Apport énergétique efficace à partir de sources renouvelables et gestion de l'énergie dans les industries de transformation (IA) (partenariats Processes4Planet et Innovative Advanced Materials for the EU)

Résultat attendu :

• Une décarbonisation significative des processus (mesurée par la réduction des émissions de GES de l'ensemble du système) avec une large applicabilité et une viabilité économique.
• Facilitation de la transition des intrants énergétiques fossiles pour :
  • les demandes d'énergie thermique faibles/moyennes en introduisant des alternatives basées sur les énergies renouvelables et l'amélioration de la chaleur.
  • les processus à haute température, par des technologies innovantes pour les processus électrifiés et hybrides à haute température, le stockage d'énergie à haute température.
• L'utilisation d'énergie propre est stimulée par des matériaux avancés innovants, des concepts de systèmes et des technologies pour l'intégration et le stockage de l'énergie, soutenant la résilience face aux variations de l'approvisionnement énergétique.
• Combinaison d'économies d'énergie significatives et de gestion intégrée des systèmes énergétiques et des processus de production.

Portée :

La plupart des processus dans les industries de transformation nécessitent des apports énergétiques importants qui entraînent actuellement des émissions de CO2 substantielles de la part de ces industries. La réduction de l'empreinte CO2 peut être obtenue par plusieurs mesures, par exemple l'électrification ou l'utilisation d'autres sources d'énergie renouvelables, la réduction de la demande énergétique, l'augmentation de l'efficacité énergétique et l'intégration énergétique. Ce sujet vise à réaliser des progrès significatifs dans la réduction de l'empreinte CO2 par des innovations technologiques, d'au moins 20 %.

Un problème clé dans l'utilisation des sources d'énergie renouvelables est leur fluctuation dans le temps. Les projets devraient en tenir compte et développer des solutions visant l'efficacité énergétique et incluant de nouvelles technologies de stockage pertinentes pour les industries de transformation. La gestion pure de la demande par des calendriers de production adaptés à l'approvisionnement en électricité à partir de sources renouvelables n'entre pas dans le cadre de l'appel.

Dans les situations où l'électrification complète n'est pas réalisable ou compétitive dans un avenir prévisible, les solutions hybrides durables jouent un rôle crucial. Ces solutions améliorent la flexibilité, permettant aux industries de gérer la variabilité de la disponibilité d'électricité renouvelable abordable, qui devrait fluctuer considérablement à moyen terme. Par exemple, les processus de préchauffage peuvent utiliser des sources d'énergie sans fossiles telles que la chaleur solaire, la chaleur géothermique, les pompes à chaleur, le chauffage résistif ou par induction, et les chaudières électriques. Cette étape initiale peut être suivie d'un chauffage supplémentaire utilisant initialement des méthodes basées sur les combustibles fossiles, puis d'une transition vers des processus de combustion basés sur les énergies renouvelables pour atteindre les températures de processus requises.

Pour améliorer la résilience, la capture, le stockage et la gestion des flux d'énergie devraient être adaptés aux besoins de l'industrie de transformation. Cela peut inclure la recherche et l'innovation dans des matériaux avancés innovants sûrs et durables pour le stockage d'énergie (latente ou sensible), par exemple les matériaux à changement de phase et le stockage de chaleur via des vecteurs d'énergie chimique au-delà des E-carburants.

Les propositions relevant de ce sujet devraient aborder plusieurs des points suivants :

• Avancées dans l'utilisation de l'énergie provenant de sources renouvelables dans les processus de production avec une efficacité énergétique améliorée.
• Systèmes énergétiques intégrés avec de nouveaux éléments de stockage pour permettre un fonctionnement fluide des usines malgré les variations de la disponibilité de l'énergie provenant de sources renouvelables.
• Solutions pour les apports énergétiques à basse/moyenne température (100 - 500 °C) dans les industries à forte consommation d'énergie, y compris les solutions hybrides et une réduction progressive de l'utilisation des vecteurs d'énergie fossiles.
• Solutions pour les apports énergétiques à haute température (> 500 °C) dans les industries à forte consommation d'énergie, y compris les processus à haute température entraînés par l'électricité et le stockage d'énergie à haute température.
• Application de matériaux isolants haute performance et de nouveaux matériaux avancés innovants pouvant améliorer la capture, le stockage et la récupération de la chaleur, en particulier pour les applications évolutives à haute température. Ces matériaux devraient...