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La cogénération peine à trouver sa place dans le mix énergétique français

La cogénération apparaît aujourd'hui comme l'une des voies à explorer pour tendre à l'efficacité énergétique en France. Pourtant, malgré des atouts incontestables, la cogénération connaît un frein majeur à son développement : sa faible rentabilité.

Energie  |    |  S. Fabrégat
   
La cogénération peine à trouver sa place dans le mix énergétique français
Unité de cogénération bois à Ydes (Cantal)
© Sénat
   
L'efficacité énergétique apparaît aujourd'hui comme l'un des moyens de lutter contre le changement climatique et l'épuisement des ressources fossiles. L'Union européenne a d'ailleurs tablé sur une augmentation de 20 % de l'efficacité énergétique à l'horizon 2020. Si cet enjeu concerne l'habitat, les transports, l'industrie, la production d'électricité n'échappe pas à cet objectif. Selon la technologie utilisée, 40 à 60 % de l'énergie nécessaire à la production d'électricité seraient perdus au sein même du processus de production. La recherche d'une meilleure efficience dans la production d'électricité est donc nécessaire. La cogénération apparaît comme une voie privilégiée d'économie d'énergie primaire.
Comme son nom l'indique, la cogénération consiste à produire simultanément dans la même installation de l'énergie thermique (chaleur) et de l'énergie mécanique, transformée en énergie électrique par un alternateur. Cette production simultanée de chaleur et d'électricité permet d'atteindre des rendements élevés, de 75 à 85 %, et d'économiser ainsi 5 à 20 % d'énergie primaire.
Alors que l'énergie thermique peut-être utilisée pour le chauffage et la production d'eau chaude, l'électricité sert pour les besoins de l'installation ou est revendue sur le marché de l'électricité. Le gaz, le fioul, la biomasse ou la valorisation des déchets (incinération) peuvent être utilisés pour faire fonctionner ce type d'installation. Aujourd'hui, la plupart des équipements de cogénération se trouvent dans l'industrie, le tertiaire et les réseaux de chaleur urbains.

La place de la cogénération en France

Technologie plutôt ancienne, la cogénération ne s'est vraiment développée en France qu'à partir des années 90, avec la mise en place d'un cadre juridique, fiscal encourageant les investissements dans ces équipements. Un régime d'obligation d'achat de l'électricité produite a notamment été mis en place en 1997. Pourtant, le développement de la cogénération en France reste en deçà du niveau européen. Elle représenterait aujourd'hui en France 4 % de la production d'électricité (7 % en hiver, saison où la cogénération est la plus utilisée) contre 9 % de la production nationale en Allemagne et 43 % aux Pays-Bas ! Selon une étude réalisée par le CEREN (centre d'études et de recherches économiques sur l'énergie) en 2003, le parc des équipements de cogénération existant au 31 décembre 2003 en France était estimé à 1.488 équipements, d'une puissance totale électrique de 6 669.MW et chaleur de 20 489 MW. La production annuelle d'énergie était de 25,3 TWh d'électricité et de 68 TWh de chaleur pour une consommation de combustibles de 120 TWh (10,3 Mtep).
Le développement restreint de la cogénération en France s'explique en partie par la situation particulière nationale où près de 80 % de la production d'électricité est d'origine nucléaire. Mais à l'heure où la plupart des pays s'orientent vers une diversification de leur mix énergétique, la place de la cogénération fait débat en France.

Les atouts de la cogénération

La production simultanée de chaleur et d'électricité présente de nombreux atouts. Tout d'abord, c'est un dispositif d'économie d'énergie : l'énergie thermique dissipée lors de la production d'électricité est récupérée, ce qui permet d'obtenir des rendements de production d'énergie équivalents à 75 à 85 % contre 40 à 50 % pour une centrale thermique classique. La cogénération permet donc des économies d'énergie primaire par rapport à des productions distinctes d'électricité et de chaleur. En effet dans un process de combustion environ 30% à 40% de l'énergie primaire peuvent-être transformés en énergie électrique, tandis que 50 à 60% se retrouvent sous forme de chaleur, utilisable pour alimenter un industriel ou un réseau urbain de chauffage.
Au niveau environnemental, la cogénération affiche donc un bilan positif quant aux émissions de CO2 lorsqu'elle se substitue à une production électrique réalisée à partir de combustibles fossiles. Mais en France où la production d'électricité (majoritairement nucléaire et hydraulique) est peu émettrice de gaz à effet de serre, cet argument écologique apparaît minoré.
Pourtant dans un contexte de diversification des mix énergétiques nationaux, la production d'électricité décentralisée qu'offre la cogénération serait un atout : elle peut permettre d'éviter des coûts de développement de réseaux électriques (lignes haute tension…) et des pertes lors du transport de l'électricité. Enfin, contrairement aux énergies renouvelables qui constituent souvent des sources d'énergie intermittentes, la cogénération est fiable, non sensible aux conditions climatiques et peut donc participer à faire face aux pointes de consommation d'électricité.

Les freins au développement de la cogénération

Malgré ces atouts, l'efficacité de la cogénération, notamment d'un point de vue économique, n'est pas toujours avérée. Le coût élevé de l'investissement, le faible coût de l'électricité en France constituent un frein à sa rentabilité. La cogénération s'avère rentable dans les industries dont les process utilisent l'eau chaude, la vapeur ou l'air chaud qui peuvent ainsi être valorisés ou sur des sites où les besoins simultanés de chaleur et d'électricité (ou de force motrice) le justifient. Pour les réseaux de chaleur, l'énergie doit nécessairement être distribuée dans un secteur limité, proche du lieu de production, le transport de la vapeur produite étant impossible. Ce système se développe donc principalement dans les grands ensembles immobiliers (tertiaire, logements sociaux…).
Un rapport réalisé en 2007 par l'Inspection générale des finances et du Conseil général des mines jugeait que les conditions à satisfaire pour tirer le meilleur parti de l'intérêt écologique et économique de la cogénération au gaz naturel ne sont actuellement pas réunies en France.
Et de s'interroger sur la pertinence de soutenir ce mode de production d'électricité au vue de ses coûts.
Pour Benjamin Gallezot, sous directeur des marchés de l'énergie et des affaires sociales à la Direction générale Energie et Climat du MEEDDAT, l'intérêt de la cogénération doit s'apprécier dans le cadre d'un mix d'énergies. Tout comme la plupart des sources d'énergie alternatives explorées aujourd'hui…

Réactions13 réactions à cet article

Oui à la CoGen !

La Cogénération apporte en général l'électricité comme un produit annexe judicieux, qd de la vapeur ou de la chaleur sont le 1er objectif ! Je m'explique:
- des usines ayant besoin de VAPEUR, comme les papetiers, les chimistes, etc...ont une chaudière, souvent gaz (anciennement charbon fuel ou autres), parfois alcool (chez des sucriers) et UTILISENT au passage, la vapeur haute pression pour faire tourner une turbine entrainant un alternateur produisant du COURANT, la vapeur basse pression étant ensuite utilisée en tant que vapeur dans le process...(but 1er !!)
- des usines UIOM brûlant des ordures (but 1er!!) vont pouvoir générer de la vapeur utilisée en 1er lieu pour faire tourner une turbine/alternateur donc faire du jus, puis en 2ème lieu alimenter un circuit de chauffage urbain, par ex, ou des serres, etc...
NB.: C'est ce dernier cas où les hollandais, qui nous font nos tomates pour l'hiver !!, sont fortiches, d'où leurs chiffres...
- des sites d'enfouissement d'ordures (but 1er!!) judicieusement installés étanches et contrôlés, génèrent du biogaz, méthane principalement, pouvant lui aussi être brûlé pour faire de l'électricité et du chauffage urbain ou serres...
Oui, donc à cette électricité générée en appoint des autres prod d'élec NUC, hydro, PV, éolienne, etc...afin d'optimiser le processus 1er (génération de vapeur ou/et chaleur) qui est là de facto !
C'est aussi de l'EnR !! Positivons ! Encourageons !
A+ Salutations Guydegif(91)

Guydegif(91) | 18 septembre 2008 à 10h08 Signaler un contenu inapproprié
Droit de réponse

1. Notons tout d'abord que le rendement énergétique des centrales nucléaires est plutôt aux alentours de 35 % et qu'elles ne pratiquent nullement la cogénération. Ce sont donc bien les centrales nucléaires qui ont le plus mauvais rendement énergétique.
2. Si l'intérêt économique est réduit, il n'est pas nul. Il pourrait s'améliorer avec des dispositifs de stockage de chaleur. 3. Et l'obligation de cogénération pourrait bien s'imposer un jour au niveau européen. Ce qui mettrait les centrales nucléaires hors jeu.
4. Et rien n'interdit non plus à ce que, notamment pour les centrales au gaz, la cogénération soit obligatoire en France.

rené-pierre | 18 septembre 2008 à 12h03 Signaler un contenu inapproprié
La meilleure alliancecogénération/biomasse

Ce n'est pas à partir des combustibles fossiles (ex gaz naturel...) qu'il est intéressant d'approvisionner un cogénérateur, mais à partir de la biomasse, ce qui ajoute à la cogénération tous les avantages des énergies renouvelables. Transformer préalablement et efficacement la biomasse en biogaz par méthanisation constitue donc le défi à relever, avec en perspectives des possibilités considérables sur l'ensemble du territoire, sauf peut-être au coeur des gtos centres urbains...Où en sommes-nous sur ce point ?

lounet | 18 septembre 2008 à 16h16 Signaler un contenu inapproprié
Où sont les besoins de chaleur ?

A mon avis, le principal obstacle est l'éloignement des installations de production d'électricité (thermique classique comme nucléaire) par rapport aux besoins de chaleur (industries comme réseaux de chauffage).
Mais il y a aussi le manque de motivation: la tendance est d'éloigner les usines d'incinération des zones urbanisées pour cause de pollution ce qui interdit toute utilisation de chaleur pour le chauffage urbain. Pire, je connais une usine d'incinération située à quelques dizaines de m d'une installation de géothermie et aucune connexion n'a été envisagée

André | 18 septembre 2008 à 23h02 Signaler un contenu inapproprié
Re: Oui à la CoGen !

j'habite dans les DOM, on n'a pas besoin de chauffage urbain, que peut on faire de cette chaleur produite?
de la climatisation?

freddo | 21 septembre 2008 à 01h28 Signaler un contenu inapproprié
utiliser ce qui existe

Oui à la cogeneration. Mais avant de faire du nouveau utilisons ce qui existe. Les centrales nucléaires qui ont un rendementreel voisin de 30% génèrent d''énormes quantité d'énergie chaleur a basse temperature. C'est un gisement considérable. Il faut mettre au point les technologies pour utiliser localement ces quantités d'énergie aulieu de les gaspiller.la principale utilisation est a voir du coté du chauffage des locaux et de certains procédés industriels.
Le rechauffement climatique est un danger potentiel considerable avant de rever à de noiuvelles solutions utilisons ce qui existe.

Jean-marie | 21 septembre 2008 à 09h39 Signaler un contenu inapproprié
Re:Où sont les besoins de chaleur ?

Oui et il faut porter les efforts vers ce qui existe

efficace | 21 septembre 2008 à 09h42 Signaler un contenu inapproprié
Re:Droit de réponse

IL EXISTE AUSSI UNE SOLUTION POUR LE PARTICULIER DE MICROCOGENERATION BASE SUR L UTILISATION D UN MOTEUR STIRLING.
CETTE TECHNOLOGIE VIENT D ALLEMAGNE....3 KW ELECTRIQUE EST EMPLEMENT SUFFISANT POUR UN PAVILLON....

stirling SA SELLIER | 06 novembre 2008 à 09h21 Signaler un contenu inapproprié
Re:La meilleure alliancecogénération/biomasse

IL EXISTE AUSSI UNE SOLUTION POUR LE PARTICULIER DE MICROCOGENERATION BASE SUR L UTILISATION D UN MOTEUR STIRLING.
CETTE TECHNOLOGIE VIENT D ALLEMAGNE....3 KW ELECTRIQUE EST EMPLEMENT SUFFISANT POUR UN PAVILLON....
SANS MAINTENANCE ET ALIMENTE EN BIOMASSE COMME LES PELLETS OU GRANULES DE BOIS...MAIS AUSSI EN SOLAIRE...

stirling SA SELLIER | 06 novembre 2008 à 09h27 Signaler un contenu inapproprié
Re: Oui à la CoGen !

IL EXISTE AUSSI UNE SOLUTION POUR LE PARTICULIER DE MICROCOGENERATION BASE SUR L UTILISATION D UN MOTEUR STIRLING.
CETTE TECHNOLOGIE VIENT D ALLEMAGNE....3 KW ELECTRIQUE EST EMPLEMENT SUFFISANT POUR UN PAVILLON....
SANS MAINTENANCE ET ALIMENTE EN BIOMASSE COMME LES PELLETS OU GRANULES DE BOIS...MAIS AUSSI EN SOLAIRE...

stirling SA SELLIER | 06 novembre 2008 à 09h31 Signaler un contenu inapproprié
Re:Re: Oui à la CoGen !

Voici la meilleur technologie que je n ais encor jamais vu.

j'ais visite votre site et je trouve cela passionnant

dommage que je n'ais pas gagné au loto pour me le payer car en ce moment les finances sont très séré


merci pour cette info

cioa

laurence | 07 novembre 2008 à 18h10 Signaler un contenu inapproprié
Re:Droit de réponse

Le rendement reel des entrales nucléaires est voisin de 30%.
La cogeberation est une excellente solution surtout si elle utilise comme combustible biomasse ou dechet. Elle est dailleurs utilisée dans l'industrie depuis aumoins 70 ans (centrale a contre pression) et c'est interessant car les usines fonctionnent toute l'année. Aujourd'hui une forte consommation d'énergie vient du chauffage qui ne fonctionne que 6 mois par ans cela va limiter son application
De la a remplacer le nucleaire il ne faut pas rever jamais la biomasse ne fournirait assez de combustible pour les quantités en jeu et si on prend dufossile bonjour les degats avec les emissions de CO2. Le nucléaire est un mal necessaire notre consommation d'énergie augment plus que les nouvelles energies renouvelables et malheuresement ilva se developper dans le monde entier (les allemand y reviendront dans une dizaine d'années)
Le drame actuel pour l'énergie ce sont les centrales a charbon non seulement avec les emissions de C02 mais avec les morts 20.000 / an en Chine et la silicose (plus de 100.000 morts en france autrefois) on en parle pas dansx les pays qui utilisent le charbon. Angela Merkel a pose la première pierre d'une centrale a lignite de 1.000 MW. La lignite c'est encore pire que le charbon.
Arriverons nous a devenir assez economes pour eviter tout cela ?

JM | 04 décembre 2008 à 17h44 Signaler un contenu inapproprié
Et la dioxine dans tous ça

En quoi ce mode de production nous prémunie du pb majeur qu'est l'incinarateur, producteur de dioxine
résultat des cancer à la pelle comme à Albertville(73).

Anonyme | 31 décembre 2008 à 17h39 Signaler un contenu inapproprié

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