La cogénération, qui consiste à produire simultanément et sur la même installation de l’électricité et de la chaleur, présente de nombreux avantages pour les réseaux de chaleur. Comment fonctionne-t-elle concrètement ?

La cogénération, une solution économique et écologique

La cogénération est une technique permettant de récupérer la chaleur (gaz ou vapeur) émise lors de la production d’électricité (moteur, turbine ou pile à combustible). L’énergie calorifique est récupérée via un échangeur, puis utilisée par les réseaux de chaleur pour la production de chauffage et d’eau chaude.

Ce moyen de production constitue une solution écologique (elle émet moins de CO₂ que les installations “classiques” séparées) et économique (elle nécessite moins de matières premières que des installations distinctes). Il existe ainsi trois types d’installations :

• La cogénération “simple”, sur des installations de grande taille et de puissance importante, pour une puissance comprise entre 1 MWe et 250 MWe. Elle est destinée aux industries et aux réseaux de chaleur.
• La mini-cogénération, dont la puissance nominale électrique est comprise entre 36 et 250 kWe. Elle correspond aux besoins des immeubles d’habitation et de bureaux.
• La micro-cogénération, dont la puissance nominale électrique est inférieure à 36 kWe. Elle répond aux exigences des maisons individuelles et des petits bâtiments.

La cogénération en France et les réseaux de chaleur

En France, on compte plus de 860 installations de cogénération. Elles produisent 6,5 GW, dont 5 GW qui proviennent des installations alimentées en gaz naturel. La plupart – plus du tiers ! – de celles-ci sont concentrées en Île-de-France, en Haute-Normandie et en Rhône-Alpes. Les autres sont réparties de façon globalement équitable sur le territoire.

Aujourd’hui, environ 350 villes sont dotées d’équipements de cogénération. Ils fournissent plus de 450 réseaux de chauffage urbain, et alimentent en chaleur 24 000 sites ainsi que plus de 2 millions d’habitants.

À noter : les entreprises grosses consommatrices de chaleur (dans les secteurs de la chimie ou encore du ciment) sont également des clients possibles pour la chaleur produite. Ce n’est d’ailleurs pas pour rien qu’elles possèdent souvent leur propre cogénération, voire qu’elles la mutualisent avec d’autres entreprises à l’intérieur d’une zone industrielle, parfois avec de nombreux autres sites !

De nombreuses ressources potentielles

La cogénération présente un avantage principal : elle peut utiliser de nombreux types de ressources. Citons notamment :

• Le bois. La biomasse est l’une des matières premières les plus utilisées en France, notamment par les réseaux de chaleur. C’est la solution retenue par les villes de Metz (376 GWh d’énergie calorifique vendue en 2014, soit l’équivalent de plus de 33 000 logements de type F3 approvisionnés) ou encore Mende en Lozère. Comme en Lorraine, la biomasse permet une production de chaleur 100 % locale et génératrice d’emplois… à condition de s’en donner les moyens !
• Le gaz. Il existe 237 réseaux de chaleur alimentés par du gaz naturel en France, pour une puissance totale de 1,5 GWe et une puissance moyenne de 6,3 MWe. Petit inconvénient : il s’agit encore d’une installation assez chère.
• Les déchets ménagers. Une solution moderne et innovante, qui consiste à utiliser la combustion des déchets pour permettre la production d’énergie thermique et d’énergie électrique. Elle nécessite néanmoins d’importantes quantités de déchets organiques non valorisés par compostage.
• La paille. Eh oui ! Cette idée originale a par exemple été mise en place en 2013 dans la cinquième plus grande ville de Hongrie, Pecs (150 000 habitants).

Elle fournit 20 % de toute l’énergie renouvelable hongroise. L’usine avait déjà évolué une première fois en 2004, lorsqu’elle était passée du combustible charbon au gaz naturel et aux copeaux de bois. En France, l’idée est testée à plus petite échelle à Troyes – où la paille (3,3 MW) est valorisée en compagnie du bois (4,5 MW). Elle consomme ainsi 5 700 tonnes de paille par an.

Une situation paradoxale

Si la cogénération fonctionne bien – que ce soit en termes économiques ou écologiques -, la situation n’en est pas moins paradoxale. La production d’électricité par cogénération ne représentait ainsi que 4 % de la production totale d’électricité en France en 2006, alors qu’elle était supérieure à 50 % au Danemark. Mais, notamment en ce qui concerne les réseaux de chaleur, l’idée gagne du terrain, comme en témoignent les récentes mises en service de centrales de cogénération en France.

Souvenez-vous : on a même lancé, en avril dernier, la première centrale de trigénération du pays à Montpellier. Elle produit, à partir du bois régional, trois énergies : de la chaleur, du froid et de l’électricité. Depuis, plus de 5 200 logements et plus d’un million de mètres carrés de bureaux, commerces et bâtiments publics ont été raccordés !

Source de l’image à la Une : Flickr (stantontcady)