Indice de méthane Le pouvoir calorifique inférieur (PCI) ou le pouvoir calorifique supérieur (PCS) d’un gaz est un critère important à prendre en compte lors du choix d’un moteur à gaz ou d’une centrale de cogénération. Le rendement des moteurs à gaz est généralement calculé sur la base du PCI du gaz.
Chaque fois qu’un combustible hydrocarboné est brûlé, l’un des produits résultant de sa combustion est l’eau. La quantité d’eau produite dépend de la quantité d’hydrogène contenue dans le combustible. En raison des températures de combustion très élevées, cette eau prend la forme de vapeur qui stocke une petite fraction de l’énergie libérée pendant la combustion sous forme de chaleur latente de vaporisation ; en termes plus simples, il s’agit de l’énergie thermique stockée sous la forme de l’« état » vaporeux de l’eau.
La quantité totale de chaleur libérée lors de la combustion d’une unité de combustible, le PCS ou VCS (valeur calorifique supérieure), comprend la chaleur latente stockée dans l’eau sous forme de vapeur. Dans certaines applications, il est possible de recondenser cette vapeur à l’état liquide et de « récupérer » une partie de cette énergie. Cependant, les températures d’échappement du moteur sont supérieures à celles auxquelles la vapeur d’eau se condense, et la vapeur « s’échappe » donc avec les gaz d’échappement, emportant avec elle l’énergie emmagasinée.
La quantité de chaleur disponible d’un combustible, une fois déduite la chaleur latente de vaporisation (CLV ou PLP), correspond au PCS, et c’est cette valeur que l’on obtient lorsque le combustible est brûlé dans un moteur. L’apport énergétique dans un moteur à gaz doit être déterminé à partir du PCI du combustible.
Les fournisseurs de combustibles indiquent généralement le PCS, et c'est cette valeur qui sera utilisée lorsque les coûts unitaires par kWh sont appliqués au combustible. Dans le cas du gaz naturel, le rapport entre le PCS et le PCI est d'environ 1,108 pour 1. Par conséquent, lorsqu'on effectue une analyse coûts-avantages pour une application de cogénération, c'est la valeur du PCS qui doit être utilisée.
Le PCI d’un combustible détermine le débit de ce dernier nécessaire lors de son injection dans le moteur, car l’apport total d’énergie requis par le moteur pour produire une quantité d’énergie spécifique doit être défini et fixé. Ainsi, le débit du gaz doit être tel qu’il puisse fournir l’apport d’énergie requis.
Le PCI d’un combustible est généralement exprimé enkWh/Nm³ ;par conséquent, si l’apport énergétique injecté dans le moteur est connu, le débit de gaz enm³/h peut être facilement calculé.
