Produire de l'énergie est un besoin nécessaire pour une population qui ne cesse de croître. En 2018, la consommation mondiale était d’approximativement de 59 000 TWh. Ce qui revient à faire fonctionner à plein temps 59 millions de centrales nucléaires. Cependant, la cogénération est une manière subtile d’utiliser plus efficacement les ressources primaires.
Dans une centrale classique, le principe est de chauffer un fluide sous pression, que ce soit de l’air ou de l’eau qu’on passe sous forme de vapeur, pour ensuite entraîner une turbine qui va entraîner un alternateur qui va produire de l’électricité. Le problème c’est que le fluide en question va se refroidir dû à la détente qu’il a subi dans la turbine, mais qu’en sortie de cette dernière il sera toujours très chaud. Effectivement on peut s’attendre à des températures d’entrée d’environ 1000°C et des températures de sortie d’approximativement 500°C pour de l’air.
Dans le cas d’une turbine à gaz, l’air est directement rejeté à l’air libre, pour une centrale fonctionnant avec de la vapeur d’eau, elle doit être condensée (donc refroidie) après la turbine pour pouvoir ensuite plus facilement augmenter sa pression. Dans les deux cas, on a une perte de chaleur considérable de l’ordre de quelques centaines de degrés et c’est là qu’intervient la cogénération.
La cogénération est le principe de combiner la production d’électricité, comme avec une centrale classique, avec une activité qui nécessite de la chaleur pour sa production. Par exemple, la production de sucre demande des températures d’environ 200°C. Grâce à cette méthodologie, on utilise beaucoup mieux le pouvoir calorifique du combustible, c'est -à -dire l’énergie qu’il apporte au fluide dû à sa combustion.
Effectivement, quand on regarde le rendement des centrales classiques, on plafonne près des 30% d’efficacité alors que dans le cas d’une centrale avec de la cogénération, on est au-dessus des 80%, voire même pour certaines installations au-dessus des 90% !
La cogénération est donc une manière plus optimale d’utiliser les ressources primaires, chose à laquelle nous allons devoir être de plus en plus attentifs au vue des défis énergétiques qui nous attendent.
Sources:
Thermal Power Plants - Energetic and Exergetic approaches", D. Johnson, Joseph Martin et Pierre Wauters, 2015, presses universitaires de Louvain
https://fr.wikipedia.org/wiki/Ressources_et_consommation_%C3%A9nerg%C3%A9tiques_mondiales
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