Pouvoir calorifique (PCS / PCI)
Chaleur dégagée par la combustion complète d’une quantité unitaire de combustible ; le pouvoir calorifique supérieur inclut la chaleur de condensation de la vapeur d’eau, l’inférieur l’exclut.
Le pouvoir calorifique d’un combustible peut s’exprimer de deux façons :
- Pouvoir calorifique supérieur (PCS, HHV) : on suppose les produits de combustion refroidis à 25 °C et l’eau formée condensée, ce qui libère sa chaleur latente (environ 2,44 MJ par kg d’eau)
- Pouvoir calorifique inférieur (PCI, LHV) : on suppose que l’eau s’échappe sous forme de vapeur, la chaleur latente n’est donc pas comptée
Rapports PCI/PCS : hydrogène 0.85 (120 / 141.8 MJ/kg) ; gaz naturel environ 0.90 (50 / 55.5 MJ/kg pour le méthane) ; gazole/essence environ 0.93–0.94 ; charbon 0.95–0.97
Bois à 20% d’humidité : PCI environ 14–15 MJ/kg ; bois sec environ 18–19 MJ/kg
Les conventions varient selon les régions et les secteurs : les statistiques européennes et les rendements de moteurs ou de turbines utilisent en général le PCI ; les statistiques américaines (EIA) et la facturation du gaz utilisent le PCS. Voilà pourquoi une chaudière à condensation peut afficher « 107 % de rendement » sur PCI (environ 97 % sur PCS), et pourquoi un CCGT annoncé à 60 % sur PCI ne fait qu’environ 54 % sur PCS. Les comparaisons sur l’hydrogène sont particulièrement sensibles : un rendement d’électrolyseur exprimé sur PCS paraît environ 18 % plus élevé que sur PCI.
L’humidité fait fortement baisser le pouvoir calorifique inférieur de la biomasse et du lignite. Convertissez les quantités de combustible avec le calculateur de contenu énergétique des combustibles.
Termes associés
Tous les termes →- Densité énergétique
Quantité d’énergie stockée par unité de masse (énergie spécifique, Wh/kg ou MJ/kg) ou par unité de volume (Wh/L ou MJ/L) d’un combustible ou d’un moyen de stockage.
- Consommation spécifique de chaleur (heat rate)
Énergie de combustible consommée par une centrale thermique pour chaque kWh d’électricité produit ; l’inverse du rendement, généralement en BTU/kWh ou en kJ/kWh.
- Gaz naturel
Combustible fossile composé surtout de méthane, utilisé pour produire de l’électricité, pour la chaleur industrielle et domestique, et comme matière première chimique pour l’hydrogène et l’ammoniac.
- Hydrogène vert
Hydrogène produit par électrolyse de l’eau dans un électrolyseur alimenté en électricité renouvelable, avec des émissions directes de CO2 quasi nulles.
- Tonne d’équivalent pétrole (tep)
Unité d’énergie conventionnelle égale à 41,868 GJ (10 Gcal, 11,63 MWh), le contenu calorifique nominal d’une tonne de pétrole brut, utilisée dans les bilans énergétiques.
- BTU (British thermal unit)
Unité de chaleur traditionnelle, correspondant à peu près à l’énergie nécessaire pour élever d’un degré Fahrenheit la température d’une livre d’eau ; 1 BTU (IT) = 1 055,06 J.