Etude 44 - Brûleurs : nouvelles technologies et hybridation pour la décarbonation

La décarbonation des procédés thermiques industriels à haute température constitue un enjeu majeur pour la transition énergétique de secteurs fortement émetteurs tels que la métallurgie, l’industrie des matériaux de construction ou la chimie. Ces procédés, qui requièrent des températures souvent supérieures à 1000 °C, se prêtent difficilement à une électrification complète à court ou moyen terme. Dans ce contexte, l’intégration de combustibles gazeux décarbonés apparaît comme un levier complémentaire et pragmatique pour réduire les émissions de gaz à effet de serre.

Les combustibles gazeux décarbonés - biométhane, biogaz, méthane de synthèse, hydrogène bas-carbone, biopropane, diméthyléther renouvelable (rDME), ammoniac décarboné ou syngaz - se caractérisent par une empreinte carbone réduite sur l’ensemble de leur cycle de vie. L’intégration de ces gaz dans les procédés thermiques existants soulève des enjeux complexes de faisabilité technique, de sécurité, de compatibilité avec les équipements, ainsi que de viabilité économique, touchant brûleurs, installations gaz, fours et conformité réglementaire.

L'étude se présente en 2 volets : le premier volet vise à analyser les enjeux techniques liés à l’usage de ces gaz dans les procédés de combustion à haute température, le deuxième leurs impacts économiques à travers des études de cas sectorielles.

Avec pour objectifs : 

1. Évaluer l’adaptabilité des brûleurs actuels à l’intégration de combustibles gazeux décarbonés
2. Identifier les technologies de brûleurs innovantes ou émergentes adaptées à ces gaz
3. Analyser les conditions de mise en œuvre industrielle, en intégrant les aspects techniques, économiques, réglementaires et de sécurité
4. Quantifier les impacts économiques (CAPEX, OPEX, coûts de l’énergie, coûts carbone)   

L’étude a abouti à la production de 4 livrables complémentaires :

• Un rapport d’analyse technique consacré aux conditions de faisabilité technique de l’hybridation des brûleurs
• Un rapport d’analyse économique présentant les résultats des modélisations technico-économiques de trois cas d’étude sectoriels
• L’outil Excel implémentant les études de cas de l’analyse économique
• Un benchmark des brûleurs compatibles avec les gaz décarbonés, recensant les solutions existantes ou en développement, leurs niveaux de maturité et leurs domaines d’application