Cogénération à pile à combustible et de déchets verts

Des maisons plus confortables et moins énergivores

Dossier : Gaz et transition énergétiqueMagazine N°725 Mai 2017
Par Bernard BLEZ (79)
Par Bernard AULAGNE

Grâce aux inno­va­tions tech­nologiques, les besoins en énergie de l’habi­ta­tion peu­vent être regroupés et pilotés numérique­ment. Des solu­tions indus­trielles peu­vent main­tenant s’ap­pli­quer à des loge­ments. Exem­ples avec des chaudières hybrides, des microcogénéra­tions, des pom­pes à chaleur au gaz et des ther­mostats con­nec­tés, le tout pour plus de confort. 


Cogénéra­tion à pile à com­bustible et de déchets verts. pour mai­son individuelle

Un exem­ple par­ti­c­ulière­ment per­for­mant de cou­plage entre l’électricité et le gaz naturel pour tir­er par­ti des qual­ités des deux éner­gies est celui des chaudières hybrides. 

Elles com­bi­nent, dans un même appareil, une pompe à chaleur élec­trique de petite puis­sance, ayant un coef­fi­cient de per­for­mance élevé en mi-sai­son, et une chaudière à con­den­sa­tion au gaz naturel pour les péri­odes de froid (tem­péra­tures néga­tives), où elle prend le relais de la pompe à chaleur lorsque la per­for­mance de celle-ci est intrin­sèque­ment mauvaise. 

“ L’équipement choisit automatiquement le mode de fonctionnement le plus économe en énergie primaire ”

L’avantage est dou­ble : d’une part, quelle que soit la tem­péra­ture extérieure, l’équipement choisit automa­tique­ment le mode de fonc­tion­nement le plus économe en énergie pri­maire, générant con­fort et économie dans le loge­ment ; et d’autre part, en ne con­som­mant plus d’électricité en péri­ode de grand froid, cette tech­nolo­gie soulage les réseaux élec­triques à un moment où ils sont sat­urés et où les moyens de pro­duc­tion d’électricité nucléaire ne suff­isent pas à sat­is­faire la pointe de con­som­ma­tion d’électricité.

Enfin, on peut dire que ces équipements hybrides sont smart grid ready, car s’ils fonc­tion­nent aujourd’hui en mode automa­tique local, en choi­sis­sant l’énergie en fonc­tion de la seule tem­péra­ture extérieure, ils pour­ront demain être action­nés à dis­tance en fonc­tion d’un sig­nal tar­i­faire trans­mis par le four­nisseur d’électricité, pour bas­culer de l’électricité au gaz naturel en péri­ode de pointe tarifaire. 

REPÈRES

Que ce soit pour les moyennes puissances (tertiaire, immeubles d’habitation, etc.), ou pour le consommateur individuel (maison ou appartement), les nouvelles solutions gaz naturel, couplées avec l’électricité et les énergies renouvelables, et associées à des dispositifs de pilotage numériques adaptés, permettent une forte baisse des consommations d’énergie primaire… et donc aussi des émissions de gaz à effet de serre.
L’intérêt de ces nouvelles technologies est d’autant plus grand qu’une partie croissante du gaz naturel fossile sera progressivement remplacée par du biométhane, une énergie renouvelable produite localement à partir de la biomasse et de déchets verts.

LA COGÉNÉRATION DE PLUS EN PLUS ACCESSIBLE

Deux­ième exem­ple de révo­lu­tion énergé­tique pour les loge­ments : l’apparition des mini et microcogénéra­tions. La cogénéra­tion est une tech­nolo­gie mature qui existe depuis plusieurs dizaines d’années à grande échelle (plusieurs mégawatts ou dizaine de mégawatts), qui con­siste à pro­duire sur un site indus­triel ou pour un réseau de chaleur à la fois de l’électricité et de la chaleur, toutes deux con­som­mées sur le même site. 

COMPTEURS GAZ COMMUNICANTS

La « digitalisation » des usages du gaz ne s’arrête pas au pilotage local de la chaudière. Avec les compteurs communicants (comme Gazpar développé par GRDF), la possibilité de récupérer des informations fines sur la consommation de gaz et de les traiter en association avec d’autres données (météo, habitudes de vie, consommations sur la zone…) permet d’offrir des services d’alertes, de conseils et de pilotage autoadaptatif des installations.

Le fait de pro­duire et de con­som­mer élec­tric­ité et chaleur simul­tané­ment con­duit à une per­for­mance iné­galée en matière de con­som­ma­tion d’énergie primaire. 

Aujourd’hui, la cogénéra­tion devient acces­si­ble aux moyennes ou petites puis­sances, avec des équipements adap­tés à des petits immeubles (déjà disponibles, à des prix attrac­t­ifs per­me­t­tant un retour sur investisse­ment rapi­de), et même à des loge­ments indi­vidu­els (encore un peu chers, mais déjà très performants). 

Avec ces équipements, on a les mêmes avan­tages que pour la grande puis­sance, à savoir que la pro­duc­tion d’électricité et de chaleur locale­ment dans l’immeuble ou la mai­son fait baiss­er de manière sen­si­ble la con­som­ma­tion d’énergie pri­maire et donc la fac­ture énergé­tique et l’impact environnemental. 

POMPES À CHALEUR AU GAZ NATUREL

Ce mécan­isme de down­siz­ing observé pour la cogénéra­tion se pro­duit de la même manière pour les pom­pes à chaleur au gaz naturel. 

“ Avec les thermostats connectés, la fonction de programmation est profondément revisitée ”

Déjà très per­for­mantes dans les moyennes puis­sances pour équiper des immeubles d’habitation ou de bureaux, les pom­pes à chaleur au gaz naturel vont rapi­de­ment con­naître des rup­tures tech­nologiques per­me­t­tant leur util­i­sa­tion dans les loge­ments indi­vidu­els, don­nant ain­si des économies sub­stantielles sur la fac­ture énergé­tique du client particulier. 

Par exem­ple, la start-up française Boost­he­at développe une toute nou­velle tech­nolo­gie de pompe à chaleur util­isant un brûleur au gaz naturel action­nant une pompe à chaleur au CO2, per­me­t­tant une amélio­ra­tion de 30 points de ren­de­ment par rap­port aux tech­nolo­gies actuelles. 

Cette tech­nolo­gie n’est pas encore com­mer­cial­isée, mais elle pour­rait révo­lu­tion­ner le marché de la pompe à chaleur individuelle. 

THERMOSTATS CONNECTÉS

Dans le domaine de l’énergie comme dans tous les autres, les solu­tions numériques per­me­t­tent d’aller encore plus loin dans l’optimisation.

100 000 PILES À COMBUSTIBLE AU JAPON

Pour les maisons individuelles ou les appartements, la technologie la plus prometteuse est celle de la pile à combustible. Son avantage est d’avoir un rendement de production d’électricité particulièrement élevé (jusqu’à 60 %), bien adapté aux besoins de bâtiments à énergie positive, surtout si les occupants possèdent un véhicule électrique.
Au Japon, plus de 100 000 piles à combustible de ce type ont déjà été vendues (on en prévoit à l’horizon 2020 plus d’un million quatre cent mille), et des baisses de prix significatives sont à attendre dans les toutes prochaines années.

Ain­si les équipements au gaz se dotent de ther­mostats inté­grés intel­li­gents, pilota­bles à dis­tance, et devi­en­nent eux-mêmes com­mu­ni­cants. Avec les ther­mostats con­nec­tés, la fonc­tion de pro­gram­ma­tion est pro­fondé­ment revisitée. 

La com­mu­ni­ca­tion à dis­tance grâce aux équipements mobiles (télé­phones porta­bles, tablettes, etc.) per­met aujourd’hui une pro­gram­ma­tion et une relance flex­i­bles du sys­tème de chauffage. Cette solu­tion s’installe sur n’importe quel équipement au gaz naturel pour adapter au plus juste son fonc­tion­nement au besoin réel du con­som­ma­teur, générant ain­si de nou­velles économies d’énergie substantielles. 

Ces pro­duits, déjà promet­teurs, ont encore un grand poten­tiel d’évolution pour avoir tou­jours plus d’économie d’énergie et de per­for­mance : pré­ci­sion de la régu­la­tion (encore iné­gale dans les pro­duits déjà com­mer­cial­isés), pro­to­coles de com­mu­ni­ca­tion (appari­tion des nou­veaux pro­to­coles de l’Internet des objets)… 

Et les chaudières elles-mêmes com­men­cent égale­ment à être com­mu­ni­cantes : un atout appré­cia­ble pour éviter une panne en per­me­t­tant à la société de main­te­nance d’anticiper les défail­lances grâce à une télé­sur­veil­lance per­ma­nente des paramètres clés. 

Poêle à gaz
Les nou­velles généra­tions de chem­inées ou de poêles au gaz naturel peu­vent apporter une solu­tion d’appoint par­ti­c­ulière­ment agréable.

PLUS DE CONFORT

Mais le con­fort dans la mai­son, ce n’est pas que la haute tech­nolo­gie. Rap­pelons qu’avec le gaz naturel, on peut jouer à la fois sur les tech­nolo­gies les plus per­for­mantes et sur des équipements com­plé­men­taires syn­onymes de chaleur et de bien-être. 

Les nou­velles généra­tions de chem­inées ou de poêles au gaz naturel peu­vent apporter une solu­tion d’appoint par­ti­c­ulière­ment agréable dans un salon. Et même pour la ter­rasse ou le jardin, une nou­velle solu­tion de rac­corde­ment flex­i­ble avec prise con­nectable pour les bar­be­cues au gaz naturel vient d’être commercialisée. 

De quoi pass­er des moments agréables en famille ou entre amis pour dis­cuter de la tran­si­tion énergétique !

Poster un commentaire