La valorisation des rejets thermiques (VRT), une réponse aux besoins énergétiques du Québec

La valorisation de rejets thermiques (VRT) représente une avenue prometteuse pour le Québec où l’on trouve une activité industrielle importante et des besoins en chaleur élevés en matière de chauffage des bâtiments et de l’eau chaude domestique. Cette étude vise à quantifier ces possibilités en évaluant le potentiel technico-économique de la VRT dans la province. Lors d’une étude précédente, la quantité de rejets avait été estimée à 83,3 TWh (300 PJ), ce qui représente 1,25 fois les besoins en chauffage et en eau chaude domestique des bâtiments résidentiels sur le territoire. En utilisant des modèles de quartier à utilisation mixte et de serre agricole comme consommateurs de chaleur, cette étude a pu déterminer que, d’un point de vue technique et économique, environ 21 % à 37 % des gisements pourraient être valorisés de manière utile, ce qui représente 17,8 TWh (64,2 PJ) à 22,6 TWh (81,3 PJ). Une exploration du potentiel de VRT des eaux usées ainsi que celui présenté par des postes de transformation électrique dans le but de combler les besoins de chauffage de trois futurs développements immobiliers à Montréal a également été réalisée.

La valorisation des rejets thermiques est une bonne solution pouvant contribuer à décarboner les activités de certains utilisateurs de chaleur situés à proximité d’un gisement thermique (p. ex., la récupération de chaleur d’un centre de traitement de données pour chauffer un hôpital ou une serre). Dans le secteur industriel, il est important d’employer une approche système afin de bien comprendre pourquoi un procédé industriel particulier produit des rejets thermiques et de tenter de les minimiser à la source. Il est d’abord important d’effectuer des bilans d’énergie complets pour ensuite réaliser une analyse de pincement afin de bien mesurer la consommation d’énergie d’un site industriel donné et d’évaluer les possibilités de récupération de chaleur du procédé. Ceci permet de réduire les rejets thermiques du site industriel.

Malgré une récupération optimale de la chaleur dans les procédés, certains de ceux-ci vont malgré tout produire des rejets thermiques de relativement haute température qui ne peuvent pas être récupérés dans les procédés existants. Dans ces cas, il est important d’envisager la valorisation des rejets thermiques vers d’autres utilisateurs environnants. L’utilisation des cycles organiques de Rankine (ORC), qui peuvent convertir ces rejets thermiques en électricité, constitue une voie à considérer. En fonction de la température du rejet thermique disponible, le rendement de conversion de la chaleur en électricité peut être de 12 à 30 %.

Afin d’assurer une récupération de chaleur maximale pour un procédé donné, il est important de bien comprendre les enjeux techniques qui peuvent entraver une intégration réussie. Dans un contexte de décarbonation industrielle poussée, il est important de prioriser les investissements visant à mettre en œuvre des procédés appelés à perdurer dans un futur carboneutre.

Le projet Humano District est un exemple phare d’innovation technologique et de durabilité. En plus de la protection du patrimoine naturel et culturel, il se distingue par la conception technique avancée de ses infrastructures énergétiques. L’accent est mis sur la valorisation des rejets thermiques qui sont réutilisés pour alimenter un réseau énergétique centralisé et réduire la consommation énergétique globale.

Afin de plonger dans l’univers de la Valorisation des rejets thermiques (VRT), nous présenterons une conception innovante de boucle énergétique qui intègre la récupération de chaleur et les réseaux centralisés, garantissant efficacité et résilience. Nous explorerons également la mixité technologique déployée dans les premières phases du projet.

De plus, une introduction théorique sur les boucles énergétiques de 5^e génération sera proposée, mettant en lumière leur fonctionnement et leurs avantages. Ces systèmes avancés offrent des gains considérables du point de vue de l’efficacité énergétique et de la réduction des émissions de gaz à effet de serre. Cette approche innovante, mise en œuvre à Humano District, représente une vision moderne de la durabilité où patrimoine et technologies avancées coexistent pour créer des espaces résilients et énergétiquement performants.

Une étude de faisabilité réalisée en partenariat par QScale et Genika a démontré la disponibilité d’énergie (100 MW) des installations de QScale pour la production en serres sur une surface d’environ 40 ha. Des terres agricoles, l’électricité, le gaz naturel, un important marché pour les produits et des ressources compétentes sont disponibles à proximité. Après l’élaboration d’un plan d’affaires détaillé et la production d’études environnementales et d’ingénierie, les analyses économiques ont démontré la rentabilité du projet.