Améliorer l’efficacité énergétique en utilisant la cogénération dans la production d’électricité

Améliorer l’efficacité énergétique en utilisant
la cogénération dans la production d’électricité

Jean-Marie Loiseaux[1], Henri Safa[2], Bernard Tamain[3]



[1] Ancien Professeur de Physique de l’Université de Grenoble
[2]
Chercheur au CEA
[3]
Professeur Emérite de Physique à l’ENSI de Caen 

Résumé

La cogénération d'électricité et de chaleur consiste à utiliser la chaleur habituellement rejetée à la source froide d’une installation thermique de production d’électricité. La chaleur ainsi récupérée peut permettre d’assurer chauffage collectif et production d’eau chaude sanitaire. Elle peut aussi être utilisée dans les processus industriels ne nécessitant pas des températures élevées. L'intérêt énergétique d'un usage significatif de chaleur cogénérée est que pour produire 6 kWh de chaleur à 120°C, on ne "perd" qu'un kWh de production d'électricité. Cette génération est applicable à toutes les centrales thermiques de production d'électricité. En optimisant l'ensemble des paramètres, le gain en efficacité énergétique pour ce secteur serait très important.  Théoriquement, si toute la chaleur nécessaire au chauffage et eau chaude sanitaire (ECS) était issue du parc des centrales thermiques actuelles (ce qui est possibleau regard du gisement disponible), cela entraînerait une économie d'environ 20 % de l'énergie totale consommée en France et les émissions de Gaz à Effet de Serre (GES) de la France seraient aussi significativement réduites.

Dans cet article nous décrivons les solutions techniques à mettre en œuvre et présentons une étude préliminaire aboutissant aux coûts du MWh produit et transporté. En France, il s’agira surtout de la chaleur récupérée sur les centrales électriques nucléaires. Dans un contexte de recherche de réduction des GES, cette solution permettrait une avancée majeure qui apparait économiquement viable. Une installation de taille significative pourrait par exemple être réalisée pour la région de Lyon proche de centrales thermiques de production d'électricité qui pourraient aussi produire de la chaleur cogénérée. Le tissu industriel de la région des Hauts de France pourrait aussi largement bénéficier d’une cogénération d’envergure utilisant les centrales nucléaires locales. Une option de Stockage Saisonnier de Chaleur (SSC) est aussi présentée rapidement dans un cas de chauffage urbain. Cette option, qui permet une fourniture de chaleur continue sur l'année, a aussi l’avantage de faciliter l'usage optimal d'énergie électrique intermittente.

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19 requêtes exécutées

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      LIMIT 0, 1
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      VALUES ('f80d8e65340e282c5398701a8e272f2b', 0, 1571827792)
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      FROM jos_extensions
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      FROM `jos_viewlevels`
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      FROM jos_extensions
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      FROM jos_extensions
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      FROM jos_menu AS m
      LEFT JOIN jos_extensions AS e
      ON m.component_id = e.extension_id
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      FROM jos_extensions
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  10. SELECT c.*,CASE WHEN CHAR_LENGTH(c.alias) THEN CONCAT_WS(":", c.id, c.alias) ELSE c.id END as slug
      FROM jos_categories as c
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      FROM jos_categories AS cat JOIN jos_categories AS parent
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      GROUP BY cat.id) AS badcats
      ON badcats.id = c.id
      WHERE (c.extension='com_content' OR c.extension='system')
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      AND c.published = 1
      AND badcats.id is null
      GROUP BY c.id
      ORDER BY c.lft
  11. SELECT *
      FROM jos_languages
      WHERE published=1
  12. SELECT id, home, template, params
      FROM jos_template_styles
      WHERE client_id = 0
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      FROM jos_assets AS a
      WHERE (a.id = 1)
      GROUP BY a.id
  14. SELECT b.rules
      FROM jos_assets AS a
      LEFT JOIN jos_assets AS b
      ON b.lft <= a.lft
      AND b.rgt >= a.rgt
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      GROUP BY b.id
      ORDER BY b.lft
  15. SELECT a.*,c.title AS category_title, c.alias AS category_alias, c.access AS category_access,u.name AS author,parent.title as parent_title, parent.id as parent_id, parent.path as parent_route, parent.alias as parent_alias,ROUND( v.rating_sum / v.rating_count ) AS rating, v.rating_count as rating_count
      FROM jos_content AS a
      LEFT JOIN jos_categories AS c
      on c.id = a.catid
      LEFT JOIN jos_users AS u
      on u.id = a.created_by
      LEFT JOIN jos_categories as parent
      ON parent.id = c.parent_id
      LEFT JOIN jos_content_rating AS v
      ON a.id = v.content_id
      WHERE a.id = 1958
      AND (a.publish_up = '0000-00-00 00:00:00' OR a.publish_up <= '2019-10-23 10:49:53')
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      AND (a.state = 1 OR a.state =2)
  16. UPDATE jos_content
      SET hits = hits + 1
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  17. SELECT id, title, module, position, content, showtitle, params, mm.menuid
      FROM jos_modules AS m
      LEFT JOIN jos_modules_menu AS mm
      ON mm.moduleid = m.id
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      ORDER BY position, ordering
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      FROM jos_extensions
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  19. UPDATE `jos_session`
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16 types de requêtes exécutées, triées par occurrences DESC

Tables sélectionnées :
  1. 4 × SELECT extension_id AS "id", element AS "option", params, enabled FROM jos_extensions
  2. 1 × SELECT a.rules FROM jos_assets AS a
  3. 1 × SELECT id, home, template, params FROM jos_template_styles
  4. 1 × SELECT b.rules FROM jos_assets AS a LEFT JOIN jos_assets AS b ON b.lft <= a.lft AND b.rgt >= a.rgt
  5. 1 × SELECT a.*,c.title AS category_title, c.alias AS category_alias, c.access AS category_access,u.name AS author,parent.title as parent_title, parent.id as parent_id, parent.path as parent_route, parent.alias as parent_alias,ROUND( v.rating_sum / v.rating_count ) AS rating, v.rating_count as rating_count FROM jos_content AS a LEFT JOIN jos_categories AS c on c.id = a.catid LEFT JOIN jos_users AS u on u.id = a.created_by LEFT JOIN jos_categories as parent ON parent.id = c.parent_id LEFT JOIN jos_content_rating AS v ON a.id = v.content_id
  6. 1 × SELECT id, title, module, position, content, showtitle, params, mm.menuid FROM jos_modules AS m LEFT JOIN jos_modules_menu AS mm ON mm.moduleid = m.id
  7. 1 × SELECT * FROM jos_languages
  8. 1 × SELECT c.*,CASE WHEN CHAR_LENGTH(c.alias) THEN CONCAT_WS(":", c.id, c.alias) ELSE c.id END as slug FROM jos_categories as c LEFT JOIN (SELECT cat.id as id FROM jos_categories AS cat JOIN jos_categories AS parent ON cat.lft BETWEEN parent.lft AND parent.rgt
  9. 1 × SELECT `session_id` FROM `jos_session`
  10. 1 × SELECT id, rules FROM `jos_viewlevels
  11. 1 × SELECT folder AS type, element AS name, params FROM jos_extensions
  12. 1 × SELECT m.id, m.menutype, m.title, m.alias, m.path AS route, m.link, m.type, m.level,m.browserNav, m.access, m.params, m.home, m.img, m.template_style_id, m.component_id, m.parent_id,m.language,e.element as component FROM jos_menu AS m LEFT JOIN jos_extensions AS e ON m.component_id = e.extension_id
  13. 1 × SELECT `data` FROM `jos_session`
Autres tables :
  1. 1 × UPDATE `jos_session` SET `data` = '__default|a:8:{s:15:\"session.counter\";i:1;s:19:\"session.timer.start\";i:1571827792;s:18:\"session.timer.last\";i:1571827792;s:17:\"session.timer.now\";i:1571827792;s:24:\"session.client.forwarded\";s:12:\"18.207.137.4\";s:22:\"session.client.browser\";s:40:\"CCBot/2.0 (https://commoncrawl.org/faq/)\";s:8:\"registry\";O:9:\"JRegistry\":1:{s:7:\"\0*\0data\";O:8:\"stdClass\":0:{}}s:4:\"user\";O:5:\"JUser\":23:{s:9:\"\0*\0isRoot\";b:0;s:2:\"id\";i:0;s:4:\"name\";N;s:8:\"username\";N;s:5:\"email\";N;s:8:\"password\";N;s:14:\"password_clear\";s:0:\"\";s:8:\"usertype\";N;s:5:\"block\";N;s:9:\"sendEmail\";i:0;s:12:\"registerDate\";N;s:13:\"lastvisitDate\";N;s:10:\"activation\";N;s:6:\"params\";N;s:6:\"groups\";a:0:{}s:5:\"guest\";i:1;s:10:\"\0*\0_params\";O:9:\"JRegistry\":1:{s:7:\"\0*\0data\";O:8:\"stdClass\":0:{}}s:14:\"\0*\0_authGroups\";a:1:{i:0;s:1:\"1\";}s:14:\"\0*\0_authLevels\";a:4:{i:0;i:1;i:1;i:1;i:2;i:2;i:3;i:5;}s:15:\"\0*\0_authActions\";N;s:12:\"\0*\0_errorMsg\";N;s:10:\"\0*\0_errors\";a:0:{}s:3:\"aid\";i:0;}}', `time` = 1571827794
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