Maintien de l'efficacité énergétique dans l'industrie

Qui sont les gros émetteurs de dioxyde de carbone ? Par pays, les coupables sont les pays les plus industrialisés, à savoir la Chine, les États-Unis et un nombre de pays européens. Ceci signifie que les fabricants dans ces pays (et ailleurs) ont un rôle immense à jouer dans la lutte contre le changement climatique, avec l'industrie dans le monde entier générant environ 24,2 % des émissions mondiales de gaz à effet de serre. Secteurs industriels les plus polluants :

• Chimique et pétrochimique
• Fer et acier
• Production alimentaire et du tabac
• Production de métaux non ferreux (par ex. aluminium)
• Papier et pulpe
• Fabrication de machines
• Autres industries (y compris les industries minière, de la construction, du textile et de la production de bois)

Les fabricants ont déjà pris énormément de mesures pour fortement réduire les gaz à effet de serre. Par exemple, au Royaume-Uni, l'industrie de la fabrication génère environ 40 % d'émissions en moins qu'en 1990. Mais il reste encore beaucoup à faire. La Grande-Bretagne a pour cible 2050 pour atteindre le net zéro en matière d'émissions de carbone, ce qui nécessitera plus de réductions au niveau de l'industrie, et un niveau d'efficacité énergétique rarement vu dans les entreprises industrielles. Ceci vient s'ajouter à la décarbonation en cours de la génération d'électricité, des transports et du chauffage.

Réduction des émissions au niveau des secteurs énergivores

Les secteurs particulièrement énergivores incluent la production de ciment, le pétrole et le gaz, et la production de fer, d'acier et de fertilisant. Le fait que ces industries sont tellement énergivores fait de leur décarbonation un véritable défi. Une variété de technologies sont toutefois disponibles pour aider à la réalisation de cet objectif. Parmi ces technologies figurent notamment le chauffage et le rafraîchissement éco-énergétiques, l'électricité renouvelable ainsi que les combustibles renouvelables, tels que la biomasse ou l'hydrogène, ainsi que l'électrification des processus auparavant dépendants du pétrole et du gaz naturel, sans oublier d'autres technologies qui en sont à un stade relativement précoce de leur développement, comme par exemple la capture et le stockage du carbone.

Mais l'efficacité énergétique peut également permettre de réduire les émissions de CO2. Les entreprises industrielles peuvent faire des économies financières en utilisant moins de gaz et d'électricité, à l'instar de nombreux consommateurs. L'efficacité énergétique présente l'avantage de nécessiter des moyens qui relèvent du bon sens pour décarboner une entreprise industrielle et qui permettent en outre de réaliser des économies financières.

Par exemple, l'introduction d'un système d'éclairage LED éco-énergétique a le potentiel de fortement réduire la consommation d'énergie. L'isolation thermique améliorée des réseaux de vapeur et d'eau chaude, ou le contrôle d'étanchéité et l'optimisation de la pression des systèmes fonctionnant avec de l'air comprimé peuvent également permettre des gains rapides sur le plan du chauffage éco-énergétique. Les fabricants peuvent également étudier le comportement variable des employés pour réduire la demande énergétique. Ces types de projets ont tendance à non seulement réduire les émissions, mais ils représentent un bon retour sur investissement, car la mise en œuvre d'initiatives telles qu'encourager les collaborateurs à éteindre les lumières ou les ordinateurs coûte très peu cher.

Les ingénieurs et les professionnels de la maintenance peuvent améliorer l'efficacité énergétique de leurs installations via l'adoption d'un certain nombre de technologies. Étudions quelques systèmes éco-énergétiques courants :

Moteurs électriques éco-énergétiques

Selon le géant industriel ABB, les moteurs électriques représentent environ 45 % de la consommation d'électricité sur la planète. Selon lui, l'ajout de moteurs éco-énergétiques a le potentiel de réduire de 10 % environ la consommation d'énergie mondiale. Les ingénieurs de maintenance peuvent aider à combattre le changement climatique via, entre autres, l'adoption de nouvelles conceptions de moteurs éco-énergétiques (les moteurs éco-énergétiques produisent une puissance mécanique plus importante par rapport à l'énergie électrique absorbée).

La Commission électrotechnique internationale a simplifié le processus en créant quatre classes d'efficacité pour les moteurs électriques monovitesse de 120 W à 1 000 kW : IE1, IE2, IE3 et IE4 (efficacité standard, haute efficacité, efficacité supérieure et efficacité « super premium »).

Les ingénieurs et techniciens de maintenance spécifiant un moteur électrique IE3 peuvent atteindre une efficacité de 96 %, contre une efficacité de 97 % environ avec une conception IE4. En fait, via la spécification de moteurs éco-énergétiques IE4, les ingénieurs peuvent réduire la consommation pour atteindre le même résultat qu'un moteur moins efficace, et par conséquent réduire l'empreinte carbone de leur usine.

Efficacité énergétique du système de CVC

Pour maintenir la température ambiante dans les usines de fabrication, les systèmes de climatisation consomment beaucoup d'électricité, ce qui représente quelques 10 % de la consommation d'électricité mondiale et quelques 4 % d'émissions. L'amélioration de l'efficacité des équipements de chauffage, de ventilation et de présente un énorme potentiel.

Parmi les mesures pouvant être mises en œuvre par les ingénieurs et les professionnels de la maintenance pour améliorer l'efficacité énergétique de la CVC figurent notamment le contrôle des fuites au niveau du système (comme par exemple, les fuites de réfrigérants qui sont eux-mêmes de puissants gaz à effet de serre), la planification de la maintenance régulière des systèmes de CVC, le dimensionnement correct du système pour la tâche requise (les unités de CVC surdimensionnées consomment plus d'énergie), et l'utilisation de moteurs et de ventilateurs à vitesse variable, pour une efficacité énergétique accrue. Vos filtres à air de CVC fonctionnent-ils correctement ?

Efficaces turbines à gaz

Les turbines à gaz sont couramment utilisées pour générer l'électricité dans les secteurs de l'industrie tels que les secteurs chimique, de la fabrication du ciment, du pétrole et du gaz, des métaux et minier. Le ratio travail produit par la turbine / énergie absorbée nette est la mesure de son efficacité. Les turbines à gaz efficaces produisent plus avec moins de combustible. Les principaux fabricants de turbines à gaz réduisent les émissions d'un certain nombre de gaz toxiques dans leurs dernières technologies, y compris le CO2, le monoxyde de carbone et l'oxyde d'azote. À l'échelle de l'usine, ils travaillent également sur les technologies de turbine à gaz pour les fabricants, pour une amélioration de l'efficacité combinée à une réduction des émissions de gaz à effet de serre.

Réduction des émissions numériques

La technologie numérique nécessite d'énormes quantités d'énergie, mais elle présente également un potentiel de réduction des émissions. L'efficacité énergétique dans la gestion des bâtiments, où des réseaux de capteurs et un logiciel sont en mesure de piloter les systèmes de CVC de façon qu'ils utilisent moins d'énergie dans les zones inoccupées, en est un exemple. L'éclairage intelligent, qui utilise des capteurs pour optimiser le niveau d'éclairage à certains moments de la journée ou en fonction de la situation météorologique, en est un autre. L'IA a également énorme potentiel en tant qu'outil pour optimiser les processus industriels dans le but d'économiser de l'énergie.

Dans un grand site de fabrication à grande empreinte, les équipements de production et le maintien des conditions environnementales appropriées sont souvent très énergivores. Les fabricants de premier plan doivent tenir compte du fait que le coût initial d'une machine neuve est souvent très faible par rapport à la quantité d'énergie qu'elle consommera sur tout son cycle de vie. La sélection de machines éco-énergétiques est par conséquent un bon investissement lors du remplacement des équipements.

Par conséquent, la réduction des émissions de dioxyde de carbone et les économies financières vont de pair pour les grands fabricants, même si cela signifie un investissement initial dans de nouvelles technologies. Pour calculer le retour sur investissement d'un projet éco-énergétique, faites une estimation du coût par rapport aux économies projetées au fil du temps. Calculez le retour en divisant les économies par le coût et en exprimant le résultat en tant que pourcentage.

Selon l'Energy Saving Trust, les petites et moyennes entreprises de génie civil peuvent se joindre au mouvement et réduire leur facture d'un montant pouvant atteindre le quart du total via la mise en œuvre de quelques mesures simples d'efficacité énergétique. La Fédération des petites entreprises recommande de commencer par recueillir des données sur la consommation d'énergie, d'introduire un ensemble de mesures, y compris installer des compteurs intelligents et un éclairage DEL, et envisager l'installation d'une nouvelle isolation.

Vous souhaitez obtenir des idées supplémentaires pour l'amélioration de l'efficacité énergétique dans l'industrie ? Vous pouvez essayer les suggestions suivantes :

• Mise en œuvre d'une norme de gestion de l'énergie (ISO 50001 fournit un moyen de réduire les émissions de carbone via l'efficacité énergétique)
• Maintenance correcte des équipements pour réduire les pertes d'énergie
• Amélioration continue des opérations
• Désactivation de l'éclairage lorsqu'il n'est pas nécessaire
• Utilisation de minuteurs pour chauffer ou rafraîchir les locaux uniquement lorsque des employés sont présents
• Remplacement des systèmes anciens de chauffage et de rafraîchissement par des modèles éco-énergétiques

La mise en place de mesures pratiques de ce type aidera à améliorer la consommation d'énergie dans votre usine et de non seulement réaliser des économies financières, mais également de changer le monde dans le bon sens. Et cela est plus que nécessaire. Malgré les progrès réalisés au Royaume-Uni en termes de réduction des émissions de CO2 depuis 1990, les émissions générées par le secteur de la fabrication en Grande-Bretagne en 2020 atteignaient toujours 48 350 000 tonnes, selon le centre britannique de recherche sur l'énergie.

Il reste encore beaucoup à faire dans notre course vers cette cible 2050 de net zéro en matière d'émissions.

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