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Accélération de l’électrification et le rôle de la technologie des éléments chauffants

Par Dennis Long, directeur marketing international des technologies énergétiques et écologiques chez Watlow

Publication: 12 août

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Si les investissements en énergies propres jouent un rôle capital pour atteindre les objectifs climatiques, ils doivent s’accompagner d’une électrification plus poussée des processus industriels...
 

L’industrie pétrolière et gazière n’y fait pas exception, car la décarbonisation de ses processus est loin d’être achevée, notamment pour les applications thermiques. L’innovation technologique a permis de résoudre la majeure partie des défis qui entravaient l’implémentation d’éléments chauffants électriques de processus, ce qui en fait une cible évidente d’améliorations.

En mai 2021, un jugement d’un tribunal néerlandais a imposé à Royal Dutch Shell de réduire ses émissions carbones de 45 % par rapport aux niveaux de 2019. En quoi cela est-il important ? Ce jugement est le premier à imposer à une entreprise d’aligner ses pratiques et politiques sur l’Accord de Paris sur le climat qui date de 2015 et nombre de personnes estiment que ce n’est qu’un début.

En tant que producteurs d’énergies fossiles traditionnelles, les compagnies pétrolières et gazières comprennent qu’elles doivent réduire leur empreinte carbone. Alors qu’elle est chargée de traiter et distribuer les énergies fossiles pour répondre à la consommation mondiale, la filière pétrole et gaz limite sa propre consommation.

Conférence de Paris sur le climat (COP21) et rapport de l’AIE

Souvent perçu comme le déclencheur des actions contre le changement climatique, l’Accord de Paris pose comme objectif de limiter le réchauffement climatique à deux degrés Celsius au- dessus des niveaux préindustriels.

Cet accord inclut également des dispositions pour surveiller, vérifier et informer sur les progrès accomplis par rapport aux cibles. En mai 2021, l’Agence internationale de l’énergie (AIE) a publié un nouveau rapport détaillant les étapes à suivre pour atteindre la neutralité carbone d’ici 2050. Ce rapport pose 400 jalons, incluant notamment l’interdiction de la construction de nouvelles centrales au charbon et au fioul, la mise hors service progressive des centrales existantes d’ici 2040 et appelle à mettre fin aux investissements en énergies fossiles.

Si les réactions à ce rapport sont mitigées, il est clair que les entreprises font leur possible pour trouver leur place dans le futur dépeint par l’AIE. Par exemple, le Forum des pays exportateurs de gaz (GECF) basé au Qatar accepte la nécessité du principe de neutralité carbone, mais insiste que le gaz naturel doit jouer un rôle central dans la transition énergétique, d’autant plus que les pays en voie de développement délaissent les centrales au charbon. Nous ne pouvons pas nous passer des énergies fossiles dans l’immédiat, mais les entreprises pétrolières et gazières peuvent prendre plusieurs mesures pour réduire l’impact de leurs activités sur l’environnement.

Décarboner le traitement des énergies fossiles

Les entreprises se demandent souvent quelle partie du processus doit être modifiée en priorité. Les éléments chauffants industriels sont toutefois une évidence. Cependant, d’autres facteurs sont à prendre en compte lors du basculement vers des éléments chauffants électriques de processus.

Tout d’abord, ces éléments doivent être en mesure de supporter la puissance et l’intensité supérieures indispensables pour atteindre la température voulue. De plus, un contrôle adapté de l’élément chauffant est nécessaire pour s’assurer que les processus peuvent s’exécuter en toute sécurité. Un autre point important à prendre en compte est le risque de cokéfaction et d’encrassement qui résulte souvent de points chauds dans un élément chauffant industriel et créés par ce que l’on appelle des « zones mortes » avec peu de flux.

Mais ces défis peuvent être surmontés. Les nouvelles technologies incorporées dans les échangeurs thermiques électriques permettent d’exploiter l’augmentation du flux de chaleur, et donc de la densité de puissance, pour une composition donnée de gaz et un ensemble de conditions d’application. Des densités de puissance plus élevées peuvent rendre les processus plus efficaces et économiques, tout en respectant les limites de températures critiques, réduire l’empreinte globale et assurer un fonctionnement plus sûr. Pour plus de maîtrise, deux systèmes de contrôle distincts doivent être utilisés : un pour la température du procesus et un autre pour la limite supérieure. Les contrôleurs de température de processus de type PID sont plus stables et réactifs que les contrôles marche/arrêt ou les thermostats.

Afin de réduire l’encrassement, les éléments chauffants intégrant Continuous Helical Flow Technology™ n’ont pas de zones mortes, ce qui permet d’obtenir une température plus uniforme de la surface chauffante. La matière est toujours en mouvement et n’a pas le temps de s’accumuler et de se dégrader. Par conséquent, il n’y a quasiment pas d’encrassement. Les éléments chauffants utilisant cette technologie, tels que ceux de l’échangeur de chaleur HELIMAX™ de Watlow, sont bien moins encombrants et permettent de mieux utiliser l’espace.

L’électrification des processus jouera un rôle clé dans la décarbonisation de la filière énergétique. Les entreprises concernées ont pris des mesures significatives pour réduire leur empreinte carbone en électrifiant leurs processus. Cependant, l’intégration d’éléments chauffants électriques de processus est essentielle pour atteindre les objectifs fixés pour cette industrie.

https://www.watlow.com/

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