Chaudière électrique industrielle : une solution stratégique pour décarboner

Comment fonctionne une chaudière électrique industrielle ?

À l’heure où l’électrification industrielle devient un levier majeur de décarbonation, la chaudière électrique s’impose comme une solution stratégique pour réduire les émissions liées à la production de chaleur.

Le principe de fonctionnement

À la différence d’une chaudière gaz, fioul ou biomasse qui produit de la chaleur à partir d’un combustible fossile, la chaudière électrique génère de l’énergie thermique via l’électricité, sans aucune combustion. Cette caractéristique en fait une technologie très intéressante pour réduire vos émissions de CO₂ tout en favorisant l’électrification de vos procédés industriels.

Tout comme une chaudière conventionnelle, la chaudière électrique industrielle est destinée à produire de la chaleur sous forme d’eau chaude, de vapeur d’eau ou de fluide thermique afin d’alimenter les procédés industriels, ou, de façon plus ponctuelle, des besoins de chauffage ou d’eau chaude sanitaire d’un site de production. Elle est notamment utilisée pour les opérations telles que le séchage, la stérilisation, la cuisson, le nettoyage ou certains procédés chimiques.

Les principales technologies de chaudière électrique

Parmi les technologies de chaudières électriques industrielles, les plus répandues sont les chaudières à résistance et les chaudières à électrodes.

• Les chaudières à résistance, aussi appelées chaudières à thermoplongeurs, utilisent des résistances électriques qui chauffent directement le fluide caloporteur. Cette technologie est éprouvée et convient à de nombreuses applications industrielles.
• Les chaudières à électrodes font circuler le courant électrique dans l’eau afin de produire de la chaleur. Ces modèles mettent en jeu des puissances plus importantes qui permettent de produire rapidement de grandes quantités de vapeur ou d’eau chaude.

Les modèles de chaudière électrique industrielle

Les fabricants spécialisés proposent aujourd’hui des chaudières électriques capables d’atteindre des puissances élevées, compatibles avec les besoins de sites industriels fortement consommateurs d’énergie.

Certains équipements peuvent fonctionner en remplacement d’une chaudière fossile existante ou en complément d’une installation fonctionnant aux énergies renouvelables telle que la chaudière biomasse afin d’adapter la production de chaleur aux besoins de votre site. Ils peuvent aussi être configurés pour fonctionner à des niveaux de température et de pression différents, afin de répondre aux contraintes des procédés industriels.

Quels sont les avantages d’une chaudière électrique industrielle ?

La chaudière électrique industrielle représente tout juste 12 % des 25 000 appareils installés et seulement 0,5 % des consommations énergétiques liées aux chaudières. Pourtant, elle présente des avantages non négligeables…

Un rendement énergétique élevé

Au contraire des chaudières conventionnelles, les chaudières électriques ne génèrent pas de pertes liées à la combustion. L’électricité est directement convertie en énergie thermique, ce qui vous offre des rendements plus élevés.

Selon l’ADEME, plus de 86 % du parc des chaudières industrielles présente aujourd’hui un rendement supérieur à 95 %. La chaudière électrique s’inscrit ainsi dans une logique d’optimisation énergétique, à condition que son installation soit bien adaptée au fonctionnement de votre site industriel.

Une production de chaleur décarbonée

L’un des principaux atouts de la chaudière électrique réside dans son fonctionnement sans combustible. Son usage permet de supprimer les émissions de CO₂ qui y sont liées, et de limiter les émissions de polluants atmosphériques (Nox, SO₂).

L’installation d’une chaudière électrique industrielle vous permet donc de répondre à la Stratégie nationale Bas-Carbone qui prévoit une réduction des émissions de gaz à effet de serre de 80 % à horizon 2050. Elle s’inscrit pleinement dans l’ambition d’électrifier les usages industriels à hauteur de 70 % d’ici cette date.

Une maintenance simplifiée

Une chaudière électrique industrielle est plus facile à entretenir qu’une chaudière gaz, fioul ou biomasse. Sans circuit d’alimentation en combustible, brûleur ni système de traitement des fumées, elle nécessite moins d’entretien et vous permet en plus d’éviter certaines contraintes réglementaires.

Avec un tel équipement, vous échappez notamment aux obligations s’appliquant aux Installations classées pour la protection de l’environnement (ICPE rubrique 2910) : valeurs limites d’émissions (VLE), contrôle périodique, cahier de chaufferie…

Dans quels cas installer une chaudière électrique industrielle ?

La chaudière électrique industrielle n’est pas forcément la solution la plus adaptée à votre site de production. Sa pertinence dépend de vos besoins thermiques, de la puissance à mettre en œuvre, du coût de l’électricité et de vos objectifs de décarbonation. Voici les situations dans lesquelles vous pouvez l’envisager…

Combien coûte une chaudière électrique industrielle ?

Le prix d’une chaudière électrique industrielle va dépendre de sa puissance, de ses caractéristiques techniques et des contraintes liées à son installation. Il vous faut éventuellement compter les coûts de raccordement électrique et d’adaptation de vos équipements existants.

Le coût moyen d’une chaudière électrique industrielle

Pour vous donner un ordre de grandeur, le coût d’une chaudière électrique industrielle est estimé à environ 70 000 € par mégawattheure de puissance, hors frais liés à des travaux annexes.

Les principaux facteurs de variation du coût

Ce coût indicatif va varier selon les spécificités de votre activité et de votre site. Pour définir votre budget, vous devez considérer :

• la puissance de votre chaudière, liée aux besoins thermiques de vos procédés ;
• le type de votre production de chaleur : vapeur, eau chaude, fluide thermique ;
• le niveau de température et de pression requis ;
• les caractéristiques de votre installation existante ;
• la puissance électrique disponible sur votre site et les éventuels travaux de raccordement nécessaire.

La pertinence économique d’une chaudière électrique pour votre site sera ensuite déterminée par le prix de l’électricité en comparaison avec celui de l’énergie fossile que vous utilisez, ainsi que par les aides financières disponibles pour effectuer cette transition énergétique.

Une nouvelle aide CEE pour installer une chaudière électrique industrielle

Pour encourager le remplacement de certaines chaudières à combustible fossile par des chaudières électriques, le gouvernement prévoit de créer une nouvelle aide CEE dédiée. Le point sur les conditions d’éligibilité et sur les montants de prime envisagés dans le cadre du projet d’arrêté sur la fiche d’opération standardisée IND-UT-141…

Les conditions d’éligibilité à confirmer

Afin de concentrer le soutien financier sur les usages industriels les plus énergivores, la FOST IND-UT-141 concernerait le remplacement des chaudières à combustible dont la puissance nominale est inférieure à 20 MW. Les chaudières électriques de substitution devraient produire de la vapeur, de l’eau surchauffée ou des fluides thermiques à plus de 110 °C.

Pour en bénéficier, il faudrait toutefois pouvoir justifier d’une électrification totale du site de production, hors équipements de secours. Aucune chaudière à combustible, fossile ou biomasse, ne devrait plus fonctionner pour alimenter le réseau relatif au fluide caloporteur à compter de l’engagement de l’opération et pendant toute la durée de vie conventionnelle de la fiche.

Si l’arrivée de cette nouvelle fiche CEE est sans conteste une bonne nouvelle pour les industriels, on peut toutefois regretter qu’elle impose le 100 % électrique sur site. Cette exigence semble décorrélée avec les process de nombreux sites où une hybridation aurait en revanche permis de faire rentrer l’usine dans l’électrification, tout en conservant certaines technologies en place pour des usages spécifiques.

Nous continuons les discussions avec le gouvernement pour tenter d’infléchir leur décision et revenir à plus de pragmatisme.

Florence, responsable des affaires publiques

Les montants de prime prévisionnels

Une bonification de facteur 2 serait attribuée pour le remplacement complet d’une chaudière à combustible fossile par une chaudière électrique dont la puissance serait inférieure à 10 MW. Ce financement devrait permettre de couvrir 12 à 26 % des coûts d’investissement selon l’analyse économique réalisée en amont du projet.

À noter que toutes les chaudières électriques industrielles qui remplissent cette condition de puissance sont éligibles, sans préférence européenne.

La bonification serait valable pour les opérations engagées avant le 1^er juillet 2031.

Sonergia vous accompagne dans le financement de votre chaudière

Vous envisagez de remplacer votre chaudière fioul ou gaz par une chaudière électrique ? Sonergia vous aide à identifier et valoriser les primes CEE mobilisables pour votre projet. Nos équipes vous accompagnent notamment pour :

• identifier l’opération CEE (future FOST IND-UT-141) ;
• vérifier les conditions d’éligibilité requises pour cette opération ;
• évaluer et optimiser le montant de votre financement CEE ;
• constituer votre dossier et assurer son suivi jusqu’au paiement.

Notre objectif est double : vous permettre d’intégrer les aides disponibles dès la phase projet pour en optimiser la portée et le financement ; simplifier vos démarches tout en assurant la conformité de votre dossier pour sécuriser votre financement.

Quels sont les points de vigilance avant d’investir ?

La chaudière électrique s’impose aujourd’hui comme une solution de décarbonation intéressante pour de nombreux sites industriels. Pour savoir si elle est une bonne option pour vous, considérez ces quelques paramètres avant d’envisager son installation…

Le coût de l’électricité

Le principal frein à l’installation d’une chaudière électrique reste le coût de l’énergie. Selon le niveau de consommation de votre site et votre contrat d’approvisionnement, produire de la chaleur à partir d’électricité sera plus coûteux qu’avec du gaz naturel. Une étude préalable est indispensable pour vous aider à évaluer le coût global d’exploitation.

Les installations capables d’adapter leur consommation aux périodes où l’électricité est la moins coûteuse ou disposant de contrats d’approvisionnement spécifiques pourront davantage tirer parti de la chaudière électrique.

Grégory, ingénieur efficacité énergétique

La puissance électrique disponible

Une chaudière électrique peut demander plusieurs mégawatts de puissance. Vous devrez donc vérifier que le raccordement à votre réseau électrique est compatible avec les besoins de votre installation. Si tel n’est pas le cas, vous devrez réaliser des travaux sur votre réseau d’approvisionnement.

Les besoins thermiques du procédé

La chaudière électrique est bien adaptée aux procédés nécessitant de la vapeur ou de l’eau chaude à température constante. Pour des applications à température très élevée ou à puissance thermique importante, d’autres solutions de décarbonation peuvent s’avérer meilleures.

La chaudière électrique industrielle apparaît comme une solution de décarbonation prometteuse pour certains procédés industriels. Elle a l’avantage d’accompagner l’électrification des usages tout en offrant des rendements élevés.

Sa pertinence dépend toutefois des caractéristiques du site de production, des besoins thermiques, de la puissance électrique disponible et du coût de l’électricité. L’arrivée d’une fiche CEE dédiée pourrait enfin accélérer son déploiement en réduisant le coût d’investissement des projets éligibles.

Grégory, ingénieur efficacité énergétique

Nos réponses à vos questions

Sources :

• L’électrification des procédés industriels, avis d’experts de l’ADEME
• Projet d’arrêté sur la fiche IND-UT-141