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Que sont la cogénération et la micro-cogénération ?

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cogénération

Dans un contexte où l'environnement est au cœur des préoccupations, la cogénération émerge comme une réponse pertinente. Si ce terme vous est nouveau ou que vous cherchez à en savoir plus, ce guide est pour vous. Il décortique les fondamentaux de la cogénération et vous introduit à la micro-cogénération au gaz naturel.

Principe de la cogénération

La cogénération produit simultanément deux types d'énergie, généralement de la chaleur et de l'électricité, dans une seule installation. Dans une centrale thermique classique, la chaleur produite par la fission nucléaire ou la combustion d'énergies fossiles fait tourner une turbine pour produire de l'électricité. Cependant, seulement 40 % de cette énergie est convertie en électricité, le reste étant perdu sous forme de chaleur.

La cogénération vise à récupérer cette chaleur. Elle utilise une partie pour produire de l'électricité, qui peut être consommée localement ou redistribuée, et l'autre pour chauffer l'eau, utilisée dans le chauffage ou en eau chaude sanitaire.

Différents combustibles peuvent être utilisés :

  • Gaz naturel
  • Fioul
  • Bois
  • Biogaz (issu de la fermentation de matières organiques)
  • Ordures ménagères

Par rapport aux centrales classiques, la cogénération peut atteindre un rendement global de 85 % contre 35 % pour les centrales traditionnelles.

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Cogénération : utilisation industrielle

La cogénération est habituellement plus rentable lorsqu'elle est utilisée à une échelle industrielle. La chaleur et la vapeur étant inhérentes au mécanisme de production des grandes centrales, elles peuvent servir toute l'année à la cogénération. Certaines centrales de cogénération ont un volume très important. Leur taille se rapproche des installations classiques au gaz ou au charbon.

À noter que la cogénération permet d'alimenter de nombreuses entreprises. Leur secteur d'activités est large : la chimie, le papier, l’automobile, la métallurgie, l’agro-alimentaire… La plupart des unités de cogénération se situent donc chez des clients dont la demande en chaleur industrielle est élevée.

Atouts de la cogénération

La cogénération possède plusieurs avantages comme :

  • La production d’énergie/chaleur près des endroits de consommation est plus intéressante financièrement et plus fiable que lorsque la production est éloignée ;
  • La cogénération permet de valoriser de 30 % à 40 % d’énergie supplémentaire par rapport aux centrales thermiques classiques qui ne récupèrent pas la chaleur. Ce rendement permet de diminuer les émissions polluantes et gaz à effet de serre ;
  • Les cogénérations utilisant du biogaz et de la biomasse participent à la réduction de notre dépendance aux énergies fossiles ;
  • La cogénération comporte un avantage par rapport aux énergies renouvelables. En effet, celles-ci dépendent du climat (vent, ensoleillement…) alors que la cogénération non. Les combustibles dont elle se sert sont majoritairement toujours disponibles. Elle constitue donc une certaine garantie dans l'approvisionnement de l’électricité.

Inconvénients de la cogénération

Puisque tout n'est pas parfait, la cogénération possède également quelques désavantages :

  • Transport de la chaleur : Difficile sur de longues distances avec des pertes d'énergie ;
  • Stockage de la chaleur : Engendre des coûts élevés ;
  • Emplacement : Doit être près des lieux de forte consommation de chaleur pour être rentable ;
  • Électricité "secondaire" : L'électricité produite est souvent considérée comme un produit secondaire, réinjectée dans le réseau ;
  • Flexibilité limitée : Difficile d'ajuster la production d'électricité et de chaleur en fonction des besoins ;
  • Dépendance aux prix des combustibles : Rentabilité dépendante si utilisation de pétrole ou gaz.

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La micro-cogénération

Si la cogénération existe à une échelle industrielle, elle est également applicable à un plus petit niveau. Elle est alors dénommée "micro-cogénération". Dans ce cas, elle concerne directement les clients résidentiels qui peuvent changer leur chaudière pour profiter de ce système. Elle est toutefois mise en place la plupart du temps dans des immeubles à appartements, des hôpitaux ou pour chauffer des installations telles qu'une piscine.

Principe de la micro-cogénération

La micro-cogénération au gaz naturel vous permet de vous chauffer, de disposer d'eau chaude sanitaire mais aussi d'électricité. Si vous emménagez dans un nouveau logement ou remplacez votre chaudière, c'est une possibilité qui s'offre à vous. Point de vue pratique, l'installation n'est habituellement pas plus grande qu'une chaudière à condensation. Avant de placer un système à cogénération, pensez à la rentabilité de votre investissement.

Plus vous aurez besoin d'un nombre d'heures de chauffage important, plus votre centrale fonctionnera et plus elle sera rentable. Cela signifie que si votre habitation est bien isolée ou passive, vous n'avez pas grand intérêt à faire installer un système de micro-cogénération. En effet, une demande faible en chaleur ne vous fera tirer aucun bénéfice de ce type de mécanisme. Comme point de repère, considérez que votre consommation de chaleur annuelle doit au moins atteindre 15 000 kWh pour garantir la rentabilité de l'installation.

Prix d'une unité de micro-cogénération

Le prix oscille entre 7 000 et 10 000 euros. Une installation de micro-cogénération est donc plus coûteuse qu'une chaudière à condensation classique. Mais l'amortissement est rapide, le système consommant peu de combustible et produisant de l'électricité.

Comment fonctionne ce mécanisme ?

Comme dans le cas d'une chaudière traditionnelle, la chaleur du brûleur gaz va alimenter le chauffage et la production d'eau chaude. Mais ici, elle va également servir à activer un moteur Stirling. Celui-ci actionnera un cylindre et le mouvement engendré dégagera de l'énergie qui sera par la suite transformée en électricité grâce à un alternateur. L'électricité produite sera suffisante pour assurer la majorité de la consommation du ménage. S'il y a un surplus de production, il sera injecté sur le réseau électrique. C'est également le cas pour les panneaux photovoltaïques.

En savoir plus sur les démarches environnementales liées à l'énergie :