La cogénération, également appelée CHP (Combined Heat and Power), est le processus de production combinée d’énergie électrique (ou mécanique) et de chaleur à partir d’une seule source d’énergie primaire, au sein d’un système intégré unique. Le combustible peut être du gaz naturel, des gaz spéciaux, du biogaz, du biométhane ou de l’hydrogène.
La microcogénération applique le même principe à plus petite échelle : la réglementation définit comme unités de microcogénération les installations dont la puissance électrique est inférieure à 50 kWe. La différence entre les deux solutions ne réside donc pas dans leur principe de fonctionnement, mais dans leur puissance et, par conséquent, dans les utilisateurs desservis, le dimensionnement et les mécanismes d’incitation.
Comment fonctionne une installation de cogénération
Une installation de cogénération comprend un moteur à cycle Otto qui produit de l’énergie mécanique et la transmet à un alternateur afin de générer de l’électricité en basse tension, ensuite transformée en moyenne tension. La récupération thermique s’effectue de deux manières : à partir de l’eau de refroidissement du moteur, via un échangeur de chaleur à plaques permettant d’obtenir de l’eau à haute température, et à partir des gaz d’échappement qui, à des températures proches de 400°C, peuvent être utilisés pour produire de l’eau chaude, de l’eau surchauffée, de la vapeur ou de l’huile thermique, ou être directement utilisés dans le processus de production.
Ce schéma s’applique à toutes les puissances d’installation : ce qui change entre cogénération et microcogénération, c’est la puissance installée et les besoins énergétiques de l’utilisateur desservi par l’installation.
Qu’est-ce que la microcogénération ?
Selon la réglementation italienne, une unité de microcogénération est une unité de cogénération dont la puissance électrique est inférieure à 50 kWe ; on parle en revanche de petite cogénération jusqu’à 1 MWe. Au-delà de ces seuils, on entre dans le domaine de la cogénération de moyenne et grande puissance, qui peut atteindre plusieurs MWe.
Cette distinction a une conséquence pratique importante pour la reconnaissance en tant que Cogénération à Haut Rendement (CAR) : une unité d’une puissance égale ou supérieure à 1 MWe est considérée comme à haut rendement si l’économie d’énergie primaire (PES) est d’au moins 10% par rapport à une production séparée, tandis que pour les unités de micro et petite cogénération, toute valeur positive du PES est suffisante.
Les différences en bref
| Caratteristica | Microcogenerazione | Cogenerazione |
|---|---|---|
| Potenza elettrica | Inferiore a 50 kWe | Da 50 kWe a diversi MWe (piccola cogenerazione fino a 1 MWe) |
| Principio di funzionamento | Produzione combinata di elettricità e calore | Identico, su scala maggiore |
| Utenze tipiche | Fabbisogni energetici contenuti e continui | Realtà energivore: industria, terziario, sanità, data center |
| Requisito CAR | PES di qualunque valore positivo | PES di almeno il 10% (unità da 1 MWe in su) |
Quelle solution choisir : le rôle du dimensionnement
La cogénération est particulièrement adaptée aux entreprises énergivores caractérisées par une consommation élevée et continue de chaleur et d’électricité : industries agroalimentaires et des boissons, industries chimiques et pharmaceutiques, plasturgie, papeteries, industrie textile, mais aussi hôpitaux, data centers, hôtels, centres commerciaux, universités et réseaux de chauffage urbain. La microcogénération répond à la même logique pour les utilisateurs ayant des besoins plus faibles, à condition que ceux-ci soient constants dans le temps.
Pour obtenir des performances maximales, il est essentiel de choisir la bonne puissance. L’outil fondamental est l’étude de faisabilité : elle permet de déterminer si l’entreprise présente les caractéristiques adaptées à cette technologie, en analysant la faisabilité technique, les avantages économiques et le retour sur investissement.
Les avantages de la production combinée
Quelle que soit la puissance de l’installation, la production simultanée d’électricité et de chaleur offre des avantages énergétiques, environnementaux et, par conséquent, économiques :
Rendement d’utilisation du combustible jusqu’à 85%, avec une réduction de plus de 30% de la consommation d’énergie primaire par rapport à une production séparée
Autoconsommation sur site : les pertes liées au transport et à la distribution sur les réseaux électriques sont évitées
Réduction des émissions de CO₂ et de gaz à effet de serre ; avec le biogaz ou le biométhane, les émissions de CO₂ fossile sont éliminées
Résilience : le fonctionnement en mode îlot garantit une alimentation énergétique continue même en cas de panne du réseau, un aspect déterminant pour les infrastructures critiques telles que les hôpitaux et les data centers
Réduction des factures énergétiques et accès, pour les unités CAR, au mécanisme des certificats blancs : le GSE attribue un certificat pour chaque TEP d’économie réalisée, négociable sur la plateforme du GME
Questions fréquentes sur la microcogénération et la cogénération
Qu’entend-on par microcogénération ?
Une unité de cogénération dont la puissance électrique est inférieure à 50 kWe. Le principe de fonctionnement est le même que celui de la cogénération : production combinée d’électricité et de chaleur à partir d’une seule source d’énergie primaire.
La microcogénération fonctionne-t-elle différemment de la cogénération ?
Non. Ce sont la puissance installée et les utilisateurs desservis qui changent, et non le principe : le moteur, l’alternateur et la récupération thermique à partir de l’eau de refroidissement et des gaz d’échappement sont les mêmes, à une échelle réduite.
Quand une installation est-elle reconnue CAR ?
Une unité d’une puissance égale ou supérieure à 1 MWe est considérée comme à haut rendement si son PES est d’au moins 10% ; pour les unités de micro et petite cogénération (moins de 1 MWe), toute valeur positive du PES est suffisante. La reconnaissance CAR donne accès aux certificats blancs.
Quel rendement atteint une installation de cogénération ?
Le rendement d’utilisation du combustible peut atteindre 85%, avec une réduction de plus de 30% de la consommation d’énergie primaire par rapport à la production séparée d’électricité et de chaleur.
