Si les conditions générales de votre entreprise sont réunies, vous pouvez réaliser des économies considérables sur vos coûts énergétiques grâce à une centrale de cogénération. Notre guide vous explique ce à quoi vous devez faire attention.
Acheter une centrale de cogénération - Quand est-ce que ça vaut la peine ?
Les centrales de cogénération utilisent le principe du couplage chaleur-force (CCF). Cela signifie qu'elles produisent de l'électricité tout en utilisant la chaleur résiduelle. Au final, elles produisent donc de l'électricité et de la chaleur de chauffage, et ce au même endroit. Il en résulte qu'une centrale de cogénération peut en principe être utile lorsque l'électricité et la chaleur sont nécessaires au même endroit ou lorsque des gaz de processus combustibles doivent être utilisés à des fins énergétiques (gaz d'épuration, biogaz). Dans ce cas, l'exploitant de la centrale de cogénération peut produire sa propre électricité et sa propre chaleur et économiser l'achat d'un fournisseur d'énergie externe. Alternativement, l'électricité et la chaleur peuvent être injectées dans les réseaux d'approvisionnement correspondants contre une rémunération. Pour cela, un raccordement au réseau doit exister ou être installé sur place. En règle générale, les économies réalisées sur la consommation propre sont plus lucratives que les revenus générés par l'alimentation du réseau. En règle générale, plus la consommation ou les besoins en électricité et en chaleur sont importants, plus il est intéressant d'investir dans une centrale de cogénération. L'idéal est d'avoir des besoins élevés et permanents (c'est-à-dire continus).
Quelques avantages du couplage chaleur-force
- Le CCF est la technologie clé pour l'interconnexion urgente des réseaux d'électricité, de gaz, de chaleur, d'e-mobilité et de stockage.
- Le CCF produit d'importantes quantités d'électricité et de chaleur en hiver, lorsque la production d'électricité solaire est plus faible (importation nécessaire en Suisse).
- Le CCF produit de l'électricité et de la chaleur de manière décentralisée sur le lieu de consommation.
- Le CCF permet une économie substantielle d'énergie primaire et réduit ainsi les émissions de CO2 et les coûts énergétiques.
- En Suisse, le CCF utilise actuellement 48% d'énergies renouvelables.
- Le CCF peut utiliser le surplus de courant solaire et éolien au moyen du power-to-X.
- Le CCF produit de l'énergie d'ajustement, qui devient de plus en plus importante avec l'augmentation de la production éolienne et solaire.
- Le CCF favorise l'autodétermination des communes.
Source : Association professionnelle suisse Powerloop, brochureici (PDF).
Cogénération / Centrale de cogénération Fonctionnement
Notre schéma illustre le fonctionnement d'une centrale de cogénération. Selon le type de centrale de cogénération, différents fluides entrent en ligne de compte comme combustible : biogaz, gaz d'épuration ou gaz naturel et, de plus en plus, des gaz renouvelables comme le méthane synthétique ou l'hydrogène.
Légende :
1 Réservoir d'eau chaude
2 Générateur d'électricité
3 Moteur à combustion
4 Combustible
5 Echangeur de chaleur
6 Echangeur de chaleur des gaz d'échappement
Centrales de cogénération / types de centrales de cogénération
En principe, on distingue les centrales de cogénération selon le type de combustible : centrale de cogénération au biogaz, centrale de cogénération au gaz d'épuration et centrale de cogénération au gaz naturel.
Centrale de cogénération au biogaz
Pour la valorisation du biogaz en électricité et en chaleur utilisable. Le biogaz est produit par exemple dans les exploitations agricoles, les grandes installations de compostage ou lors de l'élimination de denrées alimentaires.
Centrale de cogénération au gaz d'épuration
Utilise le gaz d'épuration produit dans les stations d'épuration des eaux usées / stations d'épuration.
Centrales de cogénération au gaz naturel/biométhane
Utilisent le gaz naturel comme combustible pour produire de l'électricité et de la chaleur de manière très efficace et décentralisée.
Aperçu des fabricants de centrales de cogénération
Plusieurs fournisseurs de centrales de cogénération sont présents sur le marché suisse et proposent des installations de différentes marques, avec des puissances et des capacités variées. Avesco fabrique elle-même les centrales de cogénération avec sa propre production en Suisse et dispose des connaissances correspondantes sur les exigences spécifiques, les prescriptions légales et les possibilités de promotion sur le marché local.
Centrale de cogénération / centrale de cogénération Rendement
Alors que les centrales électriques traditionnelles atteignent des rendements d'environ 30 à 60 pour cent, le rendement global d'une centrale de cogénération est nettement supérieur. La plupart du temps, il se situe entre 80 et 95 pour cent. Le rendement global se compose du rendement thermique et du rendement électrique. Le niveau de rendement global dépend essentiellement du moteur utilisé dans la centrale de cogénération, de l'énergie primaire utilisée et du taux d'utilisation de la chaleur résiduelle. Pour ses centrales de cogénération, Avesco utilise les moteurs à gaz efficaces de Caterpillar et Liebherr, qui fonctionnent avec les sources d'énergie renouvelables que sont le gaz d'épuration, le biogaz ainsi que le gaz naturel.
Coûts d'une centrale de cogénération
Les coûts d'une centrale de cogénération dépendent de différents facteurs, tels que la puissance électrique ou thermique nécessaire (capacité), les conditions sur place, le nombre d'heures de fonctionnement annuel, le combustible, les accessoires en option, etc. Le coût total d'une centrale de cogénération (coût du cycle de vie / Total Cost of Ownership) doit toujours être pris en compte dans le calcul. Outre les coûts d'achat et d'installation, il faut également tenir compte de facteurs tels que : Combien de temps la centrale de cogénération peut-elle être exploitée, à combien s'élèvent les coûts de maintenance par heure de fonctionnement, la centrale de cogénération ou les composants de l'installation peuvent-ils être revendus, si l'installation ne doit plus être utilisée un jour, etc.
Centrale de cogénération / promotion de la cogénération
En Suisse, l'achat et l'utilisation d'une centrale de cogénération sont soutenus par une série d'instruments de promotion de la Confédération, des cantons et d'autres institutions. Ces possibilités de soutien sont adaptées au fil du temps aux conditions du marché. Les aides peuvent représenter un volume appréciable et influencer de manière déterminante la rentabilité de l'investissement dans une centrale de cogénération.
Avesco se fera un plaisir de vous conseiller sans engagement sur les possibilités de subvention pour votre nouvelle centrale de cogénération ou celle déjà existante. Parlez-en avec nous : téléphone 0848 636 636.
Centrale de cogénération / centrale de cogénération Domaines d'application
Où une centrale de cogénération peut-elle être utilisée de manière judicieuse ? Les domaines d'application des installations sont très variés. Les domaines d'application typiques sont entre autres :
- les réseaux de chauffage de proximité/à distance, l'approvisionnement des quartiers
- Bâtiments publics comme les écoles, les installations sportives (piscines, gymnases), les hôtels, les salles d'événements, etc.
- Serres
- Commerce et industrie en tant que solutions individuelles ou collectives (chimie, pharmacie, alimentation, laiteries, boucheries, brasseries, etc.)
- Installations d'épuration et de biogaz
Concepts d'intégration
Centrale de cogénération / centrale de cogénération Concepts d'intégration (entre autres avec pompe à chaleur)
Du point de vue de la technique thermique, une centrale de cogénération est généralement intégrée dans des concepts d'installation bivalents. Cela signifie qu'il y a au moins deux générateurs de chaleur. Cela permet d'assurer la redondance, mais aussi de choisir judicieusement la puissance ou la capacité de la centrale de cogénération. En particulier, la combinaison de centrales de cogénération avec des pompes à chaleur et l'utilisation de l'énergie électrique produite comme énergie d'entraînement pour la pompe à chaleur peuvent réduire considérablement les coûts d'exploitation.
Centrale de cogénération / centrale de cogénération Températures
En règle générale, les centrales de cogénération produisent de l'eau de chauffage à une température de 75-90°C. Des températures plus élevées, par exemple pour le chauffage urbain ou les installations industrielles, de 90 à 150°C, sont réalisables avec des équipements optionnels. Même la vapeur peut être fournie avec des échangeurs de chaleur spéciaux pour les gaz d'échappement. Outre le nombre de générateurs de chaleur, ces exigences thermiques sont également déterminantes pour le choix et la conception des composants du système de votre centrale de cogénération.
Centrale de cogénération / centrale de cogénération Alimentation et consommation propre
L'intégration d'une centrale de cogénération du point de vue électrique s'effectue pratiquement toujours avec un raccordement au réseau. La puissance électrique peut alors être injectée dans le réseau électrique ou être consommée directement sur place (régulation de la consommation propre). En Suisse, la rétribution de l'injection ou le supplément est fixé par la Confédération. Tant l'injection dans le réseau électrique que la consommation sur place prennent de plus en plus d'importance en raison de l'électrification croissante du système énergétique et du développement rapide de la production d'électricité renouvelable (pompes à chaleur, e-mobilité). Les centrales de cogénération sont souvent équipées d'une alimentation de secours et peuvent donc alimenter une installation en électricité et en chaleur de manière fiable, même en fonctionnement isolé. Les installations purement autonomes sont rares.
Questions? Manu, expert en CCF, se fera un plaisir de te conseiller.
Manu Singh
Ingénieur d'application Energy Systems