COGÉNÉRATION LA BIOMASSE FORESTIÈRE A DES CARTES À

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MEMENTO AQUITAIN DU BOIS ÉNERGIE
COGÉNÉRATION
LA BIOMASSE FORESTIÈRE A DES CARTES À JOUER
À partir de bois, on sait produire simultanément de la chaleur et de l’électricité.
En termes de production d’énergie, plus particulièrement de cogénération,
on pourrait presque dire que le résultat de ce 1 + 1 est supérieur à 2… :
dans le cas de la production simultanée de chaleur et d’électricité, le
rendement global du système est supérieur à la production séparée de
chaleur et d’électricité. Le rendement de l’installation peut atteindre 85%.
La technologie principale de cogénération à partir de la biomasse
fonctionne selon la combustion externe, dissociant la partie combustion
de la génération d’électricité.
Didier Marchal (Valbiom asbl) en décrit le principe : «un générateur de
chaleur (chaudière alimentée à partir de bois déchiqueté, d’écorces,
de liqueur noire…) fournit de l’énergie thermique à un fluide de travail
(eau, fluide thermique ou air). Celui-ci est injecté dans une machine qui
convertit cette énergie thermique en énergie mécanique et permet la
mise en rotation d’un arbre entraînant un alternateur pour produire de
l’électricité».
LA PLUS UTILISÉE : LA TURBINE À VAPEUR
La technologie de la turbine à vapeur est la plus utilisée pour la
cogénération biomasse. L’énergie contenue dans la biomasse est
convertie en vapeur haute température et haute pression dans une
chaudière. La vapeur ainsi produite est détendue au travers d’une turbine
transmettant ainsi un travail mécanique à l’arbre de la turbine couplé à
un alternateur produisant de l’électricité. La vapeur est aussi valorisée à
travers un consommateur de chaleur sous forme d’eau chaude (réseau
de chaleur, séchage de produits industriels, chauffage de bâtiments, etc.)
ou de vapeur (procédé industriel).
Dans le cadre des appels d’offres CRE (CRE1, CRE2, CRE3, CRE4), 24
projets sont en en fonctionnement et 7 en cours de construction sur 83
retenus en France. En Aquitaine, 4 installations produisent de l’électricité
et une est en construction.
L’ADEME souligne «deux points essentiels» dans un projet de cogénération
afin d’optimiser l’utilisation de la ressource : une efficacité énergétique
moyenne annuelle supérieure à 70 % pour respecter les préconisations
de la Directive européenne sur la cogénération à haut rendement et un
plan d’approvisionnement pour garantir la mobilisation de la ressource
nécessaire au fonctionnement de l’installation dans le cadre d’une
gestion durable.
1 - Commission de régulation de l’énergie.
LA PLUS GRANDE CENTRALE DE
COGÉNÉRATION BIOMASSE D’EUROPE
DE L’OUEST EST AQUITAINE
La centrale de cogénération biomasse de Biganos (Gironde) est née
dans le cadre du second appel d’offres lancé en décembre 2006 par
la CRE (Commission de régulation de l’énergie).
Depuis septembre 2010, elle produit de la vapeur haute pression,
détendue dans deux turboalternateurs qui génèrent de l’électricité
utilisée sur place par le site industriel de Smurfit Kappa - Cellulose
du pin. Pour Dalkia, cela a mobilisé un investissement de 135
millions d’euros.
Cette technologie est adaptée pour des puissances de 3 MWe à plusieurs
dizaines de MWe, pour des applications vapeur ou eau chaude.
La technologie des cycles organiques de Rankine (ORC) est très proche
de celle utilisée dans les cycles vapeur. Dans ce cas, un fluide organique
est préféré à l’eau afin de bénéficier de caractéristiques mieux adaptées
aux applications visées (température de vaporisation, pression, etc.).
Cette technologie est adaptée à partir d’une centaine de kWe et jusque
2-3 MWe. Cependant, seules des applications eau chaude jusqu’à 110°C
peuvent être couvertes par l’ORC (ECS/chauffage urbain, différentes
applications de séchage dans l’industrie…).
AVEC LE SOUTIEN DES APPELS D’OFFRES CRE
Les installations de cogénération biomasse sont soutenues en France par
deux mécanismes d’aide distincts : les appels d’offres CRE1 et le tarif
d’achat.
Fiche 16
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MEMENTO AQUITAIN DU BOIS ÉNERGIE
INSTALLATION DE COGÉNÉRATION DALKIA À BIGANOS
DIMENSION EUROPÉENNE ET ACTEUR LOCAL
L’installation de cogénération Dalkia1 de Biganos (33) approvisionne l’usine papetière Smurfit Kappa
Cellulose du Pin. Elle assure l’autonomie en énergie à partir de la seule biomasse.
RENDEMENT GLOBAL : 75%
Michel Luciani insiste sur l’intérêt de produire de l’électricité et de la
vapeur en même temps : la cogénération assure «un rendement global
beaucoup plus élevé qu’une installation classique : 75%. Et la vapeur
est valorisée au niveau de la papeterie». Tout se passe au plan local :
l’approvisionnement en bois, dans un rayon d’une centaine de kilomètres
et l’utilisation de l’énergie. «La production d’électricité correspond à la
consommation de l’installation industrielle de Smurfit Kappa - Cellulose
du pin, avec donc très peu d’échanges avec les réseaux électriques»,
note le directeur du site. L’installation Dalkia est d’ailleurs située dans
le périmètre de l’usine de Smurfit Kappa Cellulose du Pin à laquelle son
activité est totalement liée.
Le site de Facture est exemplaire par sa dimension : c’est «la plus grande
centrale de cogénération biomasse d’Europe de l’Ouest», souligne Michel
Luciani. «Nous sommes de dimension européenne, mais nous sommes
un acteur local, actif et positif pour la forêt».
Exemplaire aussi par son très faible impact environnemental : «tous les
rejets atmosphériques sont maîtrisés par le procédé de la chaudière. La
seule gestion du process permet de respecter les limites de polluants» ;
Peu de production d’oxydes d’azote et pas d’oxydes de soufre. Un système
très efficace de filtration permet de minimiser les rejets de poussière bien
en dessous des limites.
Quant aux rejets sous forme de cendres, ils sont valorisés dans le cadre
1 - La filiale d’EDF spécialiste des services énergétiques.
Fiche 16
d’un plan d’épandage «extrêmement abouti», après 3 ans de concertation,
avec un suivi précis qui s’appuie sur des analyses des cendres, du
mélange, des sols, des cultures… Ces cendres sont utilisées localement
et valorisées en remplacement de la chaux, pour maintenir le pH des sols
landais.
Valorisation des approvisionnements, valorisation de l’énergie, valorisation
des rejets, la centrale de Biganos s’inscrit «dans un ensemble vertueux»,
résume son directeur. «Tout se fait en local, de l’approvisionnement à
la consommation de l’énergie. Trouver au même endroit de la biomasse
utile, un puits de chaleur et la capacité de valoriser les cendres, c’est
exceptionnel, surtout pour une installation de cette taille».
EN CHIFFRES
• Puissance bois : 140 MW
• Puissance de la chaudière biomasse à lit fluidisé : 124 MW
• Caractéristique de la vapeur : 170 tonnes/h à 120 bars et 520°C
• Puissance de la chaufferie gaz (chaudières de secours) : 3x25 MW
• Cogénération avec une puissance électrique de 63 MWé
• Production de vapeur pour l’usine : 260 tonnes/h
• 503 000 tonnes de biomasse consommées par an
• Son fonctionnement, 7 jours sur 7, 24 h sur 24, nécessite un
approvisionnement de 2 camions à l’heure.
• Le site emploie une trentaine de salariés.
CRPF AQUITAINE 2015. CRÉDIT PHOTO : DALKIA, SMURFIT KAPPA.
La Centrale de cogénération de Biganos, opérationnelle depuis 2010, est
«exemplaire» à plus d’un titre, souligne Michel Luciani, directeur de site.
En terme d’approvisionnement d’abord, puisque la biomasse consommée
provient uniquement de sous-produits d’autres activités : 40% viennent
de l’industrie papetière (écorces et fines), autant de l’exploitation
forestière (cimes, souches) et les 20% restants de l’activité humaine (bois
de récupération propres de centres de tri ou déchets verts). Au total, cela
représente 500 000 tonnes par an qui «ne sont pas en concurrence avec
d’autres activités de la filière ; au contraire cela a plutôt tendance à aider
ces autres activités», insiste Michel Luciani. En effet, «en utilisant une
partie des bois de tempête, on a participé à l’entretien de la forêt» : ces
importants volumes de bois, pas ou peu utilisés dans les autres filières,
sont ainsi valorisés. Cette action permet également de protéger la forêt du
développement de parasites dans ces stocks de bois.
Le cas des souches fait partie d’un projet conduit avec Smurfit Kappa
Comptoir du Pin qui assure l’approvisionnement en bois du site. «La
chaudière à lit fluidisé permet de consommer du bois très sableux».