Dans le monde de l'énergie, il existe différentes manières de produire de l'électricité. Ça peut être utilisé combustibles fossiles (pétrole, charbon, gaz naturel...) pour produire de l'énergie électrique de diverses manières. Le problème de leur utilisation est la pollution qu’ils génèrent et le fait qu’ils constituent des ressources limitées. Nous pouvons également obtenir de l'énergie grâce à de sources renouvelables comme le solaire, l'éolien, la géothermie ou l'hydraulique, prenant ainsi soin de l'environnement puisqu'ils sont inépuisables.
Quelle que soit la source d’énergie utilisée, l’efficacité est essentielle dans les systèmes de production d’énergie. Plus l’efficacité énergétique est grande, mieux nous utiliserons les ressources et produirons une plus grande quantité d’énergie de qualité. Un système qui se distingue par sa grande efficacité est celui de cogénération.
Qu'est-ce que la cogénération?
La cogénération est un système de production d'énergie très efficace, qui génère simultanément énergie électrique et énergie thermique, en tirant le meilleur parti de l'énergie primaire utilisée, qui provient normalement de la combustion de combustibles fossiles comme le gaz naturel ou le pétrole.
Ce processus est beaucoup plus efficace que les systèmes de production conventionnels, car il produit non seulement de l'électricité, mais utilise également la chaleur générée au cours du processus, qui autrement serait gaspillée. Cela se traduit par une amélioration significative de l’utilisation des ressources naturelles.
Avantages de la cogénération
Le principal avantage de la cogénération est haute efficacité énergétique. En profitant de la chaleur pour générer de l’énergie thermique, on évite le besoin d’installations supplémentaires telles que des chaudières conventionnelles. Cela signifie qu'au lieu de gérer deux systèmes indépendants (un pour produire de l'électricité et l'autre pour produire de la chaleur), la cogénération répond aux deux besoins en un seul processus.
Un autre avantage important est que la cogénération peut être réalisée proche du point de consommation, réduisant les pertes d’énergie dans les transports. Ces pertes, qui peuvent varier entre 25 et 30 % dans les réseaux électriques conventionnels, sont considérablement réduites dans les systèmes de cogénération décentralisés.
En termes environnementaux, une plus grande efficacité se traduit également par une réduction des Émissions de CO2 et autres gaz polluants. Si la chaleur perdue est également utilisée pour le refroidissement (trigénération), l’efficacité est encore optimisée.
Éléments de cogénération
Le système de cogénération est composé de plusieurs éléments qui travaillent ensemble pour atteindre des performances élevées :
- Source d'énergie primaire: Il s’agit généralement de combustibles fossiles comme le gaz naturel, même si le biogaz ou le biométhane peuvent également être utilisés dans des applications spécifiques.
- transformateur d'énergie mécanique: Les turbines à gaz, à vapeur ou les moteurs alternatifs convertissent l'énergie chimique du carburant en énergie mécanique.
- Utilisation de la chaleur: Les chaudières, échangeurs de chaleur ou séchoirs récupèrent la chaleur générée au cours du processus.
- Système de refroidissement: Lorsqu'une partie de l'énergie thermique n'est pas utilisée, un système de refroidissement (tours de refroidissement ou aérocondenseurs) est utilisé.
Types de centrales de cogénération
Il existe plusieurs types de centrales de cogénération selon les éléments qu'elles utilisent pour transformer l'énergie primaire :
- Usine de moteurs à gaz: Utilisez du gaz naturel, du diesel ou du mazout. Ils offrent un rendement élevé dans la production d’électricité, mais sont moins efficaces dans la production de chaleur.
- Usine de turbine à gaz: L'énergie thermique des gaz d'échappement est facilement récupérée, qui peut être utilisée pour produire de la vapeur.
- Usine de turbines à vapeur: Utilise la détente de la vapeur à haute pression pour entraîner des turbines et produire de l'électricité.
- Centrale à cycle combiné: Utilise à la fois des turbines à gaz et à vapeur pour améliorer l’efficacité globale du processus.
Avantages de la cogénération
La cogénération génère une série d’avantages qui peuvent être regroupés en trois grandes catégories :
- Avantages pour le pays et la société: Économies d'énergie primaire, réduction des émissions polluantes, création d'emplois et développement régional.
- Avantages pour l'utilisateur: Plus grande efficacité, réduction des coûts énergétiques, respect des réglementations environnementales et compétitivité industrielle accrue.
- Avantages pour l'entreprise d'électricité: Évite les coûts de transport et de distribution d’énergie et améliore la planification de l’approvisionnement en électricité.
Grâce à sa capacité à produire simultanément de l’électricité et de la chaleur, la cogénération reste une option clé dans le développement de technologies énergétiques durables. La possibilité de réduire les émissions, de réduire les coûts énergétiques et d’augmenter l’efficacité font de ce système une solution complète pour les industries, les habitations et même les centres urbains à forte demande énergétique.