Choix des réfrigérants : un nouveau rapport apporte des éclaircissements sur l éco-efficacité des systèmes de réfrigération de supermarchés

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1 Choix des réfrigérants : un nouveau rapport apporte des éclaircissements sur l éco-efficacité des systèmes de réfrigération de supermarchés Depuis que l UE s est engagée à réduire les émissions de gaz à effet de serre de 20%, la grande distribution alimentaire est soumise à une énorme pression, afin qu ils diminuent leur empreinte de carbone. La réfrigération fait partie des solutions dans la mesure où elle constitue quelques 50% de la consommation d énergie d'un magasin type. Un nouveau rapport des consultants britanniques en environnement SKM Enviros évalue différentes solutions de réfrigération. Les systèmes de réfrigération des supermarchés sont montrés du doigt depuis un certain temps. Pas au regard de leur consommation d'énergie, mais en raison de leurs émissions directes de gaz fluorés dues à des fuites. Toutefois, ne regarder que le réfrigérant sans prendre en compte la consommation d'énergie du système et d'autres paramètres comme le climat peut s'avérer assez trompeur et préjudiciable à l'environnement. En effet, la consommation d'énergie représente typiquement entre 60 et 80% de l'impact climatique d'un système de réfrigération sur sa durée de vie. Une nouvelle étude menée par les consultants britanniques en environnement SKM Enviros et demandée par l', l'association spécialiste du secteur, apporte un éclaircissement sur l'importance relative du choix du réfrigérant pour l'impact climatique global d'un système de réfrigération et par conséquent sur le mythe persistant selon lequel utiliser un réfrigérant particulier constitue le remède universel pour les applications de supermarchés. Quatre modèles, trois zones climatiques Le principal objectif de l'étude SKM Enviros a été de comparer et d'évaluer la performance de différents modèles des systèmes de réfrigération typiquement installés dans les supermarchés européens. Pour ce faire, Enviros, avec un panel d'experts industriels, a identifié quatre combinaisons types de technologie de réfrigérant comprenant le modèle 1 (le cas de base : R-404A détente directe (DX) froid positif (MT) / R-404A détente directe (DX) froid négatif (LT)), le modèle 2 (R-404A DX MT / cascade CO 2 DX LT), le modèle 3 (R-404A indirect MT / cascade CO 2 DX LT) et le modèle 4 (transcritique CO 2 DX MT / cascade CO 2 DX LT). Les conditions normales pour les 4 modèles étaient des capacités de réfrigération de 75 kw pour le cycle MT et de 20 kw pour le cycle LT. La performance des quatre modèles fut ensuite analysée et évaluée en tenant compte de leur impact économique et écologique ("méthodologie d'éco-efficacité") dans trois zones climatiques européennes types : zone froide (Helsinki), zone moyenne de l'ue (Strasbourg) et zone chaude (Athènes). Chaud et froid Les résultats de l'étude montrent clairement que tous les systèmes ont besoin de plus d'énergie dans des conditions climatiques chaudes. Tandis que la consommation d'énergie du cas de base R-404A (modèle 1) et du système en cascade R-404A / CO 2 (modèle 2)

2 est quasiment identique, le système indirect (modèle 3) consomme sensiblement plus d'énergie que les modèles 1 et 2. Entre le modèle 1 et le système transcritique au CO2 (modèle 4), une inversion des performances se produit à une température ambiante d'environ 15 C. Dans des climats froids (Helsinki), la température ambiante se situe audessous de ce seuil de 15 C pendant environ 80% de l'année alors que dans des conditions climatiques moyennes (Strasbourg), elle est y est pendant environ 65% de l'année, et seulement 37% de l'année dans des climats chauds (Athènes). En d'autres termes : les systèmes à base de CO 2 ont des chances d'être les plus éco-énergétiques dans les climats moyens et relativement froids, où ils consomment entre 5% (climat moyen) et 10% (climat froid) d'énergie en moins que les systèmes à base de R-404A DX. Cependant, étant donné l'importante part des systèmes de réfrigération dans la consommation d'énergie totale d'un supermarché, les supermarchés peuvent choisir de ne pas adopter de réfrigérants à faible GWP (potentiel de réchauffement de la planète), qui peuvent entraîner des coûts énergétiques plus élevés, malgré le bénéfice de plus faibles émissions directes de gaz à effet de serre dues aux fuites de réfrigérant. Graphique 1 : comparaison de la puissance consommée totale (kw) pour différents modèles à différentes températures ambiantes Les systèmes CO 2 sont généralement les plus appropriés pour les climats moyens et relativement froids, où ils consomment entre 5% (conditions climatiques moyennes) et 10% (conditions climatiques froides) d'énergie en moins qu les systèmes HFC conventionnels. L'inversion des performances se produit à des températures ambiantes d'environ 15 C.

3 Émissions directes et indirectes Outre les émissions indirectes de CO 2 dues à la consommation d'énergie, les fuites de réfrigérants HFC conventionnels des systèmes de réfrigération de supermarchés représentent également une part significative des émissions totales de gaz à effet de serre d'un supermarché. L'analyse d'un petit échantillon de grandes chaînes de supermarchés au Royaume-Uni, en France et en Allemagne montre que les fuites de réfrigérant peuvent représenter entre 15% et 39% de leurs émissions totales équivalentes de CO 2. Le niveau de fuite varie de façon significative selon les systèmes, les emplacements, les entreprises et les pays. Les systèmes récents tendent à moins fuir que les anciens, aussi bien grâce aux améliorations dans la conception et qu'à l'usure moindre des composants des systèmes. Pour les systèmes R-404A DX typiques (modèle 1), l'étude suppose un taux de fuite de 15% en moyenne de la charge de réfrigérant installée par année, même s'il peut se révéler sensiblement plus bas dans certains pays et sensiblement plus élevé dans d'autres. Les autres émissions indirectes de gaz à effet de serre durant le cycle de vie, qui comprennent les émissions associées à la production de matériaux, aux procédés de fabrication et à l'installation ainsi que celles émanant de la mise hors service et de l'élimination, contribuent pour moins de 2% aux émissions totales durant le cycle de vie pour les quatre modèles. Même si les émissions indirectes liées à la consommation d'énergie dominent avec plus de 60%, les émissions directes dues aux fuites de réfrigérant contribuent de façon importante à l'impact global - notamment en cas d'utilisation du réfrigérant R-404A et de son haut potentiel de réchauffement de la planète (GWP = 3780). Indépendamment des conditions ambiantes, le modèle 1 produit donc les plus importantes émissions annuelles de gaz à effet de serre, alors que le modèle 4 présente les émissions de gaz à effet de serre les plus basses (indépendamment des conditions ambiantes). Cela indique que la réduction du taux de fuite constitue un axe d'amélioration majeur pour les systèmes HFC.

4 Graphique 2 : émissions totales sur le cycle de vie, en fonction du modèle et des conditions ambiantes Même si les émissions indirectes dominent avec plus de 60%, les émissions directes dues aux fuites de réfrigérant ont une influence importante sur les performances globales, notamment en cas de HFC avec un GWP élevé. Par conséquent, réduire le taux de fuite de réfrigérant HFC joue un rôle essentiel. Économique et écologique La méthodologie d'éco-efficacité utilisée par SKM Enviros permet également de comparer la performance globale des quatre technologies d'un point de vue économique. Les coûts d'énergie, de maintenance, de réfrigérant et d'investissement ont été combinés pour donner un coût de cycle de vie moyen annuel. Comme la consommation d'énergie et le capital (investissements dans les centrales, vitrines réfrigérées et installation sur site) ont le plus grand impact sur le coût de cycle de vie total, le modèle 4 est désavantagé du fait de sa commercialisation récente. Cependant, lorsque le marché des systèmes de réfrigération à base de CO 2 arrivera à maturité, leurs coûts vont diminuer et l écart financier va se réduire. D'un autre côté, les coûts de maintenance pour les systèmes HFC non efficaces (notamment les anciens systèmes enclins aux fuites) vont probablement augmenter de manière sensible avec l'application conséquente du règlement F-Gas européen 842/2006 exigeant des efforts de maintenance et de gestion accrus. Aujourd'hui et demain SKM Enviros a tracé les résultats du coût de cycle de vie total et des émissions de cycle de vie totales sur un tableau "d'éco-efficacité" avant d'évaluer les différentes possibilités

5 d'amélioration, en commençant par le cas de base non optimisé (modèle 1). Le résultat n'est pas surprenant : aujourd'hui et dans des conditions climatiques moyennes (Strasbourg), le modèle 1 possède l'impact financier (c'est-à-dire le coût du cycle de vie) le plus bas mais l'impact environnemental (c'est-à-dire les émissions du cycle de vie) le plus élevé, tandis que le modèle 4 présente l'impact environnemental le plus bas (-43%) mais un impact financier sensiblement plus élevé (+17% par rapport au modèle 1). Il va de soi que ces conclusions ne sont pas définitives et vont évoluer au fil du temps et créer des possibilités d'amélioration. SKM Enviros a évalué différents scénarios et les résultats sont impressionnants : en réduisant les fuites de réfrigérants, en utilisant des réfrigérants à plus faible GWP (par exemple R-134a), en rendant les installations plus efficaces et en donnant davantage de temps à la technologie pour arriver à maturité, les émissions de gaz à effet de serre des modèles 1, 2 et 4 peuvent être réduites d'environ 50 à 60% avec une augmentation de coûts de cycle de vie de seulement 5% environ avec environ 20 par tonne de CO2 économisée. En d'autres termes : l'écart entre les différentes solutions de réfrigérant peut être réduit et le choix du réfrigérant ne fera alors plus aucune différence significative. Graphique 3 : émissions directes (réfrigérant) et indirectes (liées à la consommation d énergie) En réduisant les fuites de réfrigérants, en utilisant des réfrigérants à plus faible GWP (par exemple R-134a), en rendant les installations plus efficaces et en donnant davantage de temps à la technologie pour arriver à maturité, les émissions de gaz à effet de serre des modèles 1 et 2 peuvent être réduites d'environ 50 à 60% et le coût de la technologie CO 2 de quelques 12%.

6 Conclusion : l'industrie a besoin de temps pour exploiter tout le potentiel du règlement F-Gas pour le systèmes HFC, pour faire arriver à maturité les systèmes à base de CO 2 et pour être totalement optimisée pour toutes les technologies considérées. Paris ne s est pas fait en un jour Qu'il s'agisse de systèmes HFC ou de systèmes à base de CO 2, la grande distribution alimentaire et l'industrie de la réfrigération ont besoin de temps pour atteindre le meilleur niveau de performance et arriver à un impact climatique minimal de leurs systèmes. L'étude démontre qu'il est possible d'y arriver par une optimisation technique de toutes les technologies considérées : soit en améliorant les systèmes de réfrigération à base de HFC en accord avec les exigences du règlement européen F-Gas, soit via la maturation des systèmes de réfrigération à base de CO2. Lorsque ces conditions seront remplies, les impacts écologiques et économiques de tous les modèles examinés deviendront si proches que le réfrigérant lui-même ne fera pratiquement aucune différence, et il sera possible d améliorer encore les performances en optimisant davantage l efficacité énergétique. Par conséquent, il appartient à l'industrie de la réfrigération de montrer son véritable potentiel et sa volonté d'atteindre l'objectif de réduire encore l'impact climatique global de ses systèmes, et aux législateurs de comprendre que Paris ne s'est pas fait en un jour. ************************************************************************ L étude complète peut être obtenue en envoyant un mail à: secretariat@epeeglobal.org Le Partenariat Européen pour l'energie et l'environnement () représente l'industrie de la réfrigération, du conditionnement d'air et des pompes à chaleur en Europe. Fondé en 2000, le groupement est composé de 40 entreprises membres et d associations nationales qui réalisent un chiffre d affaires de plus de 30 milliards d euros et emploient plus de personnes en Europe. En tant qu expert, l soutient les technologiques sûres, écologiques et économiquement viables, avec l objectif de veiller à une meilleure compréhension du secteur au sein de l UE et de contribuer au développement de politiques européennes efficaces. Pour plus d informations, visitez le site :