La cogénération, également appelée production combinée électricité-chaleur ou PCEC, est une procédure de génération d'électricité et chaleur utilisables en même temps. Ce terme fait penser aux « énergies vertes » modernes, mais la cogénération existe depuis Edison. La centrale Pearl Street Station utilisait la chaleur de ses turbines pour réchauffer les bâtiments au sud de Manhattan dans les années 1880. La cogénération est encore utilisée aujourd'hui, car il est logique de profiter autant que possible de l'énergie que vous achetez.
Générer de l'électricité n'est pas toujours la première étape de la cogénération. Ce procédé peut commencer dès que l'on capture de la chaleur à partir de fourneaux ou d'autres processus industriels à haute température et que l'on utilise cette chaleur pour obtenir de la vapeur qui entraîne les turbines pour produire de l'électricité.
Une autre technique implique de récupérer les « déchets » combustibles des scieries et des raffineries de sucre (voire même le méthane des usines de traitements des eaux usées) pour alimenter les chaudières et aider les centrales électriques. Le principe sous-jacent est de maximiser l'efficacité (et donc le retour sur investissement) en utilisant autant que possible l'énergie disponible. Les installations qui produisent de grandes quantités de combustibles comme sous-produits (les raffineries de sucre ou les usines de pâte à papier, par exemple) peuventgénérer des revenus supplémentaires en vendant l'excédent d'électricité. En outre, si vous adoptez la cogénération ou des technologies d'économie d'énergie, des avantages fiscaux sont souvent disponibles pour réduire les coûts.
Qui utilise la cogénération ?
La cogénération n'est pas réservée aux grandes usines industrielles. Beaucoup de petites installations comme des écoles et des hôpitaux utilisent des unités de cogénération autonomes à petite échelle, afin de répondre à leurs besoins en électricité, en chauffage ou en refroidissement. Dès qu'une grande quantité d'énergie est consommée, il peut exister une possibilité d'utiliser la cogénération.
Quels sont les avantages de la cogénération ?
Une diminution des coûts énergétiques
Grâce à la cogénération, les installations qui produisent des combustibles comme sous-produits peuvent exploiter cette source de combustible essentiellement gratuite au lieu de payer pour un brûleur, une chaudière ou un générateur. Les installations qui ne génèrent pas leur propre combustible peuvent souvent acheter du gaz naturel à moindre prix pour l'utiliser en cogénération. Selon certaines estimations, la cogénération peut réduire les coûts énergétiques de près de 40 %.
Une alimentation électrique plus fiable et un meilleur retour sur investissement
Les systèmes électriques de secours sont obligatoires dans les installations où la vie humaine peut être mise en danger par une coupure de courant, par exemple les aéroports et les hôpitaux. Néanmoins, les générateurs de secours représentent un investissement conséquent, mais ne produisent rien en retour en restant inactifs. Un système de cogénération autonome est similaire à un système de générateurs de secours, mais il propose un retour sur investissement plus élevé. Avec une unité de cogénération aux dimensions adéquates, tous les besoins électriques peuvent être satisfaits sur site et le réseau public du fournisseur se transforme en alimentation électrique de secours.
Un impact environnemental réduit
Maximiser l'efficacité énergétique réduit les émissions de gaz à effet de serre. Lorsque la chaleur des déchets est récupérée, moins de combustibles sont nécessaires pour produire l'énergie requise. Par exemple, un hôpital utilisant une centrale de production combinée électricité-chaleur qui produit 100 % de son électricité n'a pas besoin de combustible supplémentaire pour alimenter ses chaudières et n'utilise presque aucune électricité pour ses refroidisseurs. Selon l'une des principales entreprises de conseil, de construction et d'ingénierie pour la cogénération aux États-Unis, une centrale de cogénération dans une telle installation utilise près de 250 % moins d'énergie fossile qu'une centrale électrique traditionnelle.
Comment savoir si la cogénération est adaptée à mon installation ?
Il existe plusiuers facteurs à prendre en compte avant d'opter pour la cogénération. Les coûts de construction des unités de cogénération peuvent, pour de grandes installations, être plus importants que la construction de centrales traditionnelles. Outre les coûts de construction, il ne faut pas oublier les coûts de maintenance.
Des consultants spécialisés en cogénération doivent être interrogés dans le cadre du processus de planification. Les fournisseurs d'équipement de cogénération sont également d'excellentes sources d'information et, aux États-Unis, Advanced Manufacturing Office (AMO) du ministère de l'Énergie peut fournir une assistance technique.
Quand faut-il mettre en place la cogénération ?
- Les équipements de cogénération peuvent être installés à n'importe quel moment, mais l'idéal est lors de la phase de conception.
- Une chaudière de récupération de chaleur peut remplacer économiquement une vieille chaudière.
- Le moment peut être venu si votre installation a besoin d'une alimentation électrique plus fiable.
- Ou si votre organisation souhaite augmenter son efficacité énergétique et réduire son impact environnemental.
Points à contrôler pour passer à la cogénération
Pour vous aider à déterminer la faisabilité de l'utilisation de la cogénération dans votre installation, voici les questions à vous poser :
- Combien d'énergie consomment vos équipements électriques, de chauffage et de refroidissement ? (Pour répondre à cette question, il faudra probablement un audit énergétique détaillé).
- Si votre équipement de chauffage et de refroidissement est vieux et que vous songez à le changer ou à le remettre à neuf, ça peut être le bon moment pour ajouter la cogénération.
- Quel est le coût de l'énergie électrique que vous remplacez ?
- Quels sont les crédits d'impôt et les autres aides disponibles ? Votre installation peut éventuellement bénéficier de crédits d'impôt pour l'investissement et la production d'énergie électrique. En outre, la loi American Recovery and Reinvestment Act, pour la relance de l'économie américaine, offre un total de 256 millions de dollars aux projets relatifs à l'efficace énergétique dans les milieux industriels et notamment à la cogénération.
- Votre installation produit-elle du méthane, des biogaz ou des biocarburants comme sous-produits ?
- Combien paierez-vous en gaz naturel si cela devient votre seule source de combustible de chauffage ? Consultez des fournisseurs d'équipements de cogénération pour comparer les coûts pour d'autres sources de combustibles.
- Combien d'énergie consomment vos équipements électriques, de chauffage et de refroidissement ? (Pour répondre à cette question, il faudra probablement un audit énergétique détaillé).
- Si votre équipement de chauffage et de refroidissement est vieux et que vous songez à le changer ou à le remettre à neuf, ça peut être le bon moment pour ajouter la cogénération.
- Quel est le coût de l'énergie électrique que vous remplacez ?
- Quels sont les crédits d'impôt et les autres aides disponibles ? Votre installation peut éventuellement bénéficier de crédits d'impôt pour l'investissement et la production d'énergie électrique. En outre, la loi American Recovery and Reinvestment Act, pour la relance de l'économie américaine, offre un total de 256 millions de dollars aux projets relatifs à l'efficace énergétique dans les milieux industriels et notamment à la cogénération.
- Votre installation produit-elle du méthane, des biogaz ou des biocarburants comme sous-produits ?
- Combien paierez-vous en gaz naturel si cela devient votre seule source de combustible de chauffage ? Consultez des fournisseurs d'équipements de cogénération pour comparer les coûts pour d'autres sources de combustibles.
Un système de cogénération correctement conçu, installé et entretenu peut faire gagner de l'argent à votre installation, réduire l'impact sur l'environnement et fournir une source d'énergie faible. Toutefois, il est important de bien planifier sa mise en place. Pour faire le bon choix, vous devez connaître vos besoins en énergie électrique, en chauffage et en refroidissement ainsi que comprendre le processus de cogénération et les différentes options disponibles.
Ressources
Pour trouver ces informations, rendez-vous sur le site web Industrial Distributed Energy du ministère de l'Énergie des États-Unis.
- « Advanced Manufacturing Office (AMO) » du ministère de l'Énergie « Energy Efficiency & Renewable Energy »
- Rich McKown, ingénieur, « Génération combinée de chaleur et d'électricité : bénéficier de conditions du marché modifiées », Livre blanc Burns & McDonnell, 2009
- « Possibilités de financement » sur le site web du ministère de l'Énergie « Energy Efficiency & Renewable Energy »