Coût de la vapeur et changement de combustible

Il calcule combien coûte, en combustible seulement, la production de chaque tonne de vapeur, combien de combustible la chaudière brûle par heure et la dépense annuelle. Il compare aussi deux combustibles et, avec l’investissement indiqué, montre le délai de récupération, la VAN et le TRI du changement. Il sert à budgéter la vapeur, à vérifier si la consommation réelle est cohérente ou à étudier le passage du gaz naturel, du fioul ou du GPL à la biomasse.

Dans l’exemple par défaut (5000 kg/h à 10 bar(g), eau d’alimentation à 80 °C), la vapeur au gaz naturel à 45 €/MWh PCS avec un rendement de 88 % coûte 38,32 € par tonne. Avec des plaquettes à 40 % d’humidité à 85 €/t et un rendement de 76 %, elle descend à 28,38 €. C’est le combustible seulement : eau, traitement chimique, électricité, main-d’œuvre et maintenance sont exclus.

La production se lit sur le débitmètre vapeur ou, à défaut, sur le compteur d’eau d’alimentation, purge déduite ; la capacité nominale ne vaut que si la chaudière fonctionne toujours à pleine charge. Le rendement doit être sur base PCI (pouvoir calorifique inférieur, qui ne compte pas la chaleur de condensation de l’eau des fumées) et vient d’un essai de rendement ou d’une analyse des fumées. Sans ces données, estimez-le avec le calculateur de rendement de chaudière et vérifiez que la consommation calculée (366,7 m³/h de gaz dans l’exemple) correspond à votre compteur.

L’eau ne brûle pas et consomme en plus de la chaleur pour s’évaporer : chaque point d’humidité réduit le PCI du combustible (calculé selon l’EN ISO 18125) et augmente la masse nécessaire par tonne de vapeur. Dans l’exemple, sécher les plaquettes de 50 % à 20 % d’humidité fait baisser le coût de la vapeur de 37,10 € à 18,78 € par tonne. Si vous achetez au poids, vous payez aussi l’eau : stocker à l’abri et convenir du prix selon l’humidité mesurée à la livraison est souvent le moins cher.

Cela dépend du contrat : de nombreux fournisseurs facturent à l’énergie, en kWh PCS (pouvoir calorifique supérieur), même si le compteur mesure des m³. Choisissez la même unité que votre facture, et le calculateur convertit le prix du PCS au PCI avant de comparer.

Dans l’exemple, les plaquettes économisent 298 k€ par an en combustible, soit 25,9 % de la dépense actuelle. Avec un investissement de 1 300 000 €, le changement est récupéré en 4,2 ans et la VAN à 10 ans est de 906 278 €. La marge est modérée : si le prix des plaquettes augmente de 35 %, l’avantage disparaît. Déduisez aussi la main-d’œuvre d’alimentation, l’évacuation des cendres, l’entretien de la grille et le stockage, que le calculateur n’inclut pas.

Les erreurs habituelles sont d’utiliser un rendement sur base PCS comme s’il était sur base PCI et de saisir la capacité nominale au lieu de la production réelle. La pression a peu d’influence : de 7 à 15 bar(g), l’énergie par tonne varie de moins de 1 %. Le calcul suppose une vapeur saturée sèche et un rendement constant, sans surchauffe ni pertes par purge hors rendement.

Le point rouge du premier graphique marque l’équilibre : le prix de l’alternative pour lequel la vapeur coûte autant qu’aujourd’hui. La ligne pointillée est le coût actuel par tonne. Quand l’équilibre sort de la plage de −40 % à +40 %, le graphique indique de quel côté et de combien.