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1 TECHNOLOGIES PROPRES ET SOBRES - N° 2 - JANVIER 1996 Les enjeux économiques d

1 TECHNOLOGIES PROPRES ET SOBRES - N° 2 - JANVIER 1996 Les enjeux économiques de la cogénération Malgré une politique énergétique nationale qui favorise un prix du kW électrique plus faible que dans nombre d’autres pays, la cogénération est rentable en France. Le procédé a un impact évident pour les industries fortement utilisatrices d’eau et d’air chaud. Quels sont les éléments déterminants pour le développement de la cogénération ? - Le niveau de maîtrise des tech- nologies est actuellement satisfai- sant. Les recherches en cours vi- sent à atteindre de plus hauts ren- dements et à améliorer la qualité intrinsèque du combustible (pour le gaz notamment). - Le type de relations au sein du système global national de pro- duction d’électricité a une influence prépondérante. Des évolutions ré- centes pourraient être déterminan- tes pour le développement de la cogénération. Il s’agit des condi- tions de rachat par EDF de la pro- duction excédentaire d’électricité, du niveau de coopération avec l’auto-producteur et plus généra- lement de l’environnement politico- réglementaire. - Les investissements nécessaires sont élevés, mais les gains sem- blent importants. Le développe- ment de petites installations peut se heurter aux critères de rentabilité. L’existence de subventions ou aides jouera un rôle non négligea- ble. - La cogénération a une incidence dans la lutte contre la pollution et L a cogénération est la production simulta- née de chaleur et d’éner- gie mécanique, le plus souvent transformée en électricité. La définition donnée par l’ADEME est : «production com- binée chaleur/force qui recouvre un ensemble de techniques de pro- duction délivrant de façon simul- tanée de l’énergie thermique et de l’énergie mécanique, cette dernière étant le plus souvent utilisée pour produire de l’électricité par cou- plage à un alternateur». L’énergie primaire utilisée peut être le fuel, le gaz, le charbon, le bois ou les dé- chets ménagers. La cogénération est un dispositif d’économie d’énergie : on récu- père l’énergie thermique gaspillée lors de la production d’électricité. Ce concept technique classique répond aux préoccupations actuel- les de préservation de l’environ- nement, non seulement en rédui- sant la consommation d’énergie, mais aussi en limitant les rejets no- cifs. Les industries les plus concernées sont celles dont les process utili- sent l’eau chaude, la vapeur ou l’air chaud. COGENERATION C Q W une même source pour un double effet TECHNIQUE 2 TECHNOLOGIES PROPRES ET SOBRES - N° 2 - JANVIER 1996 d’implantation de la cogénération de par le monde? Aux USA, on recense dès 1980 un nombre significatif d’installa- tions. En 1988, la capacité totale de la cogénération est évaluée à 660 000 MW électriques. Ce chif- fre englobe les productions des compagnies électriques elles-mê- mes, des systèmes de chauffage urbain, ainsi que la cogénération in- dustrielle et tertiaire. Cette dernière est estimée entre 20 000 et 25 000 MW. Le potentiel techni- que d’installations de cogénération industrielle et tertiaire est de 800 MW. Le potentiel économique, c’est-à-dire une prévision de dé- veloppement de la production qui tienne compte des facteurs écono- miques, ne représenterait plus que 12 à 20 % du potentiel technique. Au Japon, l’essor a été rapide dès 1985. La capacité totale est de 160 000 MW, dont 16 000 pour la cogénération industrielle. Une faible progression est attendue (en- tre 400 et 1 200 MW d’ici l’an 2000). En Europe, la cogénération repré- sente 6,2 % de la production d’électricité. La cogénération in- dustrielle à elle seule correspond à 4,3 % de la production totale d’électricité. Mais, on observe des disparités importantes : les ¾ de cette production sont réalisés par l’Allemagne, la Hollande et l’Ita- lie. La France représente 1,7 % de la production européenne. La capacité des Pays-Bas est de 14 000 MW. La cogénération in- dustrielle est de 1 800 MW, soit 12 % de la capacité électrique to- tale du pays, en 1988. Le poten- tiel technique est évalué à 1 200 MW pour les installations indus- l’effet de serre. En effet, un sys- tème de cogénération basé sur une turbine à gaz évite tous rejets de poussière, SO2 et HCl et réduit d’un tiers les émissions de CO2. Pour une production de 1000 MW électriques par cogénération, on réduit de 1,25 millions de tonnes par an les émissions de carbone. Quels gains peut-on escompter de la cogénération ? La production locale d’électricité permet de faire des économies sur les factures d’électricité, mais ce gain est à déduire de ce que coûte cette production en énergie pri- maire. Le coût énergétique de la produc- tion d’électricité par cogénération se définit donc comme le rapport entre la surconsommation d’éner- gie primaire et l’électricité effecti- vement produite. Pour donner des ordres de gran- deur: - le retour sur investissement s’en- visage entre trois et six ans et le coût d’une installation est compris entre 3 et 12 KF/kW, selon le type de filière utilisée (turbine à vapeur, à gaz ou moteur thermique). - de manière plus spécifique, le gain sur l’exploitation annuelle d’une turbine à gaz de 4000 kW, produisant 10 t/h, est de 6000 kF/ an. L’investissement nécessité pour ce type de turbine est de 20 à 22 MF, soit un temps de retour sur investissement allant de 3 à 5 ans. - le prix moyen du MW électrique, aux environs de 320 FHT en France, passerait à 166 FHT par cogénération, soit une réduction de 48 %. Quel est le niveau grâce à la cogénération le prix moyen du MW électrique devrait subir une réduction de 48 % Pays où la cogénération est le plus fortement implantée: USA Japon Allemagne Hollande Italie 3 TECHNOLOGIES PROPRES ET SOBRES - N° 2 - JANVIER 1996 trielles de grande taille. Mais moins de 20 % de ce potentiel semble réalisable, compte-tenu d’impéra- tifs économiques. En Espagne, il est prévu dans la décennie actuelle, une augmenta- tion de 15 % de la production d’électricité par cogénération. Quelle est la situation en France ? La puissance installée est évaluée entre 1 700 et 3 000 MW. Cer- taines estimations affichent un taux de progression annuel d’environ 100 MW, soit un accroissement quasi-comparable à celui de l’Al- lemagne ou de la Grande Breta- gne. EDF estime un potentiel de pro- duction par la cogénération en mi- lieu industriel entre 2 000 et 4 000 MW. L’ADEME le situe entre 4 et 5 000 MW. Gaz de France évalue, à l’horizon 2000, un potentiel de vente sup- plémentaire de gaz, lié à la cogénération, à 20 ou 25 TWh pour l’industrie. Ce potentiel éco- nomique correspond à environ 12 % du potentiel technique. GDF affiche un intérêt évident pour la cogénération, et la part des ins- tallations actuelles fonctionnant au gaz naturel est prépondérante. Les principaux freins au dévelop- pement de la cogénération sont liés au faible coût de l’électricité en France, à la timidité des incitations fiscales, à la difficulté de financer les investissements nécessaires. Les obstacles majeurs résident sur- tout dans le manque d’informations relatives au financement par cré- dit-bail ou tiers investissement, et à une information faiblement diffu- sée sur la technologie même. Le marketing de la cogénération auprès des industriels reste à faire! Pour un industriel, comment envisager un projet de cogénération ? Avant tout, une étude de faisabi- lité, confiée à un spécialiste, s’im- pose. Elle considérera les éléments techniques, économiques, finan- ciers, et envisagera le planning des réalisations. Il est recommandé de porter une attention toute particu- lière à l’évolution, à moyen terme, des besoins énergétiques de l’en- treprise, surtout en matière de be- soins thermiques. On envisagera aussi les évolutions liées à d’éven- tuels changements de process in- dustriel, ainsi que les fluctuations de besoins énergétiques dues aux variations de la production indus- trielle. Pour les choix techniques, il faudra tenir compte des installa- tions existantes, susceptibles d’être réutilisées dans le cadre de la cogénération (ex : moteur thermi- que). Les aides existantes peuvent avoir un impact : - exonération pendant cinq ans de certaines taxes sur les carburants et gaz utilisés pour la cogénération, pour toute installation mise en ser- vice avant fin 96 - obligation de rachat par EDF des kWh émanant de la cogénération - possibilité d’amortissement ac- céléré - allègement de 50 % de la taxe professionnelle sur l’investissement matériel - aides de l’ADEME sur les étu- des de faisabilité. Quelles sont les perspectives ? A l’échelon national, EDF devra rapidement disposer de produc- tions complémentaires pour faire face aux pointes de consommation. Sources - " Synthèse des propositions du club cogénération», G. FOURNIER; "Les enjeux nationaux de la cogénération", D. BOTERF; "Approche économique de la cogénéra- tion", T. DARRIGAND; " La cogénération en Europe", Energie Plus, n° 114, Juillet- Août 1992. - "Réduisez votre facture énergétique... grâce à la cogénération", A. LARANE Industries et Techniques, n° 758, Mars 1995. - Cogénération au gaz naturel de chaleur et d’électricité : les perspectives du développement en France», J. LIONS, La Technique Moderne n° 7-8, 1990. - "La cogénération et Gaz de France", J. MAIRE, Colloque "La production décentralisée d’électricité", Janvier 1991. - "Mettre en oeuvre uploads/Industriel/ co-generation.pdf