Sources des réseaux de chaleur

8 avril 2013

Les réseaux de chaleur représentent le moyen optimal d’utiliser l’énergie thermique d’énergies renouvelables telles la géothermie et la biomasse. Développés en France à partir des années 50 dans certaines grandes agglomérations (Paris, Grenoble, Strasbourg), l’intérêt pour ce type de réseaux continue d’augmenter en France, comme ailleurs.

Réseau de chaleur Paris L’association AMORCE (association pour la gestion des déchets, de l’énergie, et des réseaux de chaleur) conclue dans une de ces études qu’un réseau alimenté aux énergies renouvelables ou aux énergies de récupération (ENRR) est actuellement la solution « la plus compétitive ».

Cette déclaration mérite bien sûr un peu de recul étant donné le but de l’association, sachant que les coûts peuvent varier énormément d’une configuration à l’autre. Mais dans l’ensemble tout le monde s’y accorde, et cela s’est vu dans les objectifs du Grenelle en 2007 : l’objectif fixé est la multiplication par 3 du nombre de logements raccordés à des réseaux de chaleur d’ici 2020, avec 75% d’entre eux alimentés par les ENRR.

Grenelle-objectif réseaux

A l’heure actuelle, la France dispose d’environ 450 réseaux (chaleur + froid), étendus sur 3.300 km, répartis sur 350 villes, et fournissant environ 6 % de la chaleur consommée dans le résidentiel et dans le tertiaire. En revanche, seuls 2% des logements sont alimentés par les ENRR.

Quelles sont les sources possibles pour les réseaux de chaleur ?

  1. Les Chaudières centrales dédiées au réseaux.
  2. Les Centrales de productions électriques thermiques. On utilise ici la cogénération pour produire à la fois de l’électricité et de la chaleur.
  3. Les Data-centers. En informatique, l’un des problèmes principaux est la bonne évacuation de la chaleur générée par les équipements. La chaleur est là, plus qu’à l’utiliser.
  4. Les Centrales nucléaires. Le potentiel thermique en France est énorme, et inexploité. Pourtant, avec la cogénération et en acceptant une légère baisse de la production électrique d’ordre nucléaire, on pourrait augmenter de manière considérable le rendement global d’une centrale nucléaire.
  5. Tout un ensemble de procédés fournissant de la chaleur en énergie fatale, industries ou incinérateurs de déchets.

Y a du choix !

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Comment produire de l’ hydrogène ?

30 janvier 2012

L’hydrogène, une solution de carburant futur, se produit de trois manières globales.

Notons avant de démarrer que l’on produit actuellement 50 millions de tonnes d’hydrogène chaque année. Cela pourrait fournir seul 1,5% de la demande en énergie mondiale. Les méthodes pour le produire sont :

  1. La méthode du reformage. Il s’agit de casser les molécules d’hydrocarbures (tel le gaz) sous l’effet de la chaleur pour libérer de l’hydrogène. Actuellement 95% de l’hydrogène est produit de cette manière, mais étant produit avec des énergies fossiles, il émet beaucoup de GES. C’est d’autant plus dommage qu’au final il fournit moins d’énergie que si le gaz était utilisé directement.
  2. Par décomposition de l’eau. Il y a deux moyens pour dissocier la molécule : l’électrolyse, ou l’utilisation de cycles thermochimiques. La première méthode souffre pour le moment de rendements relativement mauvais coûte 3 à 4 fois plus cher que la méthode du reformage. La deuxième méthode elle nécessite des températures de fonctionnement de l’ordre de 1000°C. L’association aux centrales nucléaires ou aux technologies solaires pourrait être une solution.
  3. Production à partir de la biomasse. L’hydrogène est récupéré après gazéification et purification. Le gros avantage est son éco-bilan nul, mais les essais ne sont qu’à l’ordre du laboratoire pour le moment. La piste des algues rejetant naturellement de l’hydrogène en étant exposées à la lumière est très suivie.

Récemment, le CNRS, associé à AREVA et à la SCT (un des leaders mondiaux du métal-céramique), a développé une méthode de production de l’hydrogène qui se fait par électrolyse, sous pression (50-100 bars). Les températures atteintes sont bien plus basses (200°C) et permettant ainsi une utilisation de produits et technologies bon marché. Le rendement global est de plus augmenté et devrait dépasser les 80%.

Pour l’instant, aucune méthode n’offre de bons rendements, à prix compétitifs, et propres. Notons que l’hydrogène n’est pas à proprement parlé une source d’énergie, mais plutôt un vecteur d’énergie, fiable (très peu de pertes en chemin), d’une source (fossile, nucléaire, renouvelable) à son utilisation (pile à combustible). Il peut toutefois être considéré comme carburant propre, car en utilisation il ne rejette que de l’eau et peut être couplé avec les énergies renouvelables pour être produit.

Dossier du CEA sur les caractéristiques et enjeux de l’hydrogène.


La production européenne de biocarburants baisse alors que la demande augmente

2 janvier 2012

Les producteurs européens de biocarburant font face à une forte concurrence, essentiellement venue d’Asie.

Alors que l’Europe soutient toujours la filière de biocarburant, pourtant critiquée, avec des objectifs ambitieux (20% de la consommation dans les transports), les producteurs européens produisent de moins en moins. Tous les pays ont réduit leur volume de production, certains comme l’Espagne ou l’Italie ont même diminué de moitié leur production.

La faute vient essentiellement de la concurrence étrangère : les importations d’Asie, Indonésie en tête, ont bondi de 75% en un an. Or 2 milliards d’euros ont déjà été investis dans les usines de production européennes, l’UE va donc lancer deux enquêtes : une portant sur le mode de subvention américain du biodiesel, et une portant sur les faibles taxes à l’exportation du biodiesel indonésien, pour leur imposer des tarifs douaniers.

Pour faire un biocarburant propre, il faut peut être commencer par le produire localement, non? Au lieu d’utiliser des ressources pour l’emmener jusqu’à nous.

En attendant, la recherche pour les biocarburants de seconde et troisième génération (qui ne font pas concurrence aux filières alimentaires) continue. La première unité de production à été ouverte en octobre dernier dans la Marne, et au moins deux autres devraient ouvrir d’ici l’année prochaine.


Voyage à Fribourg (mot de la fin)

3 mai 2011

Petit tour dans une ville européenne référence sur les questions énergétiques et environnementales.

Freibourg est réellement une ville en avance sur son temps. En réduisant sa consommation énergétique et intégrant toutes les énergies alternatives, Freibourg est précurseur dans le domaine de la gestion énergétique par lequel nous devrons très probablement passer. Prenons des notes, cela serait utile.

Retrouvez les différents articles au sujet de Fribourg-en-Brisgau (Freiburg im Breisga) :

  1. Introduction – Histoire
  2. Transports – Eco-quartiers
  3. Panneaux solaires – Maison héliotropique
  4. Fréiamt – Biogaz
  5. Hydraulique – Intégration dans la ville

Ce voyage a été effectué avec le promo Thermique-Energétique 4ème année de l’école Polytech’Nantes, en février 2011. Merci à l’école et au département Thermique-Energétique pour leur soutien, à nos guides, et surtout à Malorie Cuquemelle, Magaly Lorcy et Ludivine Bonifay, qui ont lancé le projet et organisé ce voyage.

Promo des TE4, à notre retour, après 12h de car où nous avons passé la nuit.


Voyage à Fribourg (4/5)

13 avril 2011

Petit tour dans une ville européenne référence sur les questions énergétiques et environnementales.

Petite excursion dans la commune de Fréiamt, à 30km de Fribourg. Au coeur de la forêt noire, cette commune affiche une production énergétique correspondant à environ 130% de sa consommation.

Première visite, une centrale biogaz. Reconverti de l’élevage bovin depuis 2002, une des fermes récupère le lisier des fermes alentours, le hache, le stock, et le laisse fermenter. Le méthane dégagé est utilisé pour alimenter les turbines à gaz, fournissant électricité au réseau public, et chaleur aux autres fermes grâce à la cogénération. Enfin les résidus sont renvoyés aux fermes qui s’en servent comme d’un excellent fertilisant pour leurs terrains. La boucle est bouclée.

Sinon, on retrouve autour des fermes équipés en photovoltaïque, en chauffage bois (la matière première est locale), et un certain nombre d’éoliennes. Notons la coopération entre les villageois, qui ont investit groupés dans la centrale, les réseaux de chaleur, et les éoliennes.

[…]


La chaudière à granulés de bois

3 juin 2010

La chaudière à granulés de bois, bien autonome, permet le retour en force du chauffage au bois en France.

Aujourd’hui, les chaudières à bois sont très performantes, et surtout bien plus autonomes. Cela grâce à la forme du combustible : les granulés. En diminuant la taille du combustible, les systèmes pour réguler la distribution dans le foyer en deviennent d’autant plus simples. Ainsi une vis sans fin peut emmener le débit de granulés souhaité, suivant la demande de chauffage, du silo de granulés au foyer, sans aucun risque d’embrasement général. La suite est classique : les gaz brûlants passent par un échangeur et y réchauffe l’eau qui ira au radiateur ou au ballon d’eau chaude sanitaire. Ajoutez à cela un entretien faible (un sac de cendres à vider par mois), vous voyez en quoi on peut parler d’autonomie.

Améliorations à venir : 1. Les chaudières à granulés à condensation qui, comme leurs homologues gaz, se serviront des gaz d’échappement pour préchauffer encore l’eau avant évacuation. On atteint un rendement de presque 100% (contre 90% actuellement tout de même!)  2.  Les chaudières à condensation électrogène, qui se servent de la chaleur présente pour créer un surplus d’énergie grâce à un moteur Stirling.

De plus, si le bois vient de forêts contrôlées, ce système est considéré écologique, car le bois rejette du CO2 qu’il a capté auparavant dans l’atmosphère. Ajouter à cela les crédits d’impôts et autres ressources financières actuelles, et vous vous obtenez une liste d’avantages séduisant. Petite Anecdote : l’ Elysée a annoncé s’équiper de ce type de chaudière cette année.


D’ Oliviers à Electricité en Espagne

10 janvier 2009

oliviersL’Energie issue de la biomasse en Espagne passe aussi par les olives.

L’Espagne, son gisement de 1.400.000 hectares d’oliviers. Premier producteur mondiale d’huile d’olive, l’Espagne s’offre aussi la première place des producteurs mondiaux d’énergie issue de la biomasse de l’olivier.

En Andalousie, dix centrales totalisent une capacité installée de 115.4 MW d’électrcité. Une capacité d’énergie renouvelables qui s’ajoute à l’importante dynamique du solaire photovoltaïque dans cette région.

Inutile de s’inquiéter, la goûteuse huile d’olive espagnole ne nous fera pas défaut. Les olives fraîches sont d’abord dénoyautées -noyaux qui servent de granulés combustibles grâce à leur PCI [*] de 5000 kcal/kg-, puis la pulpe est traitée pour rendre encore les 30 à 40% d’huile d’olive restante. Par la suite, par diverses transformations, on trouve au final des granulés séchés qui vont être consummés dans une chaudière. Rien n’est gâché dans cette olive.