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Les centrales couplages chaleur-force exploitent le principe de la combinaison de la chaleur et de l’électricité (abrégé : CCE, plus généralement CCF). En d‘autres termes, elles produisent du courant, mais exploitent simultanément la chaleur dissipée ainsi produite. Elles produisent par conséquent du courant et de la chaleur thermique, et ce au même endroit. Il en résulte qu’un CCF est, de principe, opportun lorsque du courant et de la chaleur sont nécessaires au même endroit ou lorsque les gaz inflammables du processus doivent être utilisés énergétiquement (gaz de décharge, biogaz). Dans ce cas, l’exploitant du CCF peut produire son propre courant et sa propre chaleur et contourne de la sorte le fait de devoir les acheter d’un fournisseur d’énergie externe. Alternativement, l’électricité et la chaleur peuvent être alimentées dans des réseaux d’approvisionnement correspondants moyennant une indemnité. A cet effet, un raccordement au réseau doit être sur place ou à poser. Généralement, l’économie d’une propre consommation est plus lucrative que les recettes réalisées avec l’alimentation au réseau En règle générale: Plus la consommation, respectivement le besoin en courant et en chaleur est important, d’autant un investissement dans un CCF s’avère rentable. Des besoins élevés, générés constamment (soit en continu), seraient l‘idéal).
Voici quelques avantages du couplage chaleur-force
CCF est la technologie clé pour la combinaison nécessaire en urgence de courant, gaz, réseau thermique, mobilité électrique et stockage.
CCF produit des quantités considérables de courant et de chaleur en hiver, lorsque la production de l’énergie solaire est plus faible (importation nécessaire en Suisse).
CCF produit du courant et de la chaleur de manière décentralisée au site de la consommation.
CCF économise de façon substantielle l’énergie primaire et réduit de la sorte les émissions CO2 ainsi que les frais d’énergie.
CCF exploite actuellement 48% des énergies renouvelables en Suisse.
CCF peut exploiter le courant excédentaire issu du soleil et du vent au moyen d’un Power-to-X.
CCF produit de l’énergie de compensation qui devient de plus en plus importante avec la production d’énergie éolienne et solaire.
CCF encourage l’auto-détermination des communes.
Source: Schweizerischer Fachverband Powerloop, Brochure ici (PDF).
Notre graphique illustre le mode de fonctionnement d’un couplage chaleur-force. En fonction du type de CCF, les agents suivants entrent en ligne de compte en tant que combustible: Biogaz, gaz de décharge ou gaz naturel et, de plus en plus souvent, des gaz renouvelables, tels que le méthane synthétique ou l’hydrogène.
Légende :
1 Accumulateur à eau chaude
2 Génératrice de courant
3 Moteur à combustion
4 Combustible
5 Echangeur de chaleur
6 Echangeur de chaleur des gaz d’échappement
De principe, on différencie un CCF selon le type de combustible: CCF-biogaz, CCF-gaz de décharge et CCF-gaz naturel.
CCF-biogaz
Pour la valorisation du biogaz en courant et en chaleur utile, le biogaz, par exemple, est généré dans les exploitations agricoles, de grandes installations de compostage ou pour l’élimination des déchets alimentaires.
CCF-gaz de décharge
Exploitent le gaz de décharge accumulé dans les station de traitement des eaux usées / stations d’épuration.
CCF-gaz naturel /bio-méthane
Utilisent le gaz naturel comme combustible pour produire du courant et de la chaleur de manière décentralisée et très efficacement.
Plusieurs fournisseur de CCF sont représentés au marché suisse, qui proposent des installations de diverses marques et avec diverses puissances et de capacités. Avec une propre production en Suisse, Avesco fabrique elle-même des CCF et dispose de connaissances approfondies en ce qui concerne les exigences spécifiques, les prescriptions légales et les possibilités de promotions existantes sur le marché local.
Tandis que les centrales conventionnelles atteignent des rendements d‘environ 30 à 60 pour cent, le rendement global d’un CCF est nettement supérieur soit généralement de 80 à 95 pour cent. Le rendement global se constitue du rendement thermique et du rendement électrique. A combien s’élève le rendement global, dépend essentiellement du moteur intégré dans le CCF, de l’énergie primaire utilisée et du degré d’exploitation de la chaleur dissipée. Pour ses CCF, Avesco utilise les moteurs à gaz efficients de Caterpillar et Liebherr, lesquels fonctionnent avec des sources d‘énergie renouvelables, comme le gaz de décharge, le biogaz ainsi que le gaz naturel.
Les coûts d’un CCF dépendent de divers facteurs, comme p.ex. la puissance (capacité) électrique ou thermique requise, des conditions sur place, le nombre d’heures de fonctionnement annuelles, du combustible, des accessoires optionnels, etc. Lors du calcul, il est utile de prendre en considération les coûts globaux d’un CCF (coûts du cycle de vie / Total Cost of Ownership). Soit, à côté des coûts d’acquisition et d’installation, également les facteurs, comme p.ex. : Combien de temps le CCF peut-il être exploité, à combien s’élèvent les coûts de maintenance par heure de fonctionnement, le CCF ou des composants de l’installation peuvent-ils être revendus, et, si un jour, l’installation ne devait plus servir etc.
L’acquisition et l’exploitation d’un CCF sont encouragées en Suisse par toute une série d’instruments de promotion de la part de la Confédération, des cantons et d’autres institutions. Ces possibilités de promotions sont réajustées au fil du temps en fonction des réalités du marché. La promotion peut représenter un soutien significatif et influencer de manière considérable la rentabilité de l’investissement dans un CCF.
Avesco se fera un plaisir de vous conseiller, sans engagement, sur les possibilités de promotion pour votre groupe couplage chaleur-force neuf ou existant. Contactez-nous : Téléphone 0848 636 636.
Où un CCF peut-il être exploité de manière opportune ? les possibilités d’interventions pour ces installations sont extrêmement variées. Les domaines d’interventions typiques sont, entre autres:
- Réseaux de chauffage de proximité / à distance, approvisionnements de quartiers,
- Bâtiments publics, tels que les écoles, les complexes sportifs (piscines, halles de gymnastique), hôtels, halles d’Event, etc.
- Serres
- Artisanat et industrie en tant que solutions individuelles ou composites (industries chimiques, pharmaceutiques, denrées alimentaires, laiteries, boucheries, brasseries, etc.)
- Stations d‘épuration et installations au biogaz
CCF / Concepts d’intégration des groupes couplage chaleur-force (e.a. avec pompe à chaleur)
Du point de vue thermique, un CCF est généralement intégré dans des concepts d’installations bivalents. Autrement dit, deux générateurs de chaleur sont respectivement en place. Ceci est utile pour la redondance, tout comme aussi pour le choix pertinent de la puissance (capacité) d’un CCF. La combinaison de CCF avec des pompes à chaleur et l’exploitation de l’énergie électrique produite, en tant qu’énergie motrice peut, en particulier, réduire sensiblement les frais de fonctionnement.
CCF / Températures des groupes couplage chaleur-force
En standard, des températures d’eau chaude de 75-90°C sont engendrées dans les CCF. Des températures plus élevées pour, par exemple, la chaleur à distance ou les installations industrielles d’environ 90-150°C, sont réalisables avec des équipements optionnels. Et, même de la vapeur peut être générée avec des échangeurs de chaleur spéciaux. Outre le nombre de générateurs de chaleur, les exigences thermiques sont également décisives pour le choix et le concept des composants du système de votre CCF.
CCF / Injection et propre consommation d’un CCF
L’injection électrique d’un CCF, s’effectue pratiquement toujours par connexion au réseau. La puissance électrique pouvant être alimentée dans le réseau électrique ou consommée directement sur place (réglementation de la propre consommation). La rétribution, respectivement l’indemnité d’injection, est fixée en Suisse par la Confédération. Suite à l’électrification croissante du système d’énergie et de l’expansion rapide de la production de courant renouvelable, tant l’injection dans le réseau électrique qu’également la consommation sur place prennent de plus en plus d‘importance (pompes à chaleur, mobilité électrique). Les CCF sont fréquemment équipés de groupes électrogènes et peuvent, par conséquent, approvisionner une installation de manière fiable avec du courant et de la chaleur, et ce même en mode isolé. Des intégrations purement isolées sont rares.