Activité : Études pour les adhérents

Descriptif : Les émissions du secteur industriel sont sur une tendance baissière, résultat des efforts de décarbonation menés par les industriels d’une part, et des prix de l’énergie élevés d’autre part.

Parmi ces procédés industriels fortement émetteurs, certains sont difficilement décarbonables en raison de l’absence d’alternatives bas carbone compatibles avec ces procédés, ou d’un manque de disponibilité et de compétitivité de ces alternatives.

C’est notamment le cas pour les hautes températures (au-delà de 300°C), avec par exemple les secteurs de la métallurgie, des matériaux et de la chimie. L’hybridation peut alors constituer une solution adaptée pour réduire les émissions de ces procédés.

Cette étude se limite aux solutions d’hybridation :

• Entre le gaz naturel et l’électricité, ou entre le gaz naturel et l’hydrogène.
• Directe, c’est-à-dire que deux vecteurs énergétiques sont utilisés de manière immédiate et locale dans le processus de production, sans passer par des étapes intermédiaires de transformation ou de stockage importantes.

Les objectifs de l’étude sont les suivants :

• Pour les opérateurs industriels et prescripteurs, identifier des opportunités à court terme de projets de décarbonation via l’hybridation énergétique.
• Pour les offreurs de solutions et prescripteurs, comprendre et mieux appréhender les couplages possibles de technologies et les besoins technologiques des secteurs clients.

L’étude est réalisée en deux parties : 

1) La première partie de l’étude comprend un état des lieux sur les solutions électriques et la chaîne de valeur de l’hydrogène bas carbone, ainsi qu’une description des procédés thermiques de secteurs difficilement décarbonables en raison des hautes températures nécessaires (au-delà de 300°C) : industrie des matériaux, de la métallurgie et de la chimie.

2) Dans un second temps, des études de cas sont réalisées afin d’évaluer l’intérêt technico-économique de l’hybridation. Les études de cas ont consisté à hybrider les procédés considérés via :

• L’injection d’hydrogène à un taux compatible pour les brûleurs du four de fusion,
• Le réchauffage électrique de la zone avant feu du four de briques et tuiles,
• L’électrification par pompe à chaleur du sécheur pour améliorer la récupération de chaleur.

Parmi les conclusions de cette étude :

• Les hybridations présentées en deuxième partie de rapport assurent toutes la pérennité des procédés sans compromettre la qualité des produits finaux, l’hybridation agissant comme un complément énergétique, sans toutefois affecter le mécanisme de transfert de chaleur du procédé existant.
• Du point de vue économique, les résultats obtenus sur le périmètre français montrent une augmentation de la facture pour les cas d’hybridation métallurgie et matériaux.
• Pour le cas du four de fusion métallurgique, le scénario d’utilisation de l’hydrogène lorsque son coût est compétitif permet une faible réduction des émissions de CO2, mais à moindre coût.
• Dans le cas du four tunnel, l’hybridation par résistances électriques reste limitée et non compétitive.
• Concernant le sécheur rotatif, les performances de la PAC associées à la récupération de chaleur permettent au projet d’être rentable.

Domaine d'intervention : Intégration d'énergies alternatives

Activité : Études pour les adhérents

Descriptif : L'industrie agro-alimentaire (IAA) française, premier secteur industriel du pays en termes d'emplois et de chiffre d'affaires, est confrontée à un défi majeur : réduire ses émissions de gaz à effet de serre (GES) pour lutter contre le changement climatique tout en assurant la sécurité alimentaire d’une population mondiale en croissance.

Selon le Groupe d’Experts Intergouvernemental sur l’évolution du Climat (GIEC), le système alimentaire mondial est responsable de 21% à 37% des émissions mondiales de GES, soulignant ainsi l'importance de décarboner les procédés de transformation dans ce secteur.

Pour le secteur IAA, les fédérations et syndicats travaillent actuellement sur des feuilles de route spécifiques à chaque sous-secteur. C’est dans ce contexte qu’ALLICE et le CTCPA se sont associés pour mener une étude technique sur la décarbonation de l’industrie agro-alimentaire.

L’objectif de cette étude est de venir en appui aux différentes feuilles de route en cours de rédaction ou rédigées, par les fédérations et syndicats du secteur, en apportant des précisions techniques sur les alternatives actuelles et émergentes permettant de décarboner les procédés de transformation des industries agro-alimentaires.

Elle est composée de trois grandes phases :

• Phase 1 : Les sous-secteurs agroalimentaires à enjeux énergétiques.

L’objectif de cette phase est d’établir un état des lieux des consommations énergétiques, en particulier thermiques du secteur agroalimentaire et ainsi identifier les procédés et opérations à enjeux énergétiques prioritaires.

• Phase 2 : Etudes de cas, identification des leviers de décarbonation sur les procédés à enjeux.

L’objectif de cette seconde phase est d’étudier les leviers de décarbonation les plus pertinents pour les procédés et opérations à enjeux énergétiques prioritaires, identifiés en phase 1. Ces études de cas seront enrichies par des applications simplifiées sur des sites industriels.

• Phase 3 : Contribution technique aux feuilles de route du secteur agroalimentaire.

Cette dernière phase a pour but d’exploiter et d’extrapoler les résultats obtenus et les leviers identifiés en phase 2 à l’ensemble du périmètre sectoriel de l’étude : les activités de transformation des codes NCE 12 (industrie laitière) et NCE 14 (autres industries agro-alimentaires). De cette analyse, le potentiel de décarbonation des procédés de transformation est estimé.

Ces trois parties ont été menées indépendamment les unes des autres et sont autoportantes. Pour en faciliter la lecture, cette étude est découpée en trois rapports distincts, réservés aux adhérents ALLICE. Chaque rapport correspond à une phase de l’étude et inclut sa propre structure (introduction, sommaire, conclusion, bibliographie, table des tableaux et figures, tables des annexes).

Ces rapports sont complétés par un quatrième document : un résumé exécutif public.

Domaine d'intervention : La décarbonation en un coup d'oeil

Activité : Études pour les adhérents

Descriptif : L’industrie utilise différents fluides indispensables à ses procédés, regroupés sous l’appellation « utilités ». Ces fluides sont utilisés sur plusieurs lignes de production, pouvant représenter une source d’énergie thermique (chaleur, froid), d’énergie motrice (air comprimé) ou de consommable (gaz).

Cette étude présente une analyse des options de décarbonation des utilités chaudes, composées de quatre familles de fluides principaux :

• La vapeur (très fortement majoritaire),
• L’eau chaude,
• Les fluides organiques
• L’eau surchauffée.

Ces utilités chaudes représentent un tiers de la consommation énergétique industrielle.

Leur production étant majoritairement réalisée au moyen de combustibles fossiles aujourd’hui, les émissions carbones associées représentent également un tiers des émissions industrielles (soit 26 MtCO2, ou 6 % des émissions françaises).

L’étude a pour objectif principal de caractériser et d’évaluer le potentiel de décarbonation des utilités chaudes en France en apportant des éléments à la fois qualitatifs (sur les actions d’efficacité énergétiques, les différentes options disponibles, etc.) et quantitatifs.

Elle exploite les résultats de l’étude CEREN, mettant en évidence l’estimation chiffrée du gisement d’efficacité énergétique disponible à la fois sur la partie production des utilités (en chaufferie) et sur la partie distribution (dans les réseaux d’utilités). Les solutions de décarbonation sont recensées et caractérisées via l’étude de sites industriels types, permettant de tirer des recommandations à destination de la filière industrielle.

L’étude a été décomposée en 3 grandes phases distinctes :

• Établir un état des lieux des consommations d’utilités chaudes.
• Modéliser des études de cas sectorielles et implémenter un scénario de décarbonation à horizon 2050, en les confrontant aux objectifs de la SNBC2 (-81 % des émissions en 2050).
• Exploiter et extrapoler les résultats obtenus pour calculer le potentiel de décarbonation des utilités chaudes industrielles et l’impact économique correspondant (CAPEX, OPEX).

Le présent résumé exécutif présente un état des lieux des actions d'efficacité énergétique existantes sur la production et la décarbonation des utilités chaudes et énonce également les études de cas abordées dans le rapport complet :

• Le réseau vapeur d’une usine type de production de papier/carton
• Le réseau vapeur inspiré de l’usine de fabrication de yaourt
• Le réseau vapeur d’une usine fictive de l’industrie chimique

Pour chacun des cas, une démarche de décarbonation a été construire selon diverses étapes explicitées dans le résumé exécutif et détaillées dans l'étude.

Domaine d'intervention : La décarbonation en un coup d'oeil

Activité : Études pour les adhérents

Descriptif : Dans un contexte de réduction de la consommation énergétique et de l’empreinte carbone, l’analyse systémique, et en particulier la méthode Pinch (ou méthode Pincement) s'impose comme une solution efficace pour optimiser l'utilisation de l'énergie dans les procédés industriels.

Cette méthodologie vise à déterminer la quantité minimale d'énergie requise et à optimiser les réseaux d'échangeurs thermiques, tout en minimisant les coûts opérationnels et d'investissement.

La méthode Pinch se distingue par son approche stratégique, permettant d'améliorer l'efficacité énergétique, de contribuer à la décarbonation et de gérer durablement les ressources.

Les principaux objectifs incluent la minimisation de la consommation énergétique, la maximisation de l'énergie récupérable et la réduction des coûts d'exploitation.

Elle comporte 5 étapes, dont les 3 premières sont détaillées dans le rapport :

• Collecte des données
• Diagnostic énergétique
• Synthèse des réseaux d'échangeurs
• Evaluation des performances
• Ajustement

Les recommandations formulées dans cette étude visent à guider les acteurs vers une mise en oeuvre optimale, favorisant ainsi des avancées significatives dans la gestionénergétique, la décarbonation des procédés et la durabilité industrielle.

Domaine d'intervention : Efficacité énergétique

Activité : Veille

Descriptif : L'Alliance ALLICE publie une nouvelle étude sur l'effacement dans les unités de production industrielles. Malgré des avantages non négligeables, comme l'amélioration de la fiabilité des réseaux électriques, ou encore la diminution des émissions de CO2, l’effacement industriel tarde à se développer. Pourquoi ? Comment le mettre en œuvre de façon opérationnelle ? Quels sont les bénéfices pour les industriels qui ont recours à l'effacement ? Ce nouveau rapport public en quatre partie propose un état des lieux global de l'effacement industriel en France.

L'effacement : de quoi parle-t-on ?

L’effacement électrique se définit comme un moyen de flexibilité permettant d’améliorer la fiabilité des réseaux électriques ainsi qu’un outil de baisse des émissions CO2.
Le réseau électrique nécessite un équilibrage permanent et en « temps réel » entre production et consommation d’électricité afin de garantir une fourniture d’électricité de bonne qualité et d’éviter les risques de black-out. L’effacement consiste à faire baisser la demande en électricité de consommateurs, pendant une période définie, en réponse à un signal extérieur (par exemple, sollicitation de la part de l’opérateur de réseau ou bien un signal de prix). L’effacement est donc une des solutions permettant de gérer les déséquilibres du réseau.

Le contenu de ce rapport public est basé sur l'étude complète "Stratégies d'effacement des procédés industriels" réservée aux adhérents et publiée en 2024.

De l'état des lieux aux méthodes : 4 parties pour comprendre les enjeux de l'effacement industriel

• L'effacement industriel, un moyen de flexibilité davantage exploitable en France : Cette première partie vise à présenter un état des lieux de l'effacement industriel en France : objectifs, gisements exploitables, niveaux de rémunérations etc.

• La chaine de valeur de l'effacement et sa mise en place opérationnelle : La deuxième partie présente les acteurs présents durant toute la chaîne de valeur de l'effacement, ainsi que le processus de mise en place de l'effacement sur un site industriel.

• Des verrous techniques et économiques  à lever afin de maximiser l'exploitation du gisement : Cette partie liste et détaille 7 freins à l'implémentation de l'effacement pour les industriels.

• Méthodes, outils, et recommandations à destination des acteurs industriels de l'effacement : dans cette partie finale, plusieurs situations sont présentées avec en miroir des méthodes de décision qui leur sont associées.

Domaine d'intervention : Intégration d'énergies alternatives

Activité : Études pour les adhérents

Descriptif : L'encrassement des échangeurs représente un obstacle important pour les industriels qui hésitent à investir dans les projets d’efficacité énergétique intégrant de la récupération de chaleur fatale. Ce rapport présente un état de l'art des solutions disponibles pour lutter contre l'encrassement des échangeurs et améliorer la performance des systèmes de récupération de chaleur.

Le rapport rappelle les différents types d’encrassements (particulaire, par corrosion, biologique, par réaction chimique), et les impacts technico-économiques de ce phénomène. Il présente également différentes solutions pour pallier ces inconvénients. Le choix de l’échangeur constitue la première partie de la solution, sous réserve de son dimensionnement correct. La deuxième partie de la solution nécessite l’emploi de technologies complémentaires à l’échangeur. 

La méthodologie de recueil des solutions existantes est basée sur la bibliographie du domaine, complétée par des interviews avec des offreurs de solutions de technologies innovantes du secteur.

Domaine d'intervention : Efficacité énergétique

Activité : Études pour les adhérents

Descriptif : La présente étude offre une exploration de l’éco-conception des procédés industriels, mettant en évidence les différentes approches et niveaux d’application de cette démarche. Son objectif principal est de détailler l'état actuel des méthodes disponibles visant à atténuer l'impact des sites industriels et de leurs procédés de fabrication.

Réalisée par le Pôle éco-conception, cette étude s'appuie sur l'expertise du secteur, des échanges avec des industriels engagés dans des pratiques environnementales, et la consultation d'articles scientifiques

L’éco-conception est une démarche qui vise à réduire les impacts environnementaux d’un système (produit, service, organisme) tout au long de son cycle de vie, de l’extraction des matières premières jusqu’à la fin de vie.

Si l’écoconception est historiquement associée à une approche centrée sur le produit ("approche produit"), elle peut également s’appliquer à une entreprise dans sa totalité, en prenant en compte l’ensemble de ses produits, services et processus. On parle alors d’approche organisme, qui considère les impacts environnementaux de manière holistique. Cette dernière peut être mise en oeuvre à travers la création d’un Système de Management Environnemental (SME).

Le choix de l’approche la plus adéquate doit s’appuyer sur une phase d’évaluation et d’identification des enjeux environnementaux liés spécifiquement aux activités industrielles du site. Une fois cette phase d’évaluation menée et afin de faciliter la prise en compte des enjeux environnementaux, les entreprises peuvent alors opter pour une des deux approches.

Domaine d'intervention : La décarbonation en un coup d'oeil

Activité : Études pour les adhérents

Descriptif : Le réseau électrique nécessite un équilibrage permanent et en « temps réel » entre production et consommation d’électricité afin de garantir une fourniture d’électricité de bonne qualité et d’éviter les risques de black-out.
L’effacement consiste à faire baisser la demande en électricité de consommateurs, pendant une période définie, en réponse à un signal extérieur.

L’effacement industriel s’appuie sur les consommations des sites industriels pour fournir de la flexibilité au réseau électrique. Il s’inscrit dans un contexte favorable porté par des besoins d’équilibrage du réseau électrique de plus en plus important et une électrification massive de l’industrie qui va accroitre le gisement d’effacement disponible. L’effacement permet également de réduire le contenu carbone de l’électricité en limitant le besoin d’activation des moyens de production de pointe.

La France s’est donné dès 2018 des objectifs ambitieux en matière de développement de l’effacement : 6,5 GW de capacité contractualisée à horizon 2028 avec un point de passage à 4,5 GW en 2023 (contribution industrielle, résidentielle et tertiaire). Pour autant, en 2023, la filière n’atteint pas ces objectifs (3,9 GW fin 2022).

Face au décalage entre ambition et développement réel de la filière de l’effacement, cette étude vise à détailler la mise en place opérationnelle de l'effacement par typologie d’industriel, d’identifier les principaux freins à l’adoption et de proposer des leviers pour atteindre les objectifs et trajectoires d’effacement fixés par la PPE et RTE.

• Afin de remplir ces objectifs, l’étude rappelle tout d’abord le gisement industriel d’effacement estimé par l’ADEME en 2017 et estime le gisement additionnel apporté par l’électrification des procédés sur la base d’une précédente étude ALLICE.
• L’étude détaille ensuite la maturité de chaque secteur industriel en fonction de plusieurs critères de comparaison : l’exploitation actuelle du gisement technique, le gisement technique atteignable et les contraintes économiques.
• Enfin, l’étude s’est appuyée sur des retours d’expérience concrets d’une quinzaine d’industriels pour identifier les freins au développement de l’effacement et proposer des leviers permettant à l’industrie d’apporter sa contribution active à l’équilibrage du réseau électrique et ainsi faciliter sa décarbonation.

À date, trois groupes de secteurs industriels émergent vis-à-vis de leur maturité et de leur participation à l’effacement :

• Un premier groupe pour lequel l’effacement est pleinement capté (ex. métallurgie),
• Un second groupe pour lequel l’effacement est mis en place malgré des freins économiques et techniques (ex. chimie, agroalimentaire)
• Un dernier groupe dans lequel on retrouve des secteurs qui ont faiblement voire pas du tout mis en place de l’effacement (ex. plasturgie).

L’étude émet également sept recommandations à destination des professionnels de l’effacement — agrégateurs comme gestionnaires du système électrique — ainsi que des industriels pour améliorer les conditions technico-économiques du marché et augmenter le gisement de flexibilité industrielle disponible en France.

Domaine d'intervention : Intégration d'énergies alternatives

Activité : Veille

Descriptif : Ce guide, commandité par GRDF et la Fédération Forge Fonderie, et conçu avec le concours d'ALLICE, de GRTgaz et du Cetim, s’appuie sur l’expertise technique du CETIAT, qui en est le rédacteur. Il est la première étape d'une démarche plus globale qui vise à identifier les actions immédiates et à bas coûts pour faire des économies d'énergies dans les filières industrielles.

Depuis la fin des tarifs réglementés, les prix du gaz et de l’électricité sont soumis aux variations des marchés. La forte reprise économique mondiale post-COVID et le conflit en Ukraine ont entraîné des augmentations extrêmement importantes des prix des énergies. Face à ces conditions nouvelles, les entreprises ont désormais mis au premier plan la maîtrise de leurs coûts énergétiques, et donc de leurs consommations. Dans les forges et les fonderies, l’énergie, principalement utilisée pour chauffer le métal, est une composante importante des coûts de production et de la compétitivité.

Pourtant, les entreprises de ce secteur, composées majoritairement de PME, disposent de moyens humains comme financiers limités à affecter à la maitrise de l’énergie. D’où la nécessité d'identifier des actions pragmatiques en matière d’efficacité énergétique sur les usages thermiques des procédés de forges et de fonderies avec un coût d'investissement faible et un temps de retour sur investissement rapide.

Ces bonnes pratiques d'optimisation et de réduction des consommations d'énergie constituent le socle de toute démarche de décarbonation. 

Le guide est composé de 18 fiches-actions réparties sous deux thématiques :

• Actions techniques sur les fours et outils de chauffe : 11 actions
• Actions organisationnelles ou de conception : 7 actions

Ces fiches-actions sont conçues pour être très opérationnelles et sont pensées à la fois pour les équipes présentes sur le terrain (production, maintenance, …) et pour les équipes de direction (décideurs, responsables d’études travaux, ...).
Chacune aborde le contexte et les enjeux, les avantages de l'action, sa mise en oeuvre, l'intérêt technico-économique de l'action, son financement et un retour d'expérience d'un fondeur ou d'un forgeron.

Domaine d'intervention : Efficacité énergétique

Activité : Veille

Descriptif : En tant qu’interlocuteur expert privilégié des pouvoirs publiques, ALLICE a été missionnée par la Direction Générale des Entreprises pour réaliser une étude sur le dispositif des certificats d’économie d’énergie. Une synthèse publique a été réalisée sur la base de l’étude complète, afin de partager ses enseignements principaux avec le plus grand nombre.

Depuis sa mise en place en 2006, le dispositif des Certificats d’Économie d’Énergie (CEE) est devenu un instrument essentiel de la politique française de maîtrise de la demande énergétique. Il incite et encadre la réalisation de travaux pour l’optimisation des consommations énergétiques dans les secteurs résidentiel, tertiaire, agricole, industriel, des transports et des réseaux. Dans le cadre des objectifs nationaux de neutralité carbone à l’horizon 2050, le dispositif des CEE apparaît comme un levier précurseur ayant fait ses preuves pour contribuer à la massification des actions sur le territoire.

Cependant, l’univers des CEE est caractérisé par ses règles propres, un écosystème complexe, et des évolutions régulières qui peuvent intimider le néophyte. Le phénomène est renforcé dans le secteur industriel, pour lequel des aménagements spécifiques ont été créés.

Dans ce contexte, la synthèse vise dresser une vue d’ensemble du dispositif des CEE et à apporter un éclairage sur ses divers mécanismes, avec pour public cible les acteurs industriels. Il est adapté tant pour comprendre le fonctionnement des CEE que pour ceux qui souhaitent approfondir leurs connaissances sur certains points précis.

Le document inclut donc :

• La présentation des principes fondateurs du dispositif,
• Un résumé de son historique et de ses évolutions majeures
• L’explication détaillée de ses trois principaux mécanismes : Les opérations standardisées, les opérations spécifiques, et les programmes.
• Des points de précision sur des particularités du dispositif : Les contrôles de conformité, la comptabilité des CEE, Le fonctionnement en cycle de périodes d’obligations

Il comprend également des documents pédagogiques telles qu’un glossaire pour mieux comprendre le vocabulaire des CEE et les rôles des parties prenantes, ainsi que des ressources supplémentaires pour aller plus loin.

Domaine d'intervention : Modèles économiques et financement