MODULE 10 DIAGNOSTIC ENERGETIQUE DES MACHINES THERMIQUES Présenté par, Pr Alexis KEMAJOU Expert en Efficacité Energétique

Thème 4 : LA COGENERATION

Préambule Les industries installées dans les pays concernés par la formation sont équipées des turbines à vapeur et des turbines à combustion. La cogénération se caractérise par un excellent rendement énergétique. Elle permet des économies d’énergie primaire par rapport à des productions distinctes d’électricité.

la rentabilité des systèmes équipés de la cogénération. FINALITE Décrire le principe de la cogénération et vous présenter ce qu’elle apporte en terme de contribution à la réduction de la consommation d’énergie dans l’industrie et des principaux gaz à effet de serre. Vous présenter les avantages de la cogénération : turbines à vapeur, à combustion la rentabilité des systèmes équipés de la cogénération.

Principe de la cogénération Pourquoi une unité de COGENERATION SOMMAIRES Principe de la cogénération Pourquoi une unité de COGENERATION La cogénération est une technologie à promouvoir Avantages Economiques de la cogénération Notions de rendement de cogénération Les technologies de Cogénération

Principe de la cogénération L'idée de cogénération se base sur le fait que la production électrique dégage une grande quantité de chaleur à température moyenne, habituellement dissipée dans l'environnement.

Principe de la cogénération Le principe de la cogénération est de produire simultanément de la chaleur et de l'électricité. Grâce à cette production combinée, les pertes d’énergie se réduisent de manière significative. Ainsi, la cogénération permet d'économiser entre 15 et 20 % d’énergie primaire par rapport à la production séparée de ces mêmes quantités de chaleur et électricité

A qui s’adresse une unité de COGENERATION ? Au RESPONSABLE ENERGIE d'un hôpital, d'une entreprise agro-alimentaire ou d'un hôtel, qui a toujours besoin de chaleur et d’électricité. Le responsable énergie de ces entités se doit de convaincre les décideurs de mettre un œuvre une unité de cogénération.

Possibilités de gestion d’exploitation La chaleur, dont il est question ici, est celle qui sert à dans les procédés industriels (eau chaude, air chaud, vapeur basse pression), à préparer l'eau chaude sanitaire ou à répondre aux besoins des applications industrielles à basse température. Pour couvrir vos besoins de chaleur et d'électricité, nous utilisons généralement une chaudière à combustible fossile et nous achetons l'électricité au réseau.

Possibilités de gestion d’exploitation il est possible, et souvent avantageux, de couvrir simultanément ses besoins de chaleur et d'électricité par une unité de cogénération. Il s'agit d'un moteur, d'une turbine à gaz ou d'une turbine à vapeur, qui génère simultanément de la chaleur et de l'électricité.

La cogénération est une technologie à promouvoir La cogénération contribue activement à : - une politique pour la maîtrise durable de l'énergie. Par son économie d'énergie primaire significative, - elle permet de réduire la dépendance énergétique d’une entreprise vis-à-vis du producteur locale d’énergie électrique .

La cogénération est une technologie à promouvoir - Elle permet de réduire les émissions de CO2 pour la production d'une même quantité de chaleur et d'électricité, et contribue ainsi à satisfaire les engagements des pays vis-à-vis du Protocole de Kyoto. Dans nos pays, le gouvernement devrait promouvoir et soutenir les projets de cogénération. L’aboutissement étant la mise sur pied du mécanisme de certificats verts.

Avantages de la Cogénération - Une réduction significative de votre facture de consommation d’électricité - Création de nouveaux emplois au niveau régional - Avantages environnementaux - Une participation active aux engagements de Kyoto

Etude de Préfaisabilité d’une unité de cogénération L'étude de pré-faisabilité vous donnera, par une méthode simplifiée, un ordre de grandeur de la taille de l'unité de cogénération à installer dans votre établissement. À partir de ce pré-dimensionnement, vous obtiendrez quelques éléments vous permettant de prendre une décision en connaissance de cause, à savoir:

Avantage d’un étude de Préfaisabilité pour l’implantation d’une unité de cogénération - Le type de technologie à utiliser ; - Le montant estimé de l'investissement ; - Les frais d'exploitation ; - Le gain en CO2 et le nombre de certificats verts associés ; - L'économie d'énergie primaire engendrée ; - La réduction attendue de la facture d'achat d'électricité ; - Une estimation de la rentabilité financière du projet.

Notion de rendement d’une unité de cogénération Pelec : puissance électrique produite. Qchaleur utile : puissance thermique extraite des gaz d'échappement. Qcombustible : puissance thermique fournie par le combustible.

Les technologies de Cogénération Cogénération par moteur Un moteur produit à peu près deux types d'énergie thermique : une énergie "basse température" (environ 95 °C), récupérée sur les huiles et les eaux de refroidissement une énergie "haute température" (environ 450 °C), sur les gaz d'échappement

Les technologies de Cogénération Cogénération par moteur L'utilisation pratique de cette chaleur est tout un problème, en particulier dû aux différents niveaux de température. la chaleur est généralement produite sous forme d'eau chaude.

Les technologies de Cogénération : cogénération par turbine à combustion

Les technologies de Cogénération : Cogénération par turbine à vapeur

Les technologies de Cogénération : Cycle combiné

Trigénération La trigénération est une extension de la cogénération, avec production d'une troisième catégorie d'énergie, en général du froid. Ce froid peut être produit mécaniquement, par utilisation directe de l'énergie mécanique du moteur ou de la turbine, il peut également être produit indirectement au travers par exemple d'un groupe à absorption.

Conclusion La cogénération est une technologie d'avenir ! Elle s'intègre aisément dans tout établissement possédant des besoins de chaleur et d'électricité importants. elle procure de nombreux avantages que ce soit en terme  de réduction de la facture d'achat d'électricité ou de réduction des émissions de CO2. Tout investissement supplémentaire, synonyme de création d'emplois, doit cependant pouvoir se justifier d'un point de vue économique.

Conclusion Pour installer un système de cogénération dans son entreprise, il est utile de faire dans un premier temps une étude de pré faisabilité : réaliser un premier dimensionnement de l'unité de cogénération pour ensuite estimer un temps de retour simple.

Conclusion Ensuite une deuxième étape serait de mener une étude de faisabilité qui a pour objectif de valider ces premiers résultats en fonction de la configuration propre de votre établissement. C'est sur la base de cette validation, fiable et objective, que vous pourrez opter en connaissance de cause pour la cogénération.

Merci et Bonne soirée à tous FIN