Système de valorisation d’un gaz de synthèse Moteur ou turbine à gaz?

Généralités Gazogène Alternative aux combustibles fossiles Voies pour valoriser un gaz synthétique

Sommaire 1. Principaux points de comparaison entre TAG & Moteur (1/2) 2. Installation de référence de 5MWé alimentée en GN 3. Techniques d’obtention d’un gaz de synthèse 4. Caractéristiques de 3 gaz de synthèse 5.Comparaisons entre TAG et moteur

1. Principaux points de comparaison entre TAG & Moteur (1/2) Gamme de puissance: Moteur jusqu’à 3MW TAG jusqu’à 300MW (cycle simple) Pour TAG meilleure récupération des pertes thermiques (95% dans les gaz d’échappement) → si cogénération utilisation pour process industriel nécessitant une pression et température élevées Dans moteur déperditions multiples (récupérations sur les fumées, sur circuit de refroidissement bloc moteur, sur circuit de refroidissement des huiles de lubrification) → si cogénération utilisation pour chauffage et production d’eau chaude SFC (TAG) > SFC (Moteur) et d’autant plus hors de la pleine charge

Principaux points de comparaison entre une TAG & Moteur (2/2) Masse par unité de puissance: exemple 5MWé TAG 5MWé = 1t/MW Moteur 5MWé = 5t/MW Encombrement: exemple package de 5MWé package TAG = 50% package moteur Start time: 30 à 60 secondes pour petite TAG 1 à 2 minutes pour TAG plus puissante moins de 10 secondes pour moteur Dual fuel: transfert en fonctionnement pour TAG plus facile que pour moteur Coût de maintenance plus faible pour TAG (consommation d’huile très faible) Vibrations TAG moins importante Emission de polluants: CO2: Moteur < TAG car SFC NOx: Moteur > TAG

2. Installation de référence de 5MWé alimentée en GN Moteur TAG Puissance électrique 2 x 2,5 MWé 5 MWé Rendement électrique 38,5% 32% Rendement thermique 42% Puissance thermique 5,45 MWth 7MWth Durée de vie 20 ans Disponibilité Si 3624h : 95% Si 8600h : 90% Si 8600h : 92,2% Coût investissement 691 €/kWé en 2001 781 €/kWé en 2001 Charges d’exploitation 13 €/MWh 10 €/MWh Emissions (kg/MWh) CO2 : 306 NOx : 0,139 CO2 : 362 NOx : 0,167 Coût net de production (€/MWh) Si 3624h : 62,85 Si 8600h : 43,57 Si 3624h : 76,67 Si 8600h : 47,69 Source: Ministère de l’économie

3. Techniques d’obtention d’un gaz de synthèse

Gazéification Lit fixe jusqu’à 2MW Lit fluidisé bouillonnant Lit fluidisé circulant jusqu’à 10 MW

4. Caractéristiques de 3 gaz de synthèse

5.Comparaisons entre TAG et moteur turbine encombrement - + pression d'admission entretien ~ investissement

Conclusion Pélec > 10 MW  turbine 0,25<Pélec<10MW  choix difficile  Choix de l’industriel selon l’espace disponible, le budget, la disponibilité du process nécessaire…