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Valoriser la production d’électricité par la cogénération

Consommations énergétiques en augmentation constante, réchauffement climatique, consommation de ressources non renouvelables, il est temps de mettre en œuvre des installations plus performantes. C’est le cas de la cogénération, qui consiste à produire simultanément de l’électricité et de la chaleur au sein d’une même installation. Mais qu’est-ce que c’est ? Quels avantages ? Un exemple ?

 

Situation de la cogénération en France

En France, ce ne sont pas moins de 350 villes qui possèdent des équipements de cogénération, alimentant 450 réseaux de chaleur urbains, soit l’équivalent de la consommation d’un peu plus de 2 millions d’habitants.

Grâce à ses 860 installations de cogénération, la France produit 6,5 GW, dont 5 GW est alimenté au gaz, ce qui représente l’équivalent de 6 réacteurs nucléaires !

La France est d’ailleurs le 3e  plus gros parc européen et représente 4 % de la production globale d’électricité. Elle passe à 7 % en hiver, période où la cogénération est la plus demandée. Les 3 principales régions accueillant ce type d’installations sont l’Ile-de-France, la Haute-Normandie et les Rhône-Alpes.

Parmi ces 6,5 GW produits, Dalkia filiale du groupe EDF et l’un des leaders des services énergétiques ayant pour objectif d’apporter des solutions énergétiques plus écologiques et plus économiques, produit 1 GW d’électricité.

Au delà des solutions de cogénération de forte puissance, un exemple est donné ci après avec la centrale de Biganos, des solutions de cogénération sont aussi possibles à l’échelon de la maison individuelle. On parle alors de micro cogénération avec des puissances qui vont couvrir de l’ordre de 30 % des besoins d’électricité d’une maison individuelle.

 

Les différentes sources possibles pour la cogénération

Le principe de la cogénération est simple, une même installation va produire une énergie mécanique, qui sera alors convertie en électricité, et de la chaleur, avec donc une seule et unique source d’énergie.  Les sources sont diverses, renouvelables ou non, mais la majorité des installations sont des cogénérations gaz :

  • Charbon
  • Fuel
  • Biomasse / bois
  • Gaz naturel
  • Biogaz

La production d’électricité s’effectue principalement par :

– un moteur actionné par du gaz naturel

– une turbine à gaz, couplée à un alternateur

– une turbine à vapeur : la vapeur est produite grâce à une chaudière, par géothermie ou grâce à l’énergie récupérée des process industriels.

Et la chaleur récupérée ? Elle va servir en partie à activer le moteur, la turbine ou une pile à combustible afin de produire de l’électricité. L’autre partie de la chaleur est récupérée via un échangeur thermique et acheminée sous forme d’eau chaude ou de vapeur pour chauffer les entreprises, les usines, les bâtiments publics, les habitations ou encore les bureaux.

Exemple de cogénération – principe d’une pile à combustible céramique –

Pour garantir un rendement maximum, il est essentiel que les installations soient au plus près des besoins afin d’éviter la perte calorifique due au transport sur les longues distances. Ainsi, les grosses usines, très consommatrices en énergie, possèdent leur propre cogénération. L’électricité et la chaleur produites servent directement. C’est le cas de l’usine du papetier Smurfit Kappa Cellulose.

 

La centrale de cogénération biomasse de Biganos par Dalkia

La centrale de cogénération biomasse Dalkia la plus grande se trouve sur le site du papetier Smurfit Kappa Cellulose à Biganos (33). Elle  est alimentée par plus de 500 000 tonnes de biomasse, résidus de l’usine ainsi que de bois et branches de récupération.

Broyeur biomasse à l’entrée de la centrale de cogénération (source Smurfit Kappa)

En parallèle, la vapeur basse pression est récupérée en amont de l’installation et est utilisée par l’usine elle-même pour sécher le papier.

cogénération biomasse
cogénération biomasse

Au total, la centrale de cogénération produit 69 MW d’électricité et 260 T/h de vapeur en chaleur. Vous pouvez ici assister à une visite virtuelle de l’installation de Dalkia sur le site de Biganos.

Un 2 en 1 au rendement bien supérieur à 80%

La cogénération permet de produire de l’électricité tout en valorisant la chaleur qui en découle dans réseaux de chaleur, bâtiments collectifs, vapeur pour les industries. Ainsi avec une installation de cogénération, le rendement énergétique global atteint très régulièrement 85 à 90 %.

 

Article rédigé en partenariat avec Dalkia – source chiffres Dalkia

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