Comprendre les émissions de CO₂ dans les systèmes énergétiques hors réseau

Lors de l'évaluation de solutions d'alimentation hors réseau, les émissions de CO₂ sont souvent réduites à une simple question : que se passe-t-il pendant le fonctionnement ?

Ce n'est qu'une partie du tableau. Les émissions sont le résultat d'un système complet et proviennent de la façon dont l'équipement est construit, de la façon dont le carburant est produit et de l'efficacité de la production d'énergie sur le terrain.

Dans les opérations hors réseau, l'objectif n'est pas d'identifier une solution théorique « propre ».
Il s'agit de déployer un système qui une alimentation fiable avec les plus faibles émissions du monde réel.

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D'où proviennent les émissions de CO₂ dans les systèmes énergétiques hors réseau

Les émissions sont mesurées en grammes d'équivalent CO₂ par kilowattheure (g d'éq CO₂ par kWh). Cela permet une comparaison directe entre les technologies et les carburants. Dans la pratique, trois facteurs définissent l'empreinte d'un système énergétique :

• Production et installation de générateurs

• Production et transport de carburant

• Efficacité de conversion en cours de fonctionnement

Les trois sont importants, mais leur contribution n'est pas égale.

Dans les environnements hors réseau, l'efficacité opérationnelle domine. Les systèmes fonctionnent en continu et de petites inefficacités se traduisent par de grandes différences d'émissions au fil du temps. C'est là que la plupart des solutions classiques échouent.

Le point de référence : les groupes électrogènes classiques au diesel et à essence

Les petits groupes électrogènes à essence ou diesel restent largement utilisés dans les applications hors réseau. Ils sont simples, mais intrinsèquement inefficaces. En conditions réelles, ils peuvent dépasser : 1900 g d'éq CO₂ par kWh d'énergie utilisable. Cela n'est pas uniquement dû au carburant. Il s'agit de la combinaison de :

• Faible efficacité de conversion (environ 16 %)

• Fonctionnement continu

• Consommation de carburant élevée par kWh

À titre de comparaison, le carburant diesel contient déjà à lui seul environ 304 g d'éq CO₂ par kWh de potentiel énergétique, avant que les pertes d'efficacité ne soient prises en compte. Une fois converti dans un petit générateur, cela se multiplie par des émissions réelles nettement plus élevées.

Pour les équipes opérationnelles, cela se traduit directement par :

• Émissions plus élevées

• Une logistique de carburant améliorée

• Exposition accrue aux coûts d'exploitation

Une approche différente : des systèmes de piles à combustible efficaces pour l'alimentation hors réseau

Les systèmes à pile à combustible produisent de l'énergie sans combustion. Ils convertissent le carburant électrochimiquement, ce qui améliore considérablement l'efficacité. INERGIOles systèmes de piles à combustible à oxyde solide sont conçus pour un fonctionnement continu hors réseau. Ils conservent une efficacité stable sur de longues durées de fonctionnement et fonctionnent avec plusieurs carburants.

Concrètement :

• 737 g d'éq CO₂ par kWh avec propane

• 239 g d'éq CO₂ par kWh avec du biopropane ‍

• 157 g d'éq CO₂ par kWh avec de l'hydrogène vert

Cela représente une réduction allant jusqu'à ~60 à 90 % par rapport aux générateurs classiques, en fonction du carburant. La différence n'est pas théorique et provient directement de :

• Efficacité de conversion supérieure (environ 35 % contre 16 %)

• Diminution de la consommation de carburant par kWh

• Performances stables sur de longues périodes d'exploitation

Pourquoi la production et la consommation de carburant sont toutes deux importantes pour les émissions

Le choix du carburant a un impact direct sur les émissions, mais il ne donne pas une idée complète de la situation. Le même carburant peut donner des résultats très différents selon la façon dont il est produit et son efficacité d'utilisation.

L'hydrogène en est un exemple clair :

• 55 g d'éq CO₂ par kWh lorsqu'il est produit avec de l'énergie renouvelable

• Jusqu'à 405 g d'éq CO₂ par kWhlorsqu'il est produit à partir de l'électricité moyenne du réseau

Aujourd'hui, une grande partie de la production d'hydrogène repose toujours sur le reformage du gaz naturel, ce qui augmente son empreinte globale.

Il en va de même pour le propane et le biopropane :

• Propane : ~244 g d'éq CO₂ par kWh

• Bio-propane : ~92 g d'éq CO₂ par kWh

Les systèmes INERGIO sont conçus pour fonctionner avec ces carburants. Cela permet de réduire davantage les émissions sans modifier l'architecture du système.

Pourquoi les conditions d'exploitation réelles modifient les résultats en matière d'émissions

De nombreuses solutions énergétiques sont évaluées selon des hypothèses idéales. Déploiements hors réseau répondent rarement à ces conditions.

L'énergie solaire illustre cette lacune. Alors que ses émissions théoriques sont faibles (environ 40 à 50 g d'éq CO₂ par kWh à l'échelle des services publics), les installations réelles sont souvent surdimensionnées pour garantir leur disponibilité.

Dans les scénarios hors réseau, cela peut augmenter les émissions effectives d'environ 250 g d'éq CO₂ par kWh, en raison d'une faible utilisation. La sous-utilisation augmente directement l'empreinte carbone par kWh.

En revanche, systèmes conçus pour un fonctionnement continu maintenir :

• Efficacité stable

• Des performances prévisibles

• Profil d'émissions cohérent

Il ne s'agit pas d'un avantage théorique. Cela a un impact direct à la fois sur les émissions et la fiabilité opérationnelle.

Ce que cela signifie pour les opérations hors réseau et la sélection des systèmes

Réduire les émissions liées à l'énergie hors réseau ne consiste pas à sélectionner une seule technologie « verte ».

Il s'agit de combiner :

• Haute efficacité sur de longues périodes de fonctionnement

• Flexible fuel options and low impact

• Performances fiables et continues

Les systèmes qui fonctionnent de manière constante dans tous ces domaines fournissent :

• Des émissions plus faibles

• Operational risk Diminution

• Une plus grande prévisibilité sur le terrain

Dans la plupart des applications hors réseau, telles que surveillance mobile, la comparaison est claire. Les groupes électrogènes classiques restent l'option la plus polluante en raison de leur faible efficacité et de leur consommation de carburant continue. Des systèmes plus efficaces, tels que la technologie de pile à combustible d'Inergio, réduisent immédiatement les émissions tout en maintenant la fiabilité opérationnelle. Des réductions supplémentaires peuvent être obtenues grâce au choix du combustible, sans augmenter la complexité du système.

Cela permet d'améliorer les performances environnementales de manière mesurable, sans modifier la façon dont les opérations sont gérées.

Allez plus loin : analyse complète des émissions de CO₂ et méthodologie

Cet article fournit une perspective de haut niveau axée sur les performances réelles.

Pour une description détaillée de la méthodologie, des hypothèses et des calculs du cycle de vie, lisez notre analyse complète (en anglais).

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