CO2 transcritique : ce que finance BAT-EQ-117
Le passage au CO2 transcritique relève de BAT-EQ-117, une fiche qui ne ressemble à aucune autre du dispositif. Elle ne finance pas un équipement identifié mais une architecture frigorifique, décrite par trois cas et cinq options.
Conséquence directe : deux installations de même puissance, dans le même magasin, peuvent ouvrir des primes dans un rapport de un à deux. Le choix du montage se fait donc avant le devis, pas après.
Pourquoi le CO₂ remplace les HFC
Le mouvement ne vient pas du dispositif des certificats mais de la réglementation sur les fluides.
Un hydrofluorocarbure utilisé en froid commercial affiche un potentiel de réchauffement global très élevé, souvent plusieurs milliers de fois celui du CO₂. Sa mise sur le marché se réduit par étapes, et les prix suivent.
Le CO₂, désigné R744 dans la profession, présente à l’inverse un PRG de 1. Il n’est ni inflammable ni toxique aux concentrations usuelles, et il ne fait l’objet d’aucune restriction de charge.
Son inconvénient relève de la thermodynamique. Son point critique se situe autour de 31 °C. Au-delà de cette température extérieure, le cycle passe en régime transcritique : le rejet de chaleur ne se fait plus par condensation mais par refroidissement de gaz dans un gascooler. Le rendement s’en ressent, et les options de la fiche corrigent précisément ce défaut.
Les trois cas de la fiche
La configuration existante détermine le cas, et non le matériel neuf envisagé. C’est la première erreur de lecture.
Le cas 1 part d’un froid positif à un seul étage de compression, avec un fluide HFC de PRG supérieur à 150, en détente directe ou indirecte. La solution éligible associe un fluide frigorigène de PRG inférieur à 150 — hors CO₂ — et le CO₂ comme frigoporteur diphasique moyenne température.
Le cas 2 part d’un froid négatif seul, monoétagé, aux HFC. La solution éligible est une cascade avec étage positif au fluide de PRG inférieur à 150 et étage négatif au CO₂ subcritique.
Le cas 3 part d’une installation à deux circuits séparés ou en cascade, dont l’étage positif utilise un HFC de PRG supérieur à 150. La solution éligible est une installation au CO₂ transcritique, avec ou sans étage négatif, avec ou sans évaporateur positif utile.
Le cas 3 est le plus fréquent en surface commerciale, et c’est le seul qui ouvre les cinq options.
Les cinq options du cas 3
Elles décrivent des améliorations du cycle transcritique, et chacune se traduit dans le forfait.
- Option 0 : installation au CO₂ transcritique sans dispositif supplémentaire.
- Option 1 : avec compresseur CO₂ parallèle, qui comprime le gaz de détente directement depuis la pression intermédiaire.
- Option 1 bis : avec éjecteur gaz CO₂, sans compresseur parallèle.
- Option 2 : avec compresseur parallèle et éjecteur gaz, non cumulable avec les options 1 ou 1 bis.
- Option 3 : alimentation des évaporateurs en régime saturé, par éjecteur liquide ou par système de suralimentation, cumulable avec les options 0, 1 et 2.
L’option 3 se distingue des autres : elle ne remplace pas une option, elle s’y ajoute. C’est cette combinaison qui produit les forfaits les plus élevés de la fiche.
Ce que chaque option apporte au cycle
Le compresseur parallèle évite de détendre tout le débit jusqu’à la basse pression. Il reprend le gaz à une pression intermédiaire, ce qui réduit le travail de compression sur la part concernée.
L’éjecteur gaz poursuit le même objectif par un autre moyen : il récupère l’énergie de détente pour relever la pression d’aspiration, sans pièce mobile.
L’alimentation en régime saturé agit ailleurs, sur les évaporateurs. En les alimentant en fluide saturé plutôt qu’en vapeur surchauffée, elle améliore l’échange et permet de relever la pression d’évaporation.
Les trois se combinent, et c’est pourquoi l’option 2 en régime saturé représente le montage le mieux doté du dispositif froid commercial.
Les forfaits, du simple au double
L’écart entre le montage minimal et le montage complet atteint donc 7 800 kWh cumac par kilowatt, soit 92 % de plus. Sur une centrale de 200 kW frigorifiques, cela représente 1 560 MWh cumac d’écart — de l’ordre de 8 000 à 14 000 €.
En cas 3, le calcul retient la somme des puissances positive et négative. Elle compte même lorsque l’installation ne délivre qu’une puissance négative. Les montants détaillés et leur conversion en euros figurent sur la page prix d’une installation frigorifique.
Les règles de calcul propres à la fiche
Trois d’entre elles changent le résultat, et elles se vérifient sur le document de l’installateur frigoriste.
En cas 1, l’installation ne comporte aucun compresseur négatif. Le calcul retient la seule puissance positive utile au besoin de froid.
En cas 2, un circuit frigoporteur peut alimenter les évaporateurs positifs et condenser le CO₂ négatif. Il ne peut pas alimenter les évaporateurs négatifs. La puissance des compresseurs moyenne température ne compte pas.
Dans tous les cas, le calcul écarte la puissance des compresseurs de secours. Sur une centrale redondante, cette exclusion pèse lourd.
L’installation neuve sans remplacement
C’est la seconde voie d’accès à la fiche, et elle est plafonnée.
Une installation frigorifique neuve au CO₂ de puissance frigorifique inférieure à 40 kW est éligible sans remplacement d’une installation existante. Elle doit satisfaire aux conditions des solutions éligibles des cas 2 et 3.
Ce seuil de 40 kW correspond aux besoins d’une supérette, d’un laboratoire de transformation ou d’une cuisine centrale de taille modeste. Au-delà, la fiche exige la substitution d’une installation aux HFC.
La fiche admet par ailleurs le groupe de condensation : compresseur, condenseur ou gascooler et organes annexes, hors évaporateurs. Il se raccorde ensuite aux évaporateurs ou au meuble frigorifique de vente.
Le rapport, pièce maîtresse du dossier
Le document justificatif prend la forme d’un rapport daté et signé par un professionnel, au contenu le plus détaillé du cluster.
Il porte les températures et les puissances des besoins en froid positif et négatif, chacune justifiée au regard de l’usage. La fiche en donne l’exemple : une température négative de −30 °C pour des meubles frigorifiques de vente négatifs.
Il décrit l’installation existante, identifie le groupe neuf par marque et référence, indique le point de fonctionnement retenu pour déterminer les puissances, et nomme le cas et l’option choisis.
Le point de fonctionnement doit rester cohérent avec la zone climatique du site. C’est le point de contrôle le plus fréquent : des puissances déterminées à une température extérieure favorable gonflent la prime, et le contrôle les corrige. Les conditions complètes du dossier figurent sur la page éligibilité groupe froid.
Comment décider du montage
La prime ne doit pas déterminer l’architecture, mais elle en modifie la comparaison économique.
Un éjecteur gaz et un compresseur parallèle représentent un surcoût d’équipement réel. En face, ils apportent un gain d’exploitation sur toute la durée de vie de la centrale — quinze ans selon la fiche — et un supplément de prime de 4 200 kWh cumac par kilowatt.
Sur une centrale de 200 kW, ce supplément approche 840 MWh cumac, soit 4 000 à 7 500 €. C’est rarement suffisant pour financer seul les deux dispositifs, mais cela réduit sensiblement l’écart avec un montage de base.
L’arbitrage se fait donc sur trois termes : le surcoût d’investissement, le gain de consommation annuel, et le supplément de prime. Le troisième se calcule exactement ; les deux premiers relèvent du bureau d’études. La page calcul de la prime explique le mécanisme de valorisation, et la page obligés CEE le rôle de chaque acteur.
Où cette opération se place
Le remplacement de centrale est l’opération la plus lourde du cluster, et la moins bien couverte en proportion. La page prime CEE froid industriel situe les deux familles d’opérations, et la page régulation HP et BP flottante traite l’alternative légère.
En commerce alimentaire, l’opération se combine avec la fermeture des meubles frigorifiques et la récupération de chaleur sur la centrale. Les opérations mobilisables sur un site agroalimentaire figurent sur la page CEE agroalimentaire, et celles d’un parc tertiaire sur la page CEE tertiaire.
Sources
Trois références fondent cette page.
- La fiche BAT-EQ-117 en version A40-2, applicable depuis le 1ᵉʳ avril 2022, pour les trois cas, les cinq options, les huit forfaits et le contenu du rapport.
- Le règlement européen sur les gaz à effet de serre fluorés, pour le seuil de PRG 150 et la réduction progressive des hydrofluorocarbures.
- Notre référentiel des fiches, pour le statut en vigueur, corrigé par les arrêtés parus sur Légifrance.
Le ministère chargé de l’énergie publie le texte de la fiche. Le point critique du CO₂ et le principe du cycle transcritique relèvent, eux, de la thermodynamique du fluide et non du texte réglementaire.