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1 BIOCARBURANTS : 1.La cogénération à l huile de colza Jean-Paul Van de Vijver Le 2. La cogénération à l huile de colza Sommaire: Kyoto & l électricité verte Cogénération: principe de fonctionnement Intérêts environnementaux de la cogénération Avantages cogen colza / cogen gaz Exemples d applications: - Le coeur de Ville d Ottignies Louvain-la-Neuve - Les Jardins d Alexandre Domaines d application Originalité de notre méthode de dimensionnement Perspectives pour le futur Conclusions 1

2 3. Protocole de Kyoto & Certificats verts La Belgique s engage à réduire ses gaz à effet de serre de 7.5% d ici Quotas d électricité verte : minimum 2.5% de la production. Valorisation de la production d électricité verte par les certificats verts : 1CV pour 217 kg de CO 2 évités (Bxl) Pour répondre aux quotas, les grands producteurs d électricité rachètent les CV aux producteurs d électricité verte : éolien, photovoltaïque et cogénération 4. Principe de fonctionnement d un cogénérateur: Echangeur Sur gaz échappement Caisson isolant acoustique & thermique Moteur Alternateur Echangeur sur refroidissement moteur 2

3 5. Rendement énergétique d un groupe électrogène Pertes thermiques 65% Énergie primaire Groupe Energie 100 mécanique Alternateur 35% Electricité électrogène 6. Rendement énergétique d une cogénération Pertes thermiques 5% 60% Chaleur récupérée Gaz naturel ou Huile de colza Energie 100 Moteur mécanique Alternateur 35% Electricité Moteur Alternateur 3

4 7. Rendement énergétique cogénération / TGV Pertes thermiques 5% 60% Chaleur récupérée Gaz naturel 100 ou Huile de colza Moteur Cogen Energie mécanique Alternateur 35% Electricité Pertes thermiques 45% Gaz naturel Energie 100 TGV Alternateur 55% Electricité mécanique 8. Économie d énergie primaire avec la cogénération : Production «traditionnelle» Cogénération TGV Ch Cond TOTAL Cogen Energie primaire Elec produite Chaleur valorisée Pertes Soit une économie de 25% sur l énergie primaire. 4

5 9. Huile de colza et émissions de CO 2 Huile de colza: Recyclage du CO 2 de l atmosphère lors du cycle de culture de la plante. CO 2 non recyclé: 65 kg par MWh élec (dégagé lors de la culture, transformation, transport du colza) Gaz: 217 kg par MWh élec. 3 fois moins d émissions de CO2 cogen colza / cogen gaz 4 fois moins d émissions de CO2 cogen colza / méthode traditionnelles Kg CO2 / MWh Cogen Colza Cogen Gaz 10. Deux exemples concrets d application: 1 - La cogénération des «Jardins d Alexandre» Ensemble de 16 Lofts à Forets Première application dans l habitat collectif Électricité et chaleur produites sont redistribuées à chacun des lofts. En proportion importante La cogénération y assure: 40% des besoins en chaleur (chauffage & eau chaude sanitaire) 35% des besoins en électricité. de l ensemble du site 5

6 11. Deux exemples concrets d application: 2 - La cogénération de la Ville d Ottignies Réalisation d un réseau de chaleur alimenté par une cogénération pour 4 bâtiments: Le Centre Culturel Le bâtiment administratif «cœur de Ville» Le bâtiment du CPAS L Hôtel de Ville Redistribution de la chaleur et de l électricité produites aux quatre bâtiments. 12. Les Jardins d Alexandre: schéma hydraulique Chauffage Cogen Ballon 2000l Chaud cond Chaud 2 Eau chaude sanitaire 6

7 13. Ville d Ottignies: Schéma hydraulique 14. Schéma de principe électrique RESEAU Cogénérateur Compteur IN Compteur OUT 40 kwh 70 kwh 10 kwh Compteur cogen Occupants Total X Communs Consom. individuelle kwhe au compteur Consom. portée en compte 70/100 14,0 21,0 7,0 10,5 17,5 Participation à la revente à concurrence de 10 2,0 3,0 1,0 1,5 2,5 7

8 15. Ottignies: mesures des besoins de chaleur Graphique 1: Puissances chaudières CCO, Coeur de ville, CPAS et hôtel de ville Chaudière CCO Chaudière Cœur de ville (= Hôtel de ville) Chaudières CPAS (estimation) /02/ /02/ /02/ /02/ /02/ /02/ /02/ /02/2006 1/03/2006 2/03/2006 3/03/2006 4/03/2006 5/03/2006 6/03/2006 7/03/2006 8/03/2006 9/03/ /03/ /03/ /03/ /03/ /03/ /03/ /03/ /03/ /03/ /03/ /03/ /03/ /03/ /03/ /03/ /03/ /03/ /03/ /03/ /03/ /03/ /03/2006 1/04/2006 2/04/2006 Temps (jours) Graphique 2: Puissance totale des chaudières (CCO + Cœur de ville + CPAS + Hôtel de ville) Puissance totale (CCO + Coeur de ville + CPAS + Hôtel de ville) /02/ /02/ /02/ /02/ /02/ /02/ /02/ /02/2006 1/03/2006 2/03/2006 3/03/2006 4/03/2006 5/03/2006 6/03/2006 7/03/2006 8/03/2006 9/03/ /03/ /03/ /03/ /03/ /03/ /03/ /03/ /03/ /03/ /03/ /03/ /03/ /03/ /03/ /03/ /03/ /03/ /03/ /03/ /03/ /03/ /03/2006 1/04/2006 2/04/2006 Temps (jours) Graphique 3: Température extérieure Température extérieure Température ( C) 15,0 14,0 13,0 12,0 11,0 10,0 9,0 8,0 7,0 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0-1,0-2,0-3,0-4,0-5,0 21/02/ /02/ /02/ /02/2006 1/03/2006 3/03/2006 5/03/2006 7/03/2006 9/03/ /03/ /03/ /03/ /03/ /03/ /03/ /03/ /03/ /03/ /03/ /03/2006 2/04/2006 Temps (Jours) 16. Ottignies: profil annuel des besoins en chaleur Graphique 4: Puissance estimée des chaudières, avec régime de nuit, pour chaque bâtiment de la ville d'ottignies (estimation sur l'année 2004) Puissance estimée CCO Puissance estimée Cœur de ville (= Hôtel de ville) Puissance estimée CPAS janv-04 1-févr-04 3-mars-04 3-avr-04 4-mai-04 4-juin-04 5-juil-04 Temps (mois) 5-août-04 5-sept-04 6-oct-04 6-nov-04 7-déc-04 Graphique 5 : Puissance totale estimée, avec régime de nuit, pour tous le bâtiments de la ville d'ottignies (estimation sur l'année 2004) Puissance estimée totale janv-04 1-févr-04 3-mars-04 3-avr-04 4-mai-04 4-juin-04 5-juil-04 Temps (mois) 5-août-04 5-sept-04 6-oct-04 6-nov-04 7-déc-04 8

9 17. Ottignies: Monotone de chaleur Graphique 9: Heures de fonctionnement avec un cogénérateur de 142 kw Monotone des puissances Puissance de la cogénération Temps (heures) Graphique 10: Heures de fonctionnement avec un cogénérateur de 142 kw et un ballon de stockage Monotone des puissances Puissance de la cogénération Temps (heures) 18. Ottignies: mesures des consommations électriques Graphique 6: Puissance électrique CCO et Coeur de ville Puissance CCO Puissance Cœur de ville /02/ /02/ /02/ /02/ /02/ /02/ /02/ /02/2006 1/03/2006 2/03/2006 3/03/2006 4/03/2006 5/03/2006 6/03/2006 7/03/2006 8/03/2006 9/03/ /03/ /03/ /03/ /03/ /03/ /03/ /03/ /03/ /03/ /03/ /03/ /03/ /03/ /03/ /03/ /03/ /03/ /03/ /03/ /03/ /03/ /03/2006 1/04/2006 2/04/2006 Temps (jours) Graphique 7: Puissance électrique totale (CCO + Coeur de ville) Puissance électrisque totale /02/ /02/ /02/ /02/ /02/ /02/ /02/ /02/2006 1/03/2006 2/03/2006 3/03/2006 4/03/2006 5/03/2006 6/03/2006 7/03/2006 8/03/2006 9/03/ /03/ /03/ /03/ /03/ /03/ /03/2006 Temps (jours) 16/03/ /03/ /03/ /03/ /03/ /03/ /03/ /03/ /03/ /03/ /03/ /03/ /03/ /03/ /03/ /03/2006 1/04/2006 2/04/2006 9

10 19. Ottignies: détail de la consommation électrique Graphique 6: Puissance électrique CCO et Coeur de ville /02/ /02/ /02/ /02/ /02/ /02/ /02/2006 Temps (jours) 28/02/2006 Puissance CCO Puissance Cœur de ville 1/03/2006 2/03/2006 3/03/2006 4/03/ Données techniques Ottignies Les Jardins d Alexandre Puissance thermique: 142 kw thermiques 41 kw thermiques Puissance électrique: 86 kw électriques 25 kw électriques Ballon de stockage litres litres Durée de fonctionnement Production thermique annuelle Production électrique annuelle Consommation huile de colza heures / an heures / an kwh / an kwh / an kwh / an kwh / an litres / an litres / an Energie primaire kwh / an kwh / an Émission CO 2 (65 kg CO 2 / MWh) kg de CO 2 / an kg de CO 2 / an 10

11 21. Réduction des émissions de CO 2 Émission CO 2 (65 kg CO 2 / MWh) Pour litres de colza Production de chaleur par une chaudière à condensation Production de l électricité par TGV TOTAL (chaudière + TGV) Quantité de CO 2 économisée avec la cogénération Certificats verts Équivalent km parcourus par une voiture propre (130g CO 2 / km) Ottignies Les Jardins d Alexandre kg de CO 2 / an kg de CO 2 / an kg de CO 2 / an kg de CO 2 / an kg de CO 2 / an kg de CO 2 / an kg de CO 2 / an kg de CO 2 / an 853 / an (RW) Soit / an (Bxl) Soit km / an km / an 22. Rentabilité: Ottignies Les Jardins d Alexandre Montant des travaux: Subsides: -Région Bruxelloise -Région Wallonne -Europe 30 % 48 % 20 % Investissement net: Total des gains annuels: Gain sur la facture de gaz Gain sur la facture d électricité Revente des CV Total des dépenses annuelles: Achat de l huile de colza maintenance Economie annuelle Totale: Temps de retour: 1,9 ans 3,3 ans 11

12 23. Domaines d application de la cogénération Tous les bâtiments ayant des besoins concomitants en électricité & chaleur Immeubles de logements collectifs Lotissements avec réseau de chaleur Immeubles de bureaux Piscines Centres sportifs Hôtels Institutions de soins (homes, hôpitaux) Ecoles Industrie.. Prochainement les maisons unifamiliales 24. Originalité de notre méthode de calcul Le Bureau Détang a développé sa propre méthode d optimisation: Nos études de dimensionnement du cogénérateur incluent - Les données purement techniques: Puissance nécessaire en chaufferie Consommations thermiques Consommations électriques Et leur concomitance - Mais également le pay-back maximum souhaité, et les disponibilités financières du Maître de l Ouvrage. L optimisation du dimensionnement du cogénérateur peut donc également se faire en fonction des possibilités financières du Maître de l Ouvrage 12

13 25. Perspectives pour le futur Comptage électrique: Aux Jardins d Alexandre il s agit d une solution transitoire. Il est urgent que le législateur propose des solutions permettant la revente de l électricité produite au sein des copropriétés ou à des tiers. Uniformisation des législations: Les primes sont différentes dans chacune des régions À quand «le prix de rachat électricité verte = prix de vente réseau» comme c est déjà le cas pour les petites unités (<10 kw) et pour le photovoltaïque) Le calcul du nombre de Certificats Verts n est pas le même, ni l économie de CO 2 d une région à l autre! Pour une même installation, une cogénération au gaz pourrait être plus rentable en Wallonie qu une cogénération au colza, alors que ce serait le contraire à Bruxelles Cours et disponibilité de l huile de colza : La flambée actuelle des produits pétroliers et du gaz compense en bonne partie les augmentations du cours du colza de ces derniers mois. Cette augmentation étant purement liées aux cours des produits agro-alimentaires, l utilisation du colza comme combustible ne représentant encore qu une très faible part de la production. 26. Conclusion Un bilan environnemental particulièrement performant. 4 fois moins d émissions de CO2 Un bilan économique sans égal pour une énergie renouvelable. Pay-back de 3 à 5 ans De très nombreux domaines d application. À l heure où aucune énergie renouvelable ne permet à elle seule de remplacer nos besoins assurés par les combustibles fossiles et le nucléaire, seule la combinaison de toutes ces énergies renouvelables nous permettra d atteindre les objectifs fixés. Parmi celles-ci, la cogénération s impose comme l une des solutions efficaces, abordables et performantes dans la lutte contre le réchauffement climatique. 13

14 BIOCARBURANTS : La cogénération à l huile de colza La cogénération à l huile de colza, Rue de l Industrie, Nivelles Tél:

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