RETScreen® Projets de cogénération

Présentation au sujet: "RETScreen® Projets de cogénération"— Transcription de la présentation:

1 RETScreen® Projets de cogénération
Centrale électrique Photo : Warren Gretz, DOE/NREL PIX

2 Objectifs Réviser les principes de base des systèmes de cogénération
Décrire les enjeux importants dans l’analyse des projets de cogénération Présenter le modèle RETScreen® pour les projets de cogénération

3 Que produisent les systèmes de cogénération ?
Électricité Chaleur Bâtiments Communautés Procédés industriels …mais aussi… Un meilleur rendement Une diminution des déchets et des émissions Une diminution des pertes de transport et de distribution L’opportunité de mettre en place des réseaux énergétiques urbains La climatisation (froid) Centrale électrique à la biomasse, USA Photo : Andrew Carlin, Tracy Operators/NREL PIX

4 Intérêt des systèmes de cogénération
Les systèmes centralisés de production d’électricité sont généralement inefficaces 50 à 65 % de l’énergie est gaspillée en chaleur Cette chaleur peut-être utilisée dans les procédés industriels, le chauffage des locaux et de l’eau, la climatisation, etc. Habituellement, l’électricité a plus de valeur que la chaleur Schéma modifié en fonction des données de base de la World Alliance for Decentralized Energy; unités en TWh

5 Concept de la cogénération
Produire simultanément un minimum de deux formes d’énergie à partir d’une seule source primaire d’énergie Habituellement, utilisation de la chaleur perdue en provenance des centrales de production d’électricité

6 Description de la cogénération : équipements et technologies
Turbine à gaz Équipement de production d’électricité Turbine à gaz Turbine à vapeur Turbine à gaz – cycle combiné Moteur à piston Pile à combustible, etc. Équipement de chauffage Récupérateur de chaleur Chaudière / Fournaise / Brûleur Pompe à chaleur, etc. Équipement de production de froid Compresseur Refroidisseur à absorption Photo : Rolls-Royce plc Équipement de production de froid Photo : Urban Ziegler, NRCan

7 Description de la cogénération : combustibles
Combustibles fossiles Gaz naturel Diesel (mazout #2) Charbon, etc. Combustibles renouvelables Résidus de bois Biogaz Résidus agricoles Cultures à vocation énergétique, etc. Bagasse Gaz d’enfouissement Géothermie Hydrogène, etc. Cogénération à partir de la biomasse Photo : Warren Gretz, DOE/NREL Geyser (Géothermie) Photo : Joel Renner, DOE/ NREL PIX

8 Description de la cogénération : applications
Bâtiments individuels Commercial et industriel Groupes de bâtiments Réseaux énergétiques urbains (p. ex. communautés) Procédés industriels Cogénération au Kitchener City Hall Photo : Urban Ziegler, NRCan Micro turbine à gaz pour serre Réseau de chauffage collectif de cogénération au gaz d’enfouissement, Suède Photo : Urban Ziegler, NRCan Photo : Urban Ziegler, NRCan

9 Description de la cogénération : systèmes énergétiques collectifs
La chaleur d’une centrale de cogénération peut-être distribuée aux bâtiments localisés à proximité pour le chauffage et la climatisation Des tuyaux d’acier isolés sont enterrés entre 0,6 et 0,8 m sous terre Avantages par comparaison aux bâtiments ayant leur propre centrale : Meilleur rendement Contrôle centralisé des émissions Sécurité Confort Commodité de l’exploitation Habituellement, le coût d’investissement est plus élevé Centrale d’un réseau énergétique urbain Tuyaux d’un réseau d’eau chaude Photo : SweHeat Photo : SweHeat

10 Coûts des systèmes de cogénération
Coûts très variables Coûts d’investissement Équipement de production d’électricité Équipement de chauffage Équipement de climatisation Ligne électrique Chemins d’accès Tuyauterie du réseaux d’énergie Coûts récurrents Combustible Exploitation et entretien Remplacement & réparation des équipements

11 Paramètres clés des projets de cogénération
L’approvisionnement en combustible doit être fiable à long terme Les coûts d’investissement doivent rester prévisibles Un « client » pour la chaleur et l’électricité est indispensable La vente d’électricité au réseau doit-être négociée, si tout n’est pas consommé sur place La capacité est habituellement déterminée par la charge en chauffage de base (c.-à-d. la charge de chauffage minimale en conditions normales d’opération) Généralement, la production de chaleur représente de 100 à 200 % de la production d’électricité La chaleur peut-être utilisée pour la production de froid en utilisant des refroidisseurs à absorption Le risque associé à l’incertitude sur l’écart de prix futurs entre l’électricité et le gaz naturel doit-être géré adéquatement

12 Exemple : Canada Bâtiments individuels
Bâtiments requérant chauffage, climatisation et une source fiable de production d’électricité Hôpitaux, écoles, bâtiments commerciaux, bâtiments agricoles, etc. Hôpital, Ontario, Canada Moteur à piston Photo : GE Jenbacher Récupérateur de chaleur sur gaz d’échappement de bouilloire Photo : GE Jenbacher Photo : GE Jenbacher

13 Exemples : Suède et USA Groupe de bâtiments
Groupes de bâtiments desservis par une centrale électrique produisant aussi de la chaleur et/ou du froid Universités, complexes commerciaux, communautés, hôpitaux, complexes industriels, etc. Réseaux énergétiques urbains Turbine à gaz au MIT, Cambridge, Mass. USA Centrale de système énergétique collectif Photo : SweHeat

14 Exemple : Brésil Procédés industriels
Les industries à consommation constante et importante de chaleur et/ou de froid constituent des industries cibles en cogénération Photo : Ralph Overend/ NREL Pix Bagasse pour le procédé industriel d’un moulin au Brésil Ceci est aussi applicable aux industries qui produisent des résidus utilisables pour produire de la chaleur et de l’électricité

15 Exemples : Canada et Suède Gaz d'enfouissement
Les sites d’enfouissement produisent du méthane par décomposition des déchets Ce combustible peut-être utilisé pour la production d’électricité, de chaleur et/ou de froid Système de collection Filtre Compresseur Torche Vapeur Procédés Électricité Système de collection/ valorisation de gaz d’enfouissement Séchage et refroidissement Réseau de chauffage urbain de cogénération au gaz d’enfouissement, Suède Schéma : Gaz Métro Photo : Urban Ziegler, NRCan

16 Modèle RETScreen® pour les projets de cogénération
Pouvant être utilisé partout dans le monde pour l’analyse de la production énergétique, des coûts sur le cycle de vie et des émissions de gaz à effet de serre Climatisation, chauffage, électricité, et toutes leurs combinaisons Turbines à gaz et à vapeur, moteurs à piston, piles à combustible, bouilloires, compresseurs, etc. Gamme étendue de combustibles, allant des combustibles fossiles à la biomasse et la géothermie Intégration de diverses stratégies d’opération Outil de prévision des gaz d’enfouissement Réseaux énergétiques urbains Inclut aussi : Plusieurs langues et devises monétaires, le choix des unités et d’outils optionnels

17 RETScreen® cogénération
Capacité d’évaluer divers types de projets Chauffage seulement Électricité seulement Climatisation seulement Cogénération chaleur et électricité Cogénération froid et électricité Cogénération chaleur et froid Trigénération froid, chaleur et électricité

18 RETScreen® cogénération : systèmes de chauffage

19 RETScreen® cogénération : systèmes de climatisation

20 RETScreen® cogénération : systèmes de production d’électricité

21 Calculs RETScreen® cogénération
Organigramme simplifié du modèle énergétique de cogénération Voir e-Manuel Analyse de projets d’énergies propres : Manuel d’ingénierie et d’études de cas RETScreen® Analyse de projets de cogénération

22 Comparaison des calculs de performance de turbines à vapeur
Exemple : validation du modèle RETScreen® pour les projets de cogénération Validation générale par une firme de consultants indépendants (FVB Energy Inc.) et par de nombreux bêta-testeurs en provenance de l’industrie, d’entreprises d’électricité, de gouvernements et du milieu académique Comparaison excellente avec plusieurs autres modèles ou données mesurées (p. ex. les calculs de performance de turbines à vapeur ont été comparés avec les résultats du logiciel de simulation de procédé énergétique GateCycle de GE Energy) Comparaison des calculs de performance de turbines à vapeur Kpph = 1000 lbs/hr

23 Conclusions Les systèmes de cogénération permettent une utilisation efficace de la chaleur qui est généralement gaspillée RETScreen calcule les courbes classées de la demande et de la charge, l’énergie fournie et la consommation en combustible pour diverses combinaisons de chauffage, de climatisation et/ou de production d’électricité en utilisant un minimum de données RETScreen permet d’obtenir des économies de coûts significatives pour la réalisation d’études préliminaire de faisabilité

24 Questions? www.retscreen.net
Module d’Analyse de projets de cogénération RETScreen® Cours d’analyse de projets d’énergies propres Pour plus d’informations veuillez consulter le site Web de RETScreen