières végétales et animales. Il a, cependant, aussi été détecté dans l’espace. La composition chimique de l’ammoniac, qui est un composé inorganique d’azote et d’hydrogène, a été déterminée en 1785 et, en 1807, Humphry Davy a produit pour la première fois de l’ammoniac à partir de ses éléments. L’ammoniac a été utilisé pour la première fois en tant que fluide frigorigène dans les années 1850 en France et, dans les années 1860, aux USA pour la production de glace artificielle. Les premiers brevets relatifs à des machines de réfrigération à l’ammoniac ont été déposés dans les années 1870.

Solutions GEA pour les fluides frigorigènes naturels

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