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. 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 

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. Rendement chaudières 

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. 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
TypeTauxMassePouvoir 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.
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).

 

Rapport PCS/PCI

Caractéristiques combustibles
TypeRapportPour 1 l PoidsPouvoir 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   
 

 

7. PC principales énergies 

Pouvoir calorifique inférieur des 6 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

 

 8. 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

 

 

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