Qu’est-ce que la cogénération ?

La cogénération permet de produire simultanément deux types d’énergie, et cela dans une même centrale. Grâce à ce mécanisme, il est possible de produire de l’énergie mécanique et de l’énergie thermique, à partir de plusieurs types de combustibles. Dans l’industrie, la cogénération est une solution qui a démontré toute son efficacité, découvrez pourquoi et quels sont ses avantages. 

En quoi consiste la cogénération ?

Dans une centrale thermique « classique », la chaleur dégagée lors de la production d’électricité est considérée comme perdue, car elle n’est pas réutilisée. Cette chaleur est issue de la combustion des ressources (charbon, fioul, gaz naturel, bois, biomasse…) qui permettent d’alimenter la turbine afin de produire de l’électricité.
 

La cogénération utilise une seule source d’énergie pour produire à la fois de l’électricité et de la chaleur. Celle-ci peut être fossile (pétrole, gaz…) ou renouvelable (bois, biogaz…). Le processus a lieu dans une centrale de cogénération, qui est équipée d’une installation supplémentaire, appelée échangeur thermique. 
 

Au moment de la cogénération, la combustion des ressources énergétiques va permettre de générer de l’électricité, comme dans toutes les centrales thermiques à flamme. Mais contrairement à ces dernières, la centrale de cogénération va utiliser la chaleur dégagée lors de la combustion. 
 

Dans l’industrie, ce processus a démontré son utilité dans plusieurs secteurs, comme :

• L’agrochimie
• L’agroalimentaire
• L’industrie textile
• L’industrie du papier
• L’industrie des produits pharmaceutiques

Le fonctionnement d’une centrale de cogénération

Pour fonctionner, la centrale de cogénération utilise tout d’abord un moteur, ou une turbine, qui est alimenté grâce à la combustion de la ressource énergétique. Plusieurs types existent, selon chaque installation. Cela peut être :

• Une turbine à combustion (gaz)
• Un moteur à combustion interne
• Une turbine à vapeur
• Un moteur Stirling
• Des piles à combustible
  
  

Le moteur, ou la turbine, actionne ensuite l’alternateur qui va produire de l’électricité. C’est le mouvement de ce dernier qui va dégager de la chaleur. Au lieu de la laisser se disperser dans la nature, les centrales de cogénération l’exploitent dès sa sortie.

L’échangeur thermique le récupère alors. Il va l’utiliser pour produire de l’eau chaude, qui est ensuite distribuée dans les réseaux de chauffage proches et dans les installations sanitaires. Dans le cas des industries, l’eau chaude générée est exploitée directement sur le site de production.

Les avantages de ce mécanisme

Le rendement

La cogénération a pour objectif de limiter les déperditions énergétiques, et donc d’utiliser l’énergie perdue (la chaleur de combustion). En plus d’être écologique, ce procédé a l’avantage d’offrir un excellent rendement global, qui est de l’ordre de 80 à 90 %.
 

L’efficacité de la centrale de cogénération est donc l’avantage le plus considérable. Par exemple, dans une centrale nucléaire, le rendement avoisine les 30 %. Ceci signifie qu’au cours de la fission de l’uranium, près de 70 % de la chaleur dégagée est perdue : elle est dirigée vers les tours de refroidissement ou vers le fleuve ou la mer qui borde la centrale nucléaire. Dans le cas d’une centrale de cogénération nucléaire, comme celle de Beznau, en Suisse, la chaleur produite lors de la fission dans les réacteurs est réexploitée.
 

L’économie des ressources énergétiques fossiles

Produire de l’électricité nécessite de grandes quantités de combustible fossile. Dans les centrales thermiques à flamme qui utilisent des ressources fossiles (gaz naturel, pétrole, charbon…), il est primordial de limiter les pertes. Ceci en raison de l’amenuisement des stocks.
 

Grâce à la cogénération, il est possible de faire des économies sur l’emploi de ces ressources non renouvelables. En effet, comme le rendement global de la centrale est élevé, l’énergie primaire du combustible est beaucoup mieux utilisée. La chaleur récupérée est réutilisée, le combustible a donc été exploité du mieux possible, sans gâchis.
 

Un avantage écologique

En évitant deux installations séparées, pour produire d’une part de l’énergie mécanique et d’autre part de l’énergie thermique, la cogénération présente un intérêt écologique majeur. Cela permet ainsi de diminuer l’émission de gaz à effet de serre tels que le dioxyde de carbone (CO₂), l’oxyde d’azote (No_x) ou encore le monoxyde de carbone (CO). Tout cela grâce à l’optimisation de l’énergie générée par les ressources.

Pendant le transport, les pertes calorifiques de l’eau chaude sont importantes. C’est pour cela que la centrale peut alimenter le réseau de chauffage et d’eau chaude le plus proche. Cependant, l’électricité produite peut être vendue pour être réinjectée dans le réseau de transport, tout comme celle qui est générée par un autre type de centrale.

De plus, les besoins pour le réseau de chauffage ne sont pas les mêmes partout, et ce en raison du climat. Ainsi, les centrales de cogénération sont plus présentes dans les pays de l’Est ou en Russie, alors qu’en Europe elles sont moins nombreuses.

Passer à une électricité verte

Les centrales de cogénération ne riment pas toujours avec ressources fossiles. En effet, dans le cas d’une installation possédant une turbine à vapeur, plusieurs sources d’énergie sont possibles. Il peut s’agir de :

• Déchets de l’industrie (bois dans les scieries…)
• Déchets végétaux de l’agriculture
   

En utilisant ces matières premières renouvelables, les centrales produisent de l’électricité verte.
 

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Principe, fonctionnement, avantages, limites, vous savez désormais tout ce qu’il y a à savoir sur la cogénération. Très utilisée par l’industrie, elle a un bel avenir devant elle.
 

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