Tableau comparatif pouvoir calorique inférieur (PCI) des énergies

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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. Quelle est la différence entre PCI et PCS ?
  2. Comparer les coûts des énergies entre elles
  3. Le rendement des chaudières de chauffage
  4. L’importance du taux d’humidité
  5. Tableau du pouvoir calorifique inférieur du bois
  6. Tableau du pouvoir calorifique des combustibles fossiles
  7. Pouvoir calorifique inférieur des 6 principales énergies
  8. Tableau du pouvoir calorifique des combustibles déchets

1. Quelle est la différence entre 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 coûts des énergies entre elles 

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. Le rendement des chaudières de chauffage 

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. 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. 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. Tableau du pouvoir calorifique des combustibles fossiles 

Tableau du pouvoir calorifique moyen des différents combustibles (énergies fossiles) :

Type combustible

Taux d’humidité

Masse volumique

Pouvoir calorifique kWh/kg

Pouvoir calorifique PCI kWh     

Rapport

PCS/PCI

Pouvoir calorifique PCS kWh

Pouvoir calorifique kCAL/kg

Poids spécifique Kg/m3

Pour 1L de Fioul kg/L

Anthracite       

10%

 -

6.90-7.70

  9010 kWh/T  

  1.052

9479 kWh/T 

6.020

700-800

1.36

Fioul domestique

-

0.845 kg/L

11.86

   11870 kWh/T

       9.9 kWh/L 

  1.075

  12760 kWh/T

    10.67 kWh/L

10.20

840

0.98

Fioul lourd valeur moyenne

-

 -

11.22

 -

 -

 

9.649

980

0.98

Fioul lourd TBTS (S <1%)

-

 0.985 kg/L

11.28

11280 kWh/T

  1.055

11900 kWh/T

 -

 -

Fioul lourd BTS (S <2 %)

 -

 1.000 kg/L

11.16

11160 kWh/T

  1.055

11774 kWh/T

 -

 -

 -

Fioul lourd HTS (S < 4%)

-

 1.020 kg/L

10.99

10990 kWh/T

  1.055

11594 kWh/T

-

-

-

Gaz propane

    11.00

1.980 Kg/m3 

12,78 kWh/kg.PCI
13,8 kWh/kg.PCS

46,0 MJ ou 12,78 kWh par kg
85,3 MJ ou 23,70 kWh par m3
à 15°C et 1013 mbar

  1.087

 49,8 MJ ou 13,8 kWh par kg
93,3 MJ ou 25,9 kWh par m3
à 15°C et 1013 mbar

-

-

1.20

Gaz butane

    11.00

2.600 kg/m3

12,66 kWh/kg PCI
13,7 kWh/kg PCS 

45,6 MJ (1) ou 12,66 kWh par kg
109,6 MJ ou 30,45 kWh par m3
à 15°C et 1013 mbar

  1.087

49,4 MJ (1) ou 13,7 kWh par kg
120,5 MJ ou 33,5 kWh par m3
à 15° C et 1013 mbar

-

-

-

Gaz naturel *

-

 

10.83

     

9.314

-

1.24 m3/L

Gaz naturel B (Nord France)

-

0.634 kg/nm3

-

10.00 kwh/nm3

1.111

11.11 kWh/nm3

     

Gaz naturel H (reste du territoire)

-

0.634 Kg/nm3

-

11.40 kWh/nm3

1.111

12.67 kWh/nm3

     

Russie

-

0.750 kg/nm3

 

10.00 kWh/nm3

1.111

11.11 kWh/nm3

     

Mer du Nord

-

0.820 kg/nm3

 

10.30 kwh/nm3

1.111

11.44 kWh/nm3

     

Groningue (Pays-Bas)

-

0.830 kg/nm3

 

9.30 kWh/nm3

1.111

10.33 kWh/nm3

     

Gaz algérien (Montoir)

-

0.810 kg/nm3

 

11.00 kWh/nm3

1.111

12.22 kWh/nm3

     

Gaz algérien (Fos)

 -

0.780 kg/nm3

 

 10.60 kWh/nm3

 1.111

11.78 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.
Dans le passé, du gaz de qualité médiocre venant de Lathu au Niger avait été injecté dans le réseau gaz naturel créant un grand mécontentement notamment chez les industriels.

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. Pouvoir calorifique inférieur des 6 principales énergies 

Ce tableau indique le pouvoir calorifique inférieur des 6 principales énergies.

Tableau comparatif des PCI par type d'énergie

Pouvoir calorifique

Unité de référence

PCI

kCAL

kWh

Bois

kilogrammes

3,30

3,800

Charbon tous types

kilogrammes

de 6,65 à 7,80

de 7,600 à 9,070

Électricité

kWh

0,86

1,000

Fioul domestique

litres

8,60

10,000

Gaz naturel (moyenne)

m3

7,56

8,800

Gaz propane

kilogrammes

11,00

12,800

 

 

  • 8. Tableau du pouvoir calorifique des combustibles déchets.

    Ce tableau donne le pouvoir calorifique en kWh/kg et en Kcal/kg des différents combustibles déchets

    Type combustible

    Taux d’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.

     

  • Picbleu : une plateforme pour tout connaître sur l'habitat et ses occupants

    La nécessité d'étudier un lieu dans son ensemble (humain et habitat) est essentielle pour Picbleu : Connaître la transition énergétique : décider pour agir

    Tous les savants, scientifiques, sociologues, ingénieurs sont confrontés à la même problématique : celle d’étudier un élément aux propriétés observables définies et donc limitées. La loupe et le microscope font donc perdre de vue qu'un objet s'insère dans un ensemble de relations et de processus. Afin de pouvoir saisir le réel, il est indispensable de sortir de tous les cadres, il faut étudier des savoirs portant sur des objets très éloignés du sujet traité et explorer ce qui se cache derrière les formes observables du monde. En faisant référence au célèbre aphorisme d'Abraham Maslow « Si le seul outil que vous avez est un marteau, vous tendez à voir tout problème comme un clou » (The Psychology of Science, 1966).

    L'hyper spécialisation dans le fonctionnement de la société humaine occidentale ne donne qu’une vue partielle de la complexité du Monde.

     Aphorisme d'Abraham Maslow


    Le généticien pensera que la génétique sauvera l’humanité, l'architecte s’imaginera que ses réalisations ne sont pas simplement des moyens physiques, mais qu’ils possèdent une portée philosophique supérieure. L’humain, qu’il soit scientifique, religieux ou créateur est un animal social qui partage ses idées, ses conceptions de la vérité, ses valeurs nobles ou celles qu'il attribue à la beauté si bien que par la loi universelle de la convergence, les individus finissent par suivre les mêmes voies. Les informations sont dispersées et semblent sans relations dans le mode dans lequel nous vivons. Dans certains cas, il y a des interdépendances, mais qu’on ne doit pas confondre avec l’interdépendance quantique qui repose sur des superpositions d’états, des complexités extrêmes, des apories à large échelle et nul doute, des processus de calcul quantique. Des intrications incluant des informations en relation avec un ensemble de « constituants quantiques ».

     

    Nos convictions et nos certitudes sont parfois trompeuses : « Ce qui nous paraît être de la matière solide n'est constitué en réalité que de particules vibratoires tournoyant dans un grand vide à une telle vitesse qu'elle nous donne une impression de solidité. Si le mouvement de ces particules cessait tout à coup comme un ventilateur qui s'arrête, il n'y aurait plus que du vide. Nous sommes en réalité de l'énergie informatisée en action ».

     

    Source CERN (Centre Européen de Recherche Nucléaire Genève), Travaux sur les anneaux d'accélération des particules.

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