Qu'est-ce que la cogénération ?
En quelques mots, la cogénération est un processus qui permet de produire simultanément de l’énergie thermique et mécanique à partir d'une source d'énergie primaire. Cette technologie est considérée comme une solution innovante pour améliorer l'efficacité énergétique et réduire les émissions de gaz à effet de serre. Alors, qu’en est-il vraiment ? Comment fonctionne réellement la cogénération et quels sont les exemples d’application dans le secteur de l’énergie ? On répond à toutes vos questions dans cet article !
1 juin 2023
Lecture 4 mn
Quel est le principe de la cogénération ? La définition
Comme nous l’avons déjà abordé en introduction, la cogénération est un procédé qui permet de produire simultanément deux formes d'énergie à partir d'une seule source d'énergie primaire. Cette dernière peut être du gaz naturel, du fioul, ou encore de la biomasse.
Le principe est simple : grâce à un système de production combinée de chaleur et d'électricité, la cogénération permet d'utiliser la chaleur produite lors de la production d'électricité pour produire de la chaleur (chauffage) ou de l'eau chaude sanitaire.
Si vous avez lu attentivement notre article sur la chaîne de l’énergie, vous savez que l’énergie électrique peut être convertie en énergie mécanique, en énergie thermique ou encore en énergie électromagnétique. Avec la cogénération, on obtient donc deux types d’énergie à la fois !
Le fonctionnement de la cogénération repose donc sur la combustion de combustibles (plutôt logique) dans un moteur thermique ou une turbine à gaz. Cette combustion permet de produire de l'électricité qui sera ensuite injectée sur le réseau électrique, et également de récupérer la chaleur produite pour la redistribuer sous forme de chauffage, d'eau chaude ou de vapeur.
En comparaison avec une production d'électricité classique, la cogénération offre un rendement énergétique nettement supérieur grâce à la récupération de la chaleur. En effet, cette dernière n'est plus perdue.
Quels sont les avantages de la cogénération ?
- Meilleur rendement : la cogénération permet de produire à la fois de l'électricité et de la chaleur, ce qui améliore l'efficacité énergétique globale du système. Les centrales thermiques classiques ne produisent généralement que de l'électricité et perdent donc une grande partie de la chaleur produite pendant ce processus ;
- Optimisation des coûts : grâce à la cogénération, on peut produire de la chaleur et de l'électricité à partir d'une seule source d'énergie, ce qui réduit les coûts de production par rapport à une centrale thermique classique ;
- Réduction des émissions de gaz à effet de serre : en évitant d’utiliser une autre source de production pour la chaleur, on évite ainsi l’accumulation d’émissions de CO₂ ;
- Réduction des pertes liées au transport : la cogénération permet de produire de l'énergie sur place, ce qui limite les pertes d'énergie lorsqu’on transporte l’électricité ;
- Développement des sources d'énergie renouvelables : la cogénération peut être associée à l'utilisation de sources d'énergie vertes comme la biomasse ou le biogaz, ce qui permet de produire de l'énergie de manière plus durable et écologique que les centrales thermiques classiques.
Quels sont les inconvénients de la cogénération ?
- Investissement coûteux : la mise en place d'une centrale de cogénération peut nécessiter des investissements importants, bien plus que pour une centrale traditionnelle ;
- Dépendance aux énergies fossiles : bien que la cogénération puisse être associée à une multitude de combustibles, les centrales les plus courantes utilisent encore des énergies fossiles comme le gaz naturel. L’utilisation d’énergies renouvelables n’est donc pas encore vraiment démocratisée dans ce secteur ;
- Besoins en refroidissement : la cogénération produit beaucoup de chaleur résiduelle, qui doit être évacuée pour éviter la surchauffe des équipements. Il est donc nécessaire dans la plupart de cas d’installer des systèmes de refroidissement spéciaux (et qui dit nouvelles installations dit coûts financiers plus importants) ;
- Limitations géographiques : la chaleur produite est difficilement transportable, il faut donc que l’installation de production se trouve à proximité du lieu de consommation.
Quelques applications de la cogénération dans le secteur de l’énergie
Pour mieux comprendre comment la cogénération est utilisée au quotidien, nous vous avons listé quelques exemples d’applications.
Étant donné que la cogénération est généralement réutilisée sur place (là où l’énergie est produite), on la retrouve surtout dans :
- Des sites industriels pour chauffer les locaux ;
- Des serres agricoles ;
- Des établissements publics, scolaires ou des bureaux pour chauffer les locaux ou produire de l’eau chaude sanitaire.
Si la chaleur produite est supérieure aux besoins, il est même possible de vendre ce surplus à un fournisseur d’énergie (par l’intermédiaire de l’obligation d’achat d’EDF).
La turbine à vapeur pour les industriels et les déchets
Il existe trois principaux systèmes de cogénération. La turbine à vapeur en fait partie. Elle permet de produire de la chaleur sous forme de vapeur, voire d’air chaud. Ce système est donc particulièrement utile pour sécher tous types de produits. C’est pour cela qu’on le retrouve dans les filières de la chimie ou de la papeterie.
Le moteur thermique pour le chauffage des locaux
Ce système de cogénération est généralement associé à l’utilisation du gaz ou du fioul. Bien plus adapté aux surfaces réduites, il est surtout utilisé pour chauffer des bâtiments.
La turbine à combustion pour les besoins intermédiaires
La turbine à combustion est un système intermédiaire, c’est-à-dire pour les lieux ayant des besoins moins importants que les industriels et pourtant plus élevés que des particuliers. Là encore, le gaz ou le fioul est utilisé pour alimenter l’installation de cogénération, il peut parfois aussi s’agir de biocarburants.
La micro-cogénération pour les particuliers
Lorsqu’elle est employée à plus petite échelle, on parle de micro-cogénération. Bien qu’elle soit encore très peu répandue, la micro-génération peut remplacer le système de chauffage et de production d’eau chaude d’un bâtiment résidentiel ou d’un logement individuel.
D’ailleurs, vous utilisez peut-être déjà une chaudière à micro-cogénération sans le savoir ! Les chaudières bois à granulés et certaines chaudières au gaz ou au fioul sont, en effet, équipées de ce système. Elles offrent ainsi un très bon rendement énergétique ! Pour un tel modèle, il faut toutefois compter entre 10 000 et 20 000€.
Si votre logement collectif est déjà équipé d’un réseau de chaleur ou de froid à cogénération, vous pouvez d’ailleurs profiter d’aides financières pour vous y raccorder (jusqu’à 1000€ avec le Coup de pouce Chauffage lié aux certificats d’économies d’énergie et jusqu’à 1200€ avec Ma Prime Renov’).
Pour conclure, retenez surtout que la cogénération consiste à produire de la chaleur en plus de l’électricité. Ce système offre de nombreux avantages dont un meilleur rendement, la réduction des émissions de CO₂ ou encore une optimisation des coûts. La cogénération reste toutefois peu accessible financièrement à titre individuel pour le moment.
Si vous cherchez un système de chauffage écologique, vous pouvez opter pour une pompe à chaleur, une chaudière biomasse ou encore l’installation de panneaux solaires. En plus, vous pouvez les financer grâce aux aides à la rénovation énergétique ! Pour en savoir plus sur la prime énergie Ekwateur, vous pouvez nous contacter directement. 😀
Sources
https://mtaterre.fr/dossiers/comment-ca-marche-la-cogeneration/la-cogeneration-cest-quoi-le-principe
https://www.connaissancedesenergies.org/questions-et-reponses-energies/quest-ce-que-la-cogeneration
https://www.quelleenergie.fr/chaudiere-cogeneration
https://inis.iaea.org/collection/NCLCollectionStore/_Public/38/041/38041673.pdf
https://www.senat.fr/rap/l97-4392/l97-439217.html
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