COGENERATION – Une solution énergétique d’avenir

par Ioana Mirica / mercredi, 28 avril 2021 / Publié dans Bâtiments tertiaires, Hôtels, Micro-cogénération, News, Technology

La Cogénération

La cogénération consiste à produire et à utiliser simultanément de l’électricité et de la chaleur à partir d’une même énergie primaire. La production d’électricité (à partir d’un moteur thermique ou d’une turbine) dégage une grande quantité de chaleur qui est habituellement inutilisée. Or, cette dernière peut servir pour chauffer des locaux ou bien pour alimenter un procédé industriel. La chaleur est donc valorisée par la cogénération et cela permet d’atteindre un rendement énergétique total pouvant atteindre 109,5%.

Ainsi, la cogénération est une solution vertueuse car elle permet d’optimiser la consommation du combustible initial et de réduire les rejets de gaz à effet de serre. A noter que ces installations doivent produire au plus près des lieux de consommation et être idéalement dimensionnées.

Encore assez marginale, la cogénération fournit, au niveau européen, 11 % de l’électricité et 16,5 % de la chaleur. 43% des installations utilisent le gaz naturel et 27% des énergies renouvelables. Avec 4 % de la production d’électricité globale issue de la cogénération (7 % en hiver, saison où elle est le plus utilisée), la France est le troisième plus gros parc européen derrière les Pays-Bas (43 % de la production d’électricité) et l’Allemagne (9 %). On compte 860 installations de cogénération en France (produisant 6,5 GW, dont 5 GW par des installations alimentées en gaz). Plus du tiers d’entre elles sont concentrées en Île-de-France, en Haute-Normandie et en Rhône-Alpes.

La cogénération représente environ 7 % de la production d’énergie dans le monde.

En 2030, elle devrait représenter en Europe :

870 TWh d’énergie économisée,
350 Mt d’émissions de CO2 évitées en 2030, équivalent aux émissions des 75 millions de voitures,
20% de l’électricité de l’UE,
33% de l’objectif de réduction de 55% des GES de l’UE,18% de l’objectif d’efficacité énergétique de l’UE.

Principe de fonctionnement de la cogénération

Ces installations suivent les étapes suivantes :

Une source d’énergie unique fait tourner un moteur ou une turbine ;
Puis le moteur ou la turbine entraîne un alternateur qui va créer de l’électricité ;
Celle-ci va ensuite être consommée sur place ou distribuée sur le réseau du fournisseur d’énergie ;
Enfin, lorsque le moteur ou la turbine fonctionne, il produit de la chaleur qui est récupérée et utilisée dans le réseau de chauffage.

SCHEMA SYNOPTIQUE COGENERATION

PRESENTATION de l’APPAREIL

Après avoir démontré son efficacité dans l’industrie ou les grands bâtiments, la cogénération se développe aujourd’hui dans l’habitat résidentiel, à plus petite échelle. On parle alors de micro-cogénération.

Cette dernière étant un système plus compacte, elle s’intègre plus facilement dans une chaufferie classique. Elle permet de fournir le chauffage, l’eau chaude sanitaire et l’électricité pour un ou plusieurs bâtiments d’habitation ou tertiaires, en complément d’une chaudière. Ainsi l’électricité produite par l’installation peut être consommée ou réinjectée dans le réseau afin de bénéficier de remises tarifaires sur les charges du bâtiment. Enfin, à noter également le développement de l’autoconsommation partagée.

Les applications

Afin de valoriser au mieux l’utilisation de la cogénération, la priorité est de bien connaître les consommations des bâtiments tant en électricité qu’en énergie thermique.

La cogénération peut justement répondre aux consommations importantes en termes de chauffage ou d’ECS pour une grande variété de bâtiments: publics, commerciaux, tertiaires ou industriels…

Avantages de la Micro-Cogénération

Son usage présente plusieurs avantages :

L’atteinte d’un rendement total pouvant aller jusqu’à 109,5%, grâce à l’utilisation de toutes les énergies disponibles;
La préservation des ressources ;
La production d’énergie électrique qui limite les émissions de CO2 ou NOx. Ainsi, en Europe, 250 millions de tonnes de CO2 sont évitées par an ;
L’obtention du label Bepos;
Une réelle économie d’énergie grâce à la production locale de l’électricité, totalement ou partiellement autoconsommée.
L’effet vertueux du système : par grand froid, la cogénération permet de palier les tensions du réseau d’énergie.

Solutions micro-cogénération ELCO

Afin de dimensionner au plus juste une micro-cogénération, il est indispensable de prendre en considération les aspects suivants :

La sélection du modèle en fonction du besoin en chaleur du projet
La puissance thermique ne doit couvrir qu’une partie du besoin en chaleur du projet (voir ci-dessous). En effet, l’autre partie sera couverte par une chaudière d’appoint. Donc, la puissance de la cogénération devrait être comprise entre 10 et 20% de celle de la chaudière installée.
La durée de fonctionnement annuelle de la cogénération doit être au minimum de 5000 h/an (idéalement 6000 h/an). Par conséquent, plus la durée annuelle est élevée, plus l’installation sera rentable.

Part moyenne de la cogénération dans le besoin de chaleur selon le type de projets

Afin de fournir du chauffage, de l’ECS et de l’électricité, la gamme VARION C-POWER, en combinaison avec des chaudières gaz à condensation ELCO, s’intègre dans des systèmes aussi variés que :