![[Translate to Französisch:] Maststall mit Wärmetauscher](https://cdn.bigdutchman.com/fileadmin/content/egg-poultry/press/news/photos/2021/2021_09_27_Artikel_DGS/HN__hnchenstall_mit_WN__rmetauscher.jpg "Réduction des coûts de chauffage et des émissions de CO₂ dans l'élevage de poulets de chair")
Le dioxyde de carbone (CO₂) est un composant naturel de l’atmosphère et donc la base de toute vie biologique sur notre planète. Des quantités importantes de CO₂ sont également libérées par la combustion du bois, du charbon, du pétrole ou du gaz.
Un système de chauffage intelligent permettant de réaliser des économies et de protéger le climat
Réduction des coûts de chauffage et des émissions de CO₂ dans l'élevage de poulets de chair
Le dioxyde de carbone est produit à la fois par le processus métabolique naturel des animaux et par le chauffage des bâtiments. Les bâtiments bien isolés, un concept de ventilation optimisée et une technologie de chauffage moderne réduisent la teneur en CO₂ dans l’air ambiant du bâtiment ainsi que son rejet dans l’environnement.
CO₂ dans l’air du bâtiment
La réglementation relative à la protection des animaux et à la détention d’animaux d’élevage (en Allemagne) régit la quantité de CO₂ pouvant être contenue dans l’air ambiant du bâtiment. Elle détermine la valeur limite de la concentration de CO₂ par m³ d’air à une valeur de 3 000 ppm¹ (*↓). Si cette valeur est nettement supérieure, les animaux respirent plus profondément et plus rapidement. Les gaz nocifs, la poussière et les agents pathogènes potentiels sont inhalés en quantité plus importante.
Le risque de maladies est par conséquent plus élevé, tandis que la consommation d’aliments diminue et que les animaux deviennent plus « léthargiques ». Pour obtenir des résultats de production optimaux, la teneur en CO₂ de l’air ambiant du bâtiment doit donc être aussi faible que possible.
En Allemagne, la norme DIN18910 est la base de planification la plus importante pour le dimensionnement de systèmes de chauffage et de ventilation. Celle-ci décrit la quantité de CO₂ que les animaux (volailles, porcs, bovins et chevaux) expirent par heure. De plus, elle tient compte des facteurs d’émission liés à la combustion des énergies fossiles telles que le gaz naturel ou le propane.
Pour déterminer le taux d’air minimal en hiver, tous les émetteurs de CO₂ présents dans le bâtiment sont cumulés et équilibrés selon le calcul du « bilan carbone ». En d’autres termes, plus le bâtiment produit de CO₂, plus celui-ci doit être ventilé, par conséquent les pertes de chaleur sont plus importantes et les coûts de chauffage plus élevés. L’humidité est un autre indicateur important de la qualité de l’air. Celle-ci est étroitement liée à la concentration de CO₂ dans l’air du bâtiment.
Systèmes de chauffage
Dans le cas des appareils de chauffage à combustion directe, l’énergie thermique des gaz de combustion est conduite avec les gaz d’échappement chauds dans le bâtiment d’élevage. Pour le combustible propane, par exemple, cela représente 150 g/h de vapeur d’eau et 230 g/h de CO₂ par kW d’émission de chaleur. Bien que les appareils aient une efficacité de 100 %, une ventilation plus importante est nécessaire dans le bâtiment en raison des gaz d’échappement, sans quoi la valeur limite de 3000 ppm est rapidement dépassée.
Dans le cas des appareils de chauffage à combustion indirecte, les gaz d’échappement sont évacués à l’extérieur par une cheminée. Aucun gaz toxique ne pénètre dans le bâtiment, ce qui réduit nettement le taux d’air minimum. Le passage à des systèmes de chauffage à combustion indirecte permet d’économiser environ 20 % des coûts de chauffage dans la pratique. Il en va de même pour les chauffages à eau chaude.
Système de ventilation
Le CO₂ est plus lourd que l’air et s’accumule sur le sol du bâtiment. À des concentrations élevées, le CO₂ a la capacité de se substituer à l’oxygène ; il doit donc être évacué à l’aide d’un système de ventilation approprié. Sous nos latitudes, une ventilation latérale est le système de ventilation le plus pratique. L’air frais circule simultanément et uniformément sur toute la longueur du bâtiment, les flux d’air devant si possible remplir tout le bâtiment. Cela permet d’éliminer la vapeur d’eau produite par les animaux ainsi que le dioxyde de carbone par le biais de la ventilation.
De nos jours, des ordinateurs de climatisation ultramodernes sont utilisés pour adapter de manière optimale le taux de ventilation aux besoins des animaux. Ces derniers contrôlent les besoins en ventilation en fonction de la température, de l’humidité de l’air et des teneurs en CO₂ et en NH₃. À cet effet, nous proposons différents capteurs qui sont chargés de mesurer et de contrôler les changements dans l’air ambiant du bâtiment : Les capteurs sont à la base de chaque système de climatisation assistée par ordinateur.
L’augmentation du CO₂ comme cause du changement climatique
En raison de l’effet de serre croissant causé par une trop grande quantité de dioxyde de carbone dans l’atmosphère, le gouvernement allemand a décidé en mai dernier de taxer le CO₂ des énergies fossiles. Le feu vert avait été donné en janvier 2021.
Depuis cette date, les fournisseurs d’énergies fossiles dans le secteur du chauffage, c’est-à-dire les fournisseurs de gaz ou d’électricité, sont officiellement taxés via un système de certificats. Ces derniers répercutent la taxe sur le CO₂ consommé sur les clients finaux commerciaux ou privés. Cela se traduit par des suppléments sur le prix de l’électricité et du gaz à payer. Le prix pour les émissions par tonne de CO₂ augmente de manière progressive de 25 €/t actuellement à 55 €/t en 2025. La taxe devrait continuer à augmenter dans les années suivantes.
Tableau 1 : Taxe sur le CO₂ par tonne émise en Allemagne
| Année | 2021 | 2022 | 2023 | 2024 | 2025 | 2026 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Taxation du CO₂ €/t | 25 | 30 | 35 | 45 | 55 | 60* |
| Supplément cent/kWh (gaz naturel) | 0,54 | 0,65 | 0,76 | 0,97 | 1,19 | 1,3 |
Pour un agriculteur possédant 42 000 animaux, qui utilise un système de chauffage à combustion directe et accorde une grande importance à une litière sèche, même par temps humide et froid, cela peut avoir les répercussions suivantes :
Tableau 2 : Surcoût dû à la taxation du CO₂
| Type d’énergie | Gaz naturel |
|---|---|
| Consommation* | 625 000 kWh/an |
| Coûts de chauffage par an sans taxe CO₂ | 25 800 € |
| Coûts de chauffage cumulés sur 5 ans | 129 000 € |
| Émissions de CO₂ par an ** | 126 t |
| Taxe CO₂ en 2021 (25 €/t) | 3 150 € |
| Taxe CO₂ en 2025 (55 €/t) | 6 930 € |
Le tableau 2 indique qu’une charge fiscale importante est à prévoir.
Il existe depuis un certain temps des technologies permettant de réduire les émissions de CO₂ et celles-ci sont rentabilisées en quelques années. Parmi ces technologies, outre l’utilisation de la chaleur résiduelle des installations de biogaz sous la forme de systèmes de chauffage à eau chaude, on trouve notamment les échangeurs de chaleur.
Exploiter les potentiels d’économies
Comme nous l’avons déjà mentionné, les chauffages au gaz à combustion indirecte ou les chauffages à eau chaude sont une première étape vers la réduction des coûts de chauffage et donc des émissions de CO₂. Des taux de ventilation plus faibles – en particulier la ventilation minimale – permettent aux éleveurs de poulets de chair d’économiser environ 20 % de leurs coûts de chauffage. Cela représente une économie nette de 5 200 € par an. La taxe sur le CO₂ cumulée sur cinq ans diminue de 6 000 €.
Actuellement, les échangeurs de chaleur dont le principe de fonctionnement repose sur la récupération de l’énergie thermique présente dans l’air vicié du bâtiment offrent le plus grand potentiel d’économie sur les coûts de chauffage.
Un exemple en est l’échangeur de chaleur Earny 2 de Big Dutchman, qui fonctionne selon le principe du courant croisé : L’air chaud sortant et l’air frais et froid entrant dans le bâtiment, passent simultanément dans l’échangeur sans toutefois entrer en contact l’un avec l’autre. L’unité de filtration intégrée garantit que seul de l’air vicié propre pénètre dans l’échangeur de chaleur.
Résultat : Earny sépare jusqu’à 99 % des poussières. L’air préchauffé circule en boucle et est réparti dans tout le bâtiment au moyen de plusieurs ventilateurs de circulation.
Un essai pratique de longue durée mené en Allemagne en 2015 sur huit périodes d’engraissement a permis de réaliser une économie de 44 % : deux bâtiments d’élevage de poulets identiques équipés d’un chauffage indirect ont été comparés ; l’un fonctionnait sans échangeur de chaleur, le second était équipé d’un Earny qui consommait 20 500 m³ de gaz en moins. Vous trouverez de plus amples détails concernant cet essai sur le site web de Big Dutchman : « 9 000 euros en retour » (DGS Magazin 49/2015).
Outre l’amélioration de la climatisation du bâtiment et la réduction des émissions d’ammoniac, d’odeurs et de poussières, il en résulte une réduction des coûts de chauffage pouvant atteindre 60 %, selon le modèle d’échangeur de chaleur. Le délai d’amortissement est d’environ quatre ans ; les bénéficiaires des fonds du BMEL (Ministère fédéral allemand de l’Alimentation et de l’Agriculture) pour la « Promotion de l’efficacité énergétique dans l’agriculture » atteignent leur objectif d’économies beaucoup plus rapidement.
Le tableau 3 illustre ce potentiel élevé : en équipant un bâtiment d’élevage au chauffage indirect et en installant un échangeur de chaleur par la suite, les exploitants peuvent réduire les coûts totaux de 84 500 euros. Ces derniers contribuent en outre de manière significative à la protection du climat, puisqu’ils émettent 70 t de CO2 par an en moins dans l’environnement.
Tableau 3 : Comparaison des coûts de chauffage avec l’utilisation d’un chauffage indirect et d’un échangeur de chaleur pour un bâtiment d’élevage de poulets allemand contenant 42 000 animaux.
| Chauffage direct sans ÉC | Chauffage indirect sans ÉC | Chauffage direct avec ÉC | Chauffage indirect avec ÉC | |
|---|---|---|---|---|
| Besoin en énergie/an | 625 000 kWh/an | 500 000 kWh/an | 350 000 kWh/an | 280 000 kWh/an |
| Coûts de chauffage/an* | 25 800 € | 20 600 € | 14 400 € | 11 600 € |
| Quantité de CO₂ émise par an** | 126 t | 101 t | 70 t | 56 t |
| Taxe CO₂ en 2021 (25 €/t) | 3 150 € | 2 525 € | 1 750 € | 1 400 € |
| Taxe CO₂ en 2025 (55 €/t) | 6 930 € | 5 555 € | 3 850 € | 3 080 € |
| Coûts de chauffage cumulés sur 5 ans | 129 000 € | 103 000 € | 72 000 € | 58 000 € |
| Taxe CO₂ cumulée sur 5 ans*** | 24 000 € | 19 000 € | 13 000 € | 10 500 € |
| Coût total sur 5 ans*** | 153 000 € | 122 000 € | 85 000 € | 68 500 € |
Conclusion :
Un investissement dans les technologies d’économie d’énergie a quatre effets positifs :
- des animaux plus sains et de meilleurs résultats d’engraissement grâce à l’amélioration du climat intérieur,
- une réduction des émissions de CO₂ grâce aux économies de chauffage,
- une réduction significative des coûts de chauffage grâce à la modernisation du système de chauffage et à l’utilisation d’un échangeur de chaleur et
- la contribution à la protection du climat.
Axel Schulz et Janett Peschel, Big Dutchman International GmbH
Publié dans DGS 26/2021
(*) ppm : parties par million. 1000 ppm de CO2 correspondent à 1 volume par mille (Vol.-‰) ou 0,1 pour cent en volume (Vol.-%) ou 1,83 g CO2 par mètre cube (à 1013 mbar et 20 °C).