01/06/2017

La cogénération par pile à combustible : une nouvelle source d’énergie efficace et propre pour les bâtiments

Une pile à combustible est un système convertissant l’énergie chimique du dihydrogène en énergie électrique, en chaleur et en eau ; à haute efficacité et faible impact environnemental. Mis en œuvre dans le cadre d’installations de cogénération bâtimentaire, ce système constitue une innovation énergétique.

Pour la production d’énergie électrique et thermique du nouveau Centre de Recherche d’Air Liquide, il est prévu l’installation d’une unité de cogénération à pile à combustible. Le transport et le stockage du dihydrogène n’étant pas souhaitables pour des raisons de disponibilité et de sécurité, le système retenu utilise le gaz naturel (CH4) comme source de dihydrogène qui est ainsi généré in situ et consommé directement.

Cette unité permet de produire en local et en continu un talon d’énergie électrique utilisé directement dans le bâtiment. L’énergie thermique issue de la réaction chimique mise en jeu au sein de la pile est quant à elle valorisée, via un circuit d’eau pour le traitement thermique des locaux. C’est en cela que réside l’intérêt principal de la cogénération : on récupère et utilise la chaleur produite lors de la génération de la puissance électrique ; alors que dans le cadre d’une production électrique classique en centrale, la vapeur turbinée est rejetée dans le milieu naturel. Le rendement énergétique, dans le cadre d’un processus de cogénération, se voit donc grandement amélioré et l’on peut ainsi effectuer une économie sur les énergies primaires par rapport à une production distincte d’électricité et de chaleur.

On notera également que l’utilisation de ce type de technologie, comparativement à un système de cogénération classique à moteur à combustion, permet d’éviter l’émission de produits polluants tels que les oxydes de soufre et d’azote.

L’absence de pièce mécanique en mouvement permet au système d’être beaucoup plus silencieux qu’une cogénération à combustion et les opérations de maintenance associées sont allégées.

Enfin, dans le cadre de notre projet, l’intégration de cette technologie dans notre conception globale a permis d’éviter l’installation d’un groupe électrogène pour l’alimentation électrique de secours, puisque l’unité de cogénération peut être utilisée en tant que tel, en cas de coupure de l’alimentation principale du site.

La solution retenue est une unité de cogénération de marque Fuji N2telligence de 100kW électrique et 110 kW thermique.

En résumé, les principaux avantages de cet équipement sont les suivants :

  • Rendement élevé (>50% électrique et 40% thermique = 90%) comparé à une production d’électricité classique (30 à 40% sans récupération thermique),
  • Rendement doublé = 50% d’émission de CO2 en moins
  • Emission de produits polluants nulle
  • Production au plus proche du lieu de consommation
  • Silencieux

Par

Chef de projet Praxice
setec bâtiment
Issu d’une formation initiale universitaire en Chimie de l’Environnement, Cédric FAUX a débuté sa carrière au sein d’un BET dans la conception de systèmes énergétiques innovants ; fonctionnant notamment avec des piles à combustible. Titulaire d’un Mastère Spécialisé en Facilites Management, il conduit actuellement chez setec bâtiment des missions opérationnelles dans les domaines de l’AMO pour l’exploitation et la maintenance d’ensembles immobiliers, l’accompagnement de processus de certification environnementale ou encore le Commissionnement technique de bâtiments.

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