Le pouvoir calorique inférieur PCI est la quantité théorique d'énergie contenue dans un combustible. Le « PCI » désigne la quantité de chaleur dégagée par la combustion d'une unité de masse de produit (1kg) dans des conditions standardisées. Plus le PCI est élevé, plus le produit fournit de l'énergie.
SOMMAIRE
1. Différence PCI et PCS
- Le pouvoir calorifique inférieur (PCI) est l'énergie récupérée par la combustion, c'est-à-dire la quantité de chaleur libérée lors de la combustion complète, l'eau formée est évacuée sous forme de vapeur et s'échappe avec les fumées dans l'atmosphère.
- Le pouvoir calorifique supérieur (PCS) est l'énergie récupérée par la combustion a laquelle se rajoute la récupération des calories contenues dans la condensation de la vapeur d'eau contenue dans les fumées. Grâce à la récupération de la chaleur de vaporisation et à la référence au PCI, les chaudières à condensation offrent des rendements supérieurs à 100 % sur PCI.
2. Comparer les énergies
Il est facile de comparer les coûts des énergies entre elles grâce à la conversion en kWh.
- La combustion d'un mètre cube de gaz naturel dégage 10 kWh, 1 litre de fioul domestique 10 kWh.
- Il est possible de comparer facilement chaque énergie et de visualiser les équivalences : 1 litre de fioul domestique vaut 1 m3 de gaz naturel qui vaut 10 kWh d'électricité.
3. Rendement chaudières
Le rendement des chaudières de chauffage est esprimé en PCI (Pouvoir Calorifique Inférieur).
Le chiffre indiqué en PCI sur les documentations des fabricants donne la quantité totale de chaleur dégagée par la combustion d'un produit. Le rendement d'une chaudière s'exprime en % sur PCI (Pouvoir Calorifique Inférieur) du combustible. Le pouvoir calorifique représente l’énergie contenue dans un combustible qui est brûlé dans une chaudière, les calories sont transmises à l’eau de chauffage.
Toutefois, l’énergie contenue dans le combustible n’est pas transmise en totalité à l’eau de chauffage, car une partie de l’énergie est perdue dans la combustion.
- Le rendement représente le rapport entre la quantité de chaleur réellement transmise à l’eau de chauffage et l’énergie disponible dans le combustible.
- Le rendement est égal à l'énergie transmise à l'eau de chauffage divisé par l'énergie disponible. En raisonnant en kWh PCI, les rendements sont supérieurs à 100 % avec des chaudières à condensation. Avec ce type de générateur de chaleur, on récupère plus de chaleur provenant de la combustion et de la condensation de la vapeur que l’énergie représentée par le PCI (énergie de combustion sans condensation). Un rendement de 110 % en PCI correspond à un rendement de 99 % en PCS.
4. Le taux d'humidité
L’importance du taux d’humidité.
Plus le PCI est élevé et plus le combustible est performant et générateur de chaleur. Si pour les énergies fossiles le PCI reste relativement constant, il n'en est pas de même pour le bois de chauffage dont le PCI dépend de son taux d’humidité.
Le PCI est inversement proportionnel au taux d’humidité.
- 2 m3 de bois de chauffage sec produiront la même énergie que 3 m3 de bois ayant séché 12 à 18 mois.
- Le bois de chauffage contenant 20 % d’humidité produit 30 % d’énergie de plus qu’un bois contenant 35 % d’humidité.
- Notons que l’essence des arbres n’a pas une importance capitale sur le pouvoir calorifique, car l’écart maximal entre toutes essences n'est que de 10 %.
5. Pouvoir PCI bois
Tableau du pouvoir calorifique inférieur du bois. Pour comparer les valeurs du bois énergie, ce lien permet de visualiser le tableau du pouvoir calorifique inférieur des différents combustibles du bois et de ceux issus de l'agriculture.
6. PC combustibles fossiles
Tableau du pouvoir calorifique des combustibles fossiles moyen des différents combustibles (énergies fossiles) : Taux humidité, masse volumique, Pouvoir calorifique, PCI.
| Caractéristiques combustibles | ||||
|---|---|---|---|---|
| Type | Taux | Masse | Pouvoir calorifique | |
| Combustible | Humidité | Volumique | kWh/kg | PCI kWh |
| Anthracite | 10 % | 6.90-7.70 | 9010 kWh/T | |
| Fioul domestique | 0.845 kg/L | 11.86 | 11870 kWh/T | |
| 9.9 kWh/L | ||||
| Fioul lourd valeur moyenne | 11.22 | |||
| Fioul lourd TBTS (S <1%) | 0.985 kg/L | 11.28 | 11280 kWh/T | |
| Fioul lourd BTS (S <2 %) | 1.000 kg/L | 11.16 | 11160 kWh/T | |
| Fioul lourd HTS (S < 4%) | 1.020 kg/L | 10.99 | 10990 kWh/T | |
| Gaz propane | 11.00 | 1.980 Kg/m3 | 12,78 kWh/kg.PCI | 46,0 MJ ou 12,78 kWh/kg |
| Gaz propane | 13,8 kWh/kg.PCS | 85,3 MJ ou 23,70 kWh/m3 | ||
| Gaz propane | à 15°C et 1013 mbar | |||
| Gaz butane | 11.00 | 2.600 kg/m3 | 12,66 kWh/kg PCI | 45,6 MJ (1) ou 12,66 kWh/kg |
| Gaz butane | 13,7 kWh/kg PCS | 109,6 MJ ou 30,45 kWh/m3 | ||
| Gaz butane | à 15°C et 1013 mbar | |||
| Gaz naturel * | 10.83 | |||
| Gaz naturel B (Nord France) | 0.634 kg/nm3 | 10.00 kwh/nm3 | ||
| Gaz naturel H (reste du territoire) | 0.634 Kg/nm3 | 11.40 kWh/nm3 | ||
| Russie | 0.750 kg/nm3 | 10.00 kWh/nm3 | ||
| Mer du Nord | 0.820 kg/nm3 | 10.30 kwh/nm3 | ||
| Groningue (Pays-Bas) | 0.830 kg/nm3 | 9.30 kWh/nm3 | ||
| Gaz algérien (Montoir) | 0.810 kg/nm3 | 11.00 kWh/nm3 | ||
| Gaz algérien (Fos) | 0.780 kg/nm3 | 10.60 kWh/nm3 | ||
* Valeur moyenne : la composition chimique et le pouvoir calorifique du gaz naturel varient selon les gisements :
- Gaz naturel de type B, son pouvoir calorifique supérieur (PCS) est compris entre 9,5 et 10,5 kWh/m3 gaz de Groningue, distribué dans la région Nord-Pas-de-Calais.
- Gaz naturel de type H, son pouvoir calorifique supérieur (PCS) est compris entre 10,7 et 12,8 kWh/m3 gaz provenant d'Algérie, de mer du Nord et de Russie.
Après épuration, ces gaz contiennent une majorité de méthane (81 à 97 %) et de très faibles quantités d'éthane (< 10 %), de butane (< 5 %), de propane (< 2 %), d'azote (< 5 %) et de dioxyde de carbone (< 3 %).
(1) MJ : mégajoule (1 MJ = 1000 kJ = 106 joule) - kWh : kilowattheure (1 kWh = 3600 kJ = 3,6 MJ).
7. Rapport PCS/PCI
| Caractéristiques combustibles | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Type | Rapport | Pour 1 l | Poids | Pouvoir calorifique | |
| Combustible | PCS/PCI | Kg/litre | Spécifique | PCS/kWh/kg | Kcal/kg |
| Anthracite | 1.052 | 1.36 | 700-800 | 9479 kWh/T | 6.020 |
| Fioul domestique | 1.075 | 0.98 | 840 | 12760 kWh/T | 10.20 |
| 980 | 10.67 kWh/L | ||||
| Fioul lourd valeur moyenne | 1.055 | 0.98 | 9.649 | ||
| Fioul lourd TBTS (S <1%) | 1.055 | 11900 kWh/T | |||
| Fioul lourd BTS (S <2 %) | 1.055 | 11774 kWh/T | |||
| Fioul lourd HTS (S < 4%) | 1.055 | 11594 kWh/T | |||
| Gaz propane | 1.087 | 1.20 | 49,8 MJ ou 13,8 kWh/kg | ||
| Gaz propane | 1.087 | 1.20 | 93,3 MJ ou 25,9 kWh/m3 | ||
| Gaz propane | 1.087 | 1.20 | à 15°C et 1013 mbar | ||
| Gaz butane | 49,4 MJ (1) ou 13,7 kWh/kg | ||||
| Gaz butane | 120,5 MJ ou 33,5 kWh/m3 | ||||
| Gaz butane | à 15° C et 1013 mbar | ||||
| Gaz naturel * | 1.24 m3/L | 9.314 | |||
| Gaz naturel B (Nord France) | 1.111 | 11.11 kWh/nm3 | |||
| Gaz naturel H (reste du territoire) | 1.111 | 12.67 kWh/nm3 | |||
| Russie | 1.111 | 11.11 kWh/nm3 | |||
| Mer du Nord | 1.111 | 11.44 kWh/nm3 | |||
| Groningue (Pays-Bas) | 1.111 | 10.33 kWh/nm3 | |||
| Gaz algérien (Montoir) | 1.111 | 12.22 kWh/nm3 | |||
| Gaz algérien (Fos) | 1.111 | 11.78 kWh/nm3 | |||
-
PC principales énergies
Ce tableau indique le pouvoir calorifique inférieur des 6 principales énergies.
Tableau comparatif des PCI Pouvoir calorifique Unité de référence Kcal kWh Bois kilogramme 3.30 3.80 Charbon tous types kilogramme 6.65 à 7.80 7.60 à 9.070 Électricité kWh 0.86 1.00 Fioul domestique litre 8.60 10.00 Gaz naturel (moyenne) m3 7.56 8.80 Gaz propane kilogramme 11.00 12.80 -
Combustibles déchets
Tableau du pouvoir calorifique des combustibles déchets donnant le pouvoir calorifique en kWh/kg et en Kcal/kg des différents combustibles déchets.
Type combustible Taux humidité Pouvoir calorifique kWh/kg Pouvoir calorifique kCAL/kg Poids spécifique Kg/m3 Pour 1 litre de Fioul kg/L Huile de vidanges issues de moteurs 11.67 10.03 900 0.90 Déchets domestiques 30 - 40% 2.50 2.150 + ou – 475 3
