Exemples de cogénération parmi les industries

Par Cummins Inc., chef de file mondial des technologies d’alimentation

09 août 2021

Cogeneration est une technologie de production dpuissance bien établie qui fait l’expérience d’une résurgence d’intérêt partout dans le monde.

Les développements récents ont fait de l’investissement dans un système de cogénération un n’a pas de brainer pour de nombreux gestionnaires d’établissement qui cherchent à réduire leurs factures d’énergie et à minimiser leur empreinte carbone. Ces développements comprennent l’amélioration de la technologie de cogénération, les changements dans l’environnement réglementaire et les incitations gouvernementales.

Les systèmes de cogénération sont fréquents dans de nombreux secteurs. Il s’agit notamment d’hôpitaux, de maisons de soins infirmiers, d’universités et d’un large éventail de secteurs industriels qui impliquent des processus énergivores. Le ciment, la chair et le papier, le fer et l’acier font partie de ces secteurs industriels. Au-delà de ces cas d’utilisation de cogénération traditionnels, la cogénération à petite échelle est devenue une option attrayante pour les petits consommateurs d’énergie. Cela est dû à l’amélioration des technologies de l’échangeur thermique et du moteur. Ces applications à plus petite échelle comprennent des serres, des piscines et des immeubles de bureaux.

Afin de maximiser les avantages économiques d’un investissement dans un système de cogénération, il est important d’évaluer attentivement les besoins énergétiques de l’installation et d’évaluer toutes les options disponibles.

Est-ce que le système de cogénération devrait couvrir tout ou une partie des besoins en électricité de l’installation?
Est-il possible de vendre l’excès électrique générée?
Est-il logique d’inclure les panneaux solaires dans l’investissement ?
Devrait-on également offrir un refroidissement? (Les systèmes de cogénération qui offrent également un refroidissement sont connus sous le nom de systèmes de ).

Pour choisir la bonne configuration de cogénération, il faut trouver un équilibre entre quelques paramètres. Un équilibre qui permet de réaliser les meilleures économies, maximise les crédits d’impôt et les incitatifs et intègre d’autres considérations. D’autres considérations comprennent l’espace pour l’usine, les réglementations environnementales, le choix du carburant et le besoin de fiabilité de l’approvisionnement.

La plupart des moulins à papier exploitent une centrale de cogénération en tant que composante intrinsèque du processus de fabrication de papier. À une première étape du processus de fabrication du papier, les croustilles de bois sont aérées dans un dispositif connu sous le nom de digesteur. Le digesteur produit de la langue de bois, qui est utilisée dans les étapes suivantes du processus, et une substances noir-syteuse qui s’insère dans le noir et qui s’appelle l’adage noir d’adage. L’alésage noir est concentré, puis s’insère dans une chaudière de récupération, produisant de la vapeur qui est utilisée à diverses étapes du processus global, y compris les digesteurs, ainsi que d’autres composants. Le processus produit généralement assez d’adage noir qu’il reste suffisamment de vapeur après que les besoins du processus soient satisfaits pour générer également de l’électricité. Un aspect specfique du processus de récupération dans les moulins à papier, c’est que les traces de combustion de l’eau de combustion de l’eau de surinfaisante noire – les cendres, essentiellement – se composent principalement d’un produit chimique inininique qui est recyclé dans le digesteur après le traitement. Ce système de cogénération intégré est essentiel au fonctionnement de la plupart des usines de papier modernes. — La plupart des moulins à papier exploitent une centrale de cogénération en tant que composante intrinsèque du processus de fabrication de papier. À une première étape du processus de fabrication du papier, les croustilles de bois sont aérées dans un dispositif connu sous le nom de digesteur. Le digesteur produit de la langue de bois, qui est utilisée dans les étapes suivantes du processus, et une substances noir-syteuse qui s’insère dans le noir et qui s’appelle l’adage noir d’adage. L’alésage noir est concentré, puis s’insère dans une chaudière de récupération, produisant de la vapeur qui est utilisée à diverses étapes du processus global, y compris les digesteurs, ainsi que d’autres composants. Le processus produit généralement assez d’adage noir qu’il reste suffisamment de vapeur après que les besoins du processus soient satisfaits pour générer également de l’électricité. Un aspect particulier du processus de récupération dans les moulins à papier est que les résidus de combustion de l’eau de surincombustion de l’eau de surincombustion – les cendres, essentiellement – se composent principalement d’un produit chimique inininique qui est recyclé dans le digesteur après le traitement. Ce système de cogénération intégré est essentiel au fonctionnement de la plupart des usines de papier modernes.

Exemples de cogénération dans les écoles, les collèges et les universités

Les établissements d’enseignement se prêtent à des projets de cogénération, car ils requièrent une quantité importante de chaleur et d’électricité. L’apprentissage doit se faire dans un environnement confortable, et ce confort coûte de l’argent. L’argent que les écoles et les universités pourraient autrement dépenser ailleurs ; cela fait des économies sur les coûts énergétiques vivement recherchés. Un exemple typique est la Clark University, à Stanford, au Massachusetts, où Cummins Inc. a récemment mis à niveau un système de cogénération.

L’Université cherchait à minimiser son achat d’électricité auprès de l’utilitaire local. L’université avait besoin du nouvel ensemble de génératrice à essence pour répondre aux plus récentes normes d’émissions et a dû installer tout dans l’espace occupé par la vieille chaudière. Cummins a fourni une de gaz de combustion maigre C2000N6C 2 MWe QSV91G. La génératrice fournit de la puissance et de la chaleur à l’ensemble du campus à travers le système existant de vapeur de vapeur.

La nouvelle génératrice peut couvrir tous les besoins électriques et thermiques de l’université. L’Université peut également exporter l’excédent d’électricité vers le réseau électrique, ce qui entraîne un flux de revenus bienvenu. La génératrice à essence Cummins QSV91G est également doté des commandes Power Command de Cummins. Le système de commande permet à l’Université de réduire les coûts d’exploitation et d’entretien en surveillant à distance le rendement de la génératrice.

Exemples de cogénération dans le chauffage de district

La Russie, la Russie et l’Europe de l’Est utilisent depuis longtemps la cogénération comme moyen de chauffer les blocs d’appartement dans les systèmes de chauffage de district. L’excès de chaleur des centrales électriques locales fournit de la chaleur à la communauté environnante par l’entremise d’un vaste réseau de tuyaux de vapeur. Dans les climats plus froids, l’eau chaude a même été tuyaux sous les routes pour les garder sans neige en hiver.

La cogénération est une option efficace pour les bâtiments résidentiels multifamiliaux, où le système de chauffage est communautaire.

Les systèmes de chauffage de district demeurent une option attrayante à ce jour. Ils sont un moyen efficace de réduire l’empreinte carbone de quartiers entiers.

Par exemple, le district d’affaires de Hongqiao, à l’ouest de Shanghai, couvre une superficie d’environ 86 km2. Le district est une vitrine de la vie à faible teneur en carbone, comportant un vaste projet de cogénération. La première étape du projet couvre 1,43 km². Il répond à tous les refroidissements de chauffage et à une partie des besoins en électricité de la région qui abrite un centre commercial international et un quartier d’affaires haut de gamme.

Dans ce projet, Cummins fournit une solution d’alimentation complète centrée sur huit ensembles de génératrices à essence à combustion maigre C1400N5C 1400 kWe QSK60G; il existe également des refroidisseurs d’eau à resserrer et des chaudières à gaz auxiliaires. Le modèle combiné de refroidissement, de chauffage et d’alimentation répond à l’ensemble de la charge de refroidissement et de chauffage du secteur des affaires, ainsi qu’une partie de sa charge électrique.

Exemples de cogénération dans les hôpitaux et les maisons de soins infirmiers

hospitals les maisons de soins infirmiers sont de grands utilisateurs de l’électricité, du chauffage et du refroidissement. Cela en fait l’idéal pour la cogénération. De plus, les hôpitaux ont besoin d’alimentation de urgence. C’est parce que toute interruption de l’approvisionnement en électricité pourrait risquer des pertes de vie. Par conséquent, la production d sur place est une considération pour tous les hôpitaux.

L’alimentation de standby peut être tissée dans un système de cogénération. Cela garantit que l’hôpital peut avoir l’option la plus rentable pour répondre à ses besoins énergétiques. De plus, il garantit également que l’alimentation électrique est toujours fiable. Un mélange de services publics et d’approvisionnements en électricité indépendants est une option souhaitable pour les services essentiels, ce qui facilite les arrêts d’entretien.

Par exemple, l’hôpital royal pour enfants de l’Australie ; dans ce projet, Cummins a installé un système de trigénération. Dans ce système, les génératrices à essence fournissent de l’électricité, du chauffage et du refroidissement, et les génératrices au diesel fournissent une alimentation de secours cruciale. Le système de trigénération fournit une alimentation de base, du chauffage et du refroidissement par l’entremise d’un refroidisseur d’eau de surapprovisionnement. À côté, le réseau alimente la pointe de l’électricité. En cas de panne d’électricité, les génératrices au diesel peuvent se mettre en marche pour travailler en tandem avec les génératrices à essence couvrant les charges de sécurité de la vie afin d’assurer la continuité de l’alimentation.

La clé du choix était la capacité de Cummins à intégrer les génératrices plutôt que d’avoir des systèmes électriques séparés. En tant qu’un des hôpitaux les plus verts de l’Australie, la réduction des émissions de CO₂ intrinsèques à la cogénération a également été un facteur majeur pour déterminer les caractéristiques techniques du système.

Exemples de cogénération dans des usines industrielles

La cogénération dans l’industrie est solide, car de nombreux processus industriels nécessitent de la vapeur ou de la chaleur. De plus, de nombreuses industries produisent des gaz de déchets. Ces gaz sont de plus en plus au centre de la législation environnementale. L’utilisation de ces gaz pour alimenter l’usine de cogénération est une solution gagnant-gagnant.

Un de ces exemples est le Columbus Water Works, où le biogaz généré comme sous-produit du traitement des eaux usées a été utilisé comme source de carburant pour faire fonctionner l’usine de cogénération. Cummins a installé deux ensembles de génératrices à essence à combustion maigre 1.75 MWe C1750 N6C QSV91 à deux carburants. Ces génératrices peuvent fonctionner au biogaz ou au gaz naturel, selon les besoins.

De même, à l’usine de traitement des eaux usées de Syracuse, en Utah, Cummins a mis à niveau ses génératrices à essence et a fourni une solution de cogénération. la nouvelle solution a éliminé les préoccupations environnementales liées au torchage au gaz de l’usine. Le système de cogénération fournissait de la chaleur utile pour les digesteurs et les chaufferettes hydroniques fonctionnant sur place.

Dans d’autres situations industrielles, la fiabilité de l’approvisionnement en électricité est une préoccupation. Cela s’applique particulièrement dans les pays en développement. Les usines qui travaillent pour achever les commandes ne peuvent pas se permettre d’avoir de fréquentes pannes en raison des grilles locales non fiables.

Cummins a installé un système de trigénération dans une usine de l’entreprise d’embouteillage de l’équipe de l’entreprise d’embouteillage, pour fournir de la vapeur, du refroidissement et de l’électricité. Le système a résolu les difficultés que posent les pannes d’électricité fréquentes dans le réseau. L’entreprise d’embouteillage vend également des surplus d’électricité aux services publics locaux. De plus, Cummins a organisé l’approvisionnement en gaz naturel comprimé (CNG) pour faire fonctionner les génératrices, car il n’y a pas de réseau de gaz naturel à proximité.

Vous êtes intéressé à en savoir plus sur la cogénération ? Vous aimeriez peut-être aussi :

La technologie de cogénération convient à un grand éventail d’industries et d’installations au-delà de celles décrites. Il s’agit de presque tous les bâtiments importants nécessitant de la chaleur pendant une grande partie de l’année, et presque toutes les industries ayant besoin de chaleur dans le cadre de son processus. Le potentiel de réduire les coûts de carburant et d’électricité fait de la technologie une option attrayante pour de nombreuses applications.

Profils d’auteurs

Cummins Inc., un chef de file mondial en matière d’alimenter, s’engage à alimenter un monde plus prospère. Depuis 1919 ans, nous avons proposé des solutions innovantes qui font progresser les personnes, les biens et les économies. Nos cinq secteurs d’activité – Moteurs, composants, distribution, systèmes d’alimentation et Accelera™ de Cummins – offrent une vaste gamme de produits, y compris des groupes motopropulseurs diesel avancés, électriques et hybrides; les systèmes de production d’électricité réseau électrique unifié; les composants essentiels tels que le traitement secondaire, les turbocompresseurs, les circuits d’alimentation, les commandes, les transmissions, les essieux et les freins; et les technologies à émissions nulles comme les systèmes de batteries et de groupes motopropulseurs électriques. Grâce à notre présence mondiale, à notre expertise technique approfondie et à notre vaste réseau de service, nous fournissons des solutions fiables et de pointe adaptées aux besoins de nos clients, en les soutenant tout au long de la transition énergétique grâce à notre stratégie Destination Zero. Nous créons de la valeur pour nos clients, nos investisseurs et nos employés, et nous renforçons les communautés grâce à nos priorités globales en matière de responsabilité d’entreprise : éducation, équité et environnement. Cummins, dont le siège social est situé à Columbus, dans l’Indiana, emploie environ 67 400 personnes dans le monde et a réalisé un bénéfice de 2,8 milliards de dollars sur un chiffre d’affaires de 33,7 milliards de dollars en 2025.

Voir la page de l’auteur