Nouvelle technologie permettant d’utiliser plus d’énergies fossiles et renouvelables, la cogénération est une solution de plus en plus appliquée dans le secteur de l’industrie, ainsi que dans les grands bâtiments ayant de gros besoins en chauffage.
Le principe de la cogénération est simple. Il consiste à produire de façon simultanée de l’électricité et de la chaleur avec un seul combustible. Ainsi, la production d’énergie peut être mécanique et thermique.
Grâce à un rendement élevé et une efficacité attestée, un cogénérateur augmente la valeur de l’énergie thermique produite.
Depuis peu, la cogénération s’invite dans les foyers domestiques. Pas plus gros qu’un lave-vaisselle, le système permet aux particuliers de bénéficier de cette micro-cogénération. Selon le site energuide.be, il réduirait même la facture de chauffage d’environ 10 % !
Mais comment ça fonctionne ? Quels sont les principaux avantages de la cogénération ? Existe-t-il des limites à cette technologie ? Voici tout ce qu’il faut savoir sur la cogénération.
Dans les centrales thermiques dites classiques, l’électricité est produite grâce à une turbine alimentée par la combustion de ressources telles que le charbon, le fioul, le bois ou encore le gaz naturel.
Ce mode de production dégage de la chaleur qui, n’étant pas récupérée, se disperse dans l’air.
La cogénération permet de produire cette chaleur ainsi que de l’électricité avec une source d’énergie unique. Il peut s’agir d’une énergie fossile, comme le pétrole ou le gaz, ou d’une énergie renouvelable, comme le bois ou le biogaz.
À la différence des centrales thermiques, la centrale de cogénération dispose d’un équipement supplémentaire : l’échangeur thermique.
C’est cette installation qui permet d’utiliser la chaleur générée par la production d’électricité.
Quelle que soit la source d’énergie utilisée, sa combustion alimente un moteur. Celui-ci peut être un moteur à combustion interne ou un moteur Stirling, une turbine à combustion, à gaz ou à vapeur, ou encore des piles à combustible.
Une fois lancé, ce moteur met en mouvement un alternateur qui va produire l’électricité et générer de la chaleur. Pour éviter le surchauffage, un liquide de refroidissement est utilisé.
La chaleur est récupérée par l’échangeur thermique pour être ensuite redistribuée pour produire de l’eau chaude dans les installations sanitaires et/ou les systèmes de chauffage.
D’une manière générale, dans les bâtiments industriels, cette eau chaude ainsi produite est exploitée sur place.
La chaleur perdue lors de la combustion représente une déperdition énergétique très importante. Grâce au procédé de cogénération, le rendement global d’une centrale est estimé entre 80 et 90 %, ce qui dépasse de loin celui d’une centrale nucléaire qui ne va pas au-delà de 30 %.
Le calcul est donc simple : 70 % de la chaleur générée lors de fission de l’uranium est irrémédiablement perdue ! En effet, elle est redirigée soit vers le fleuve ou la mer à proximité de la centrale, ou directement dans les tours de refroidissement.
Dans le monde, peu de centrales nucléaires sont équipées pour pouvoir appliquer le principe de la cogénération. Celle de Beznau, en Suisse, en est un exemple.
Cette efficacité en termes de productivité est sans aucun doute le plus gros avantage de la cogénération.
Depuis quelques années, la question de l’amenuisement des ressources naturelles est au cœur des préoccupations du monde entier. Or, le charbon, le pétrole, le gaz naturel ne sont pas inépuisables. Pourtant, ces ressources fossiles sont utilisées en grande quantité dans les centrales thermiques classiques. D’où l’importance de limiter au maximum les déperditions énergétiques, pour agir sur la disparition programmée de ces combustibles fossiles et non renouvelables.
En étant récupérée, la chaleur émise par la combustion permet d’exploiter au maximum la source d’énergie utilisée et d’en gâcher le minimum. De plus, l’énergie mécanique et l’énergie thermique étant produite simultanément, elles ne nécessitent qu’une seule installation, et non 2. La centrale de cogénération réduit donc l’empreinte carbone en diminuant l’émission des gazs à effet de serre que sont le dioxyde et le monoxyde de carbone, ainsi que l’oxyde d’azote.
Afin de conserver toute sa rentabilité, et parce que les installations ne peuvent fonctionner qu’en même temps, une centrale de cogénération est tenue de produire électricité et chaleur dans un même processus de production.
Si les besoins en électricité sont plus importants, la production de chaleur sera proportionnelle car elle dépend de l’énergie mécanique.
Pour réduire la déperdition de chaleur lors du transport de l’eau, la centrale de cogénération doit se trouver à proximité du système de chauffage ou des installations sanitaires à approvisionner. À l’inverse, l’électricité peut tout à fait être vendue pour être exploitée ailleurs.
À l’heure actuelle, les centrales de cogénération sont naturellement plus nombreuses dans les pays froids, comme en Europe de l’Est et en Russie, où le climat engendre une consommation importante de chauffage. Cependant, ce principe de production d’énergie plus écologique et plus rentable ne cesse de prendre de l’ampleur dans d’autres pays, pour répondre notamment aux exigences environnementales.
Si vous souhaitez davantage de renseignements sur nos moyens et techniques de cogénération, n'hésitez pas à nous contacter.
