Guide des modules de cogénération

La cogénération permet, à partir d'un seul combustible et d'une seule installation, la production simultanée de chaleur et d'énergie mécanique. Cette énergie mécanique produite par un moteur à gaz ou une turbine à gaz est utilisée, le plus souvent, pour entraîner un alternateur produisant de l'électricité.

En récupérant l'énergie thermique perdue d'ordinaire lors de la production d'énergie mécanique, la génération met à disposition les deux énergies - chaleur et énergie mécanique - avec un rendement global nettement plus élevé que celui résultant de filières séparées.

La récupération optimale de l'énergie offre trois avantages essentiels:

• une économie financière pour le client, qui optimise le coût de sa production thermique tout en réduisant sa facture d'électricité,
• un gain énergétique primaire au niveau national grâce à un rendement global proche de 90 %,
• une qualité de l'environnement préservée : le gaz naturel est un combustible propre qui permet de proposer des systèmes répondant aux normes antipollution.

Le dimensionnement et l'installation de tels dispositifs requièrent un savoir-faire spécifique, que possèdent quelques bureaux d'études et entreprises spécialisés dans le domaine.

Modules de cogénération

Depuis une quinzaine d'années ont été développés, principalement dans les pays du nord de l'Europe, des unités de cogénération de plus faible puissance présentées sous forme de module.

Ces modules regroupent dans un package insonorise tous les éléments de production thermique, de production électrique et de régulation. Ils ont une puissance comprise entre 20 et 1 000 kW électriques.

L'intérêt principal de ces modules standardisés et prêts à raccorder est de réduire les coûts d'investissement des installations de faibles puissances et d'élargir ainsi la gamme des solutions de cogénération.

Ce type de matériel peut devenir partie intégrante de l'équipement de la chaufferie au même titre qu'une chaudière ou qu'une unité de traitement d'eau d'un immeuble. La mise en place d'un tel équipement peut être assurée par l'ensemble des installateurs de la profession, à condition d'intégrer les particularités du dispositif.

Cette cogénération par module est adaptée, par sa gamme de puissances et sa simplicité pour le client, a différents secteurs de marche du tertiaire et de l'industrie. A titre d?exemple, nous pouvons citer : Santé et hôpitaux / cliniques ; Sports et loisirs - piscines, gymnases ; Habitat communautaire...

Gaz de France souhaite promouvoir la cogénération par module fonctionnant au gaz naturel auprès de l'ensemble de la filière technique, notamment en proposant un guide regroupant les thèmes de conception, d'implantation, de réalisation et d'exploitation.

A qui s'adresse ce fascicule ?

Ce fascicule de conception fait partie d'un ensemble documentaire composé de quatre fascicules :

1. le fascicule de conception,
2. le fascicule d'implantation,
3. le fascicule de réalisation,
4. le fascicule d'exploitation et de maintenance.

Que trouver dans ce guide ?

Ce guide traite de modules de cogénération pour lesquels : l'énergie mécanique est produite par un moteur thermique fonctionnant au gaz naturel, l'électricité est produite par une génératrice entraînée par ce moteur, la production thermique provient du refroidissement du moteur et de la récupération sur les gaz d'échappement du moteur, l'électricité produite est en première hypothèse auto consommée, sans revente au distributeur, la chaleur récupérée est valorisée sous forme d'eau chaude qui peut servir au chauffage, à la production d'eau chaude sanitaire, ou encore à l'alimentation d'un process, la période de fonctionnement correspond, en première hypothèse, aux 3624 heures de tarification électrique hivernale : du 1er novembre au 31 mars.

Ce fascicule présente les informations essentielles permettant d'aborder la conception d'une installation intégrant un module de cogénération.

Il n'a pas la prétention de décrire de manière exhaustive toutes les phases de conception, mais il permet d'aborder le principe de dimensionnement d'une telle installation, de faire ressortir les points importants et les différences avec la conception d'une installation thermique classique (chaudières, etc.).

Pour garantir la qualité de l'installation technique, le bureau d'études doit suivre un certain nombre d'étapes préparatoires. Ce guide fournit des éléments de réponse aux questions suivantes :

• quelle solution technique répond aux exigences du client et aux contraintes du site ?
• quelle est la rentabilité économique prévisible de l'installation ?
• quels sont les modes de financement possibles ?
• quel planning de réalisation est prévisible ?
• pourquoi faut-il anticiper la conduite, l'exploitation, la maintenance et le suivi après le démarrage de l'installation ?