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Choisir son cogénérateur : un compromis entre haut rendement et fiabilité

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Pour agriKomp ®, leader de la méthanisation agricole, les cogénérateurs à haut rendement électrique ne sont pas toujours le choix le plus rentable.

La cogénération est la production simultanée de chaleur et d’électricité à partir d’une seule énergie primaire, ici le biogaz. Le cogénérateur est constitué d’un moteur qui entraîne une génératrice de courant électrique en utilisant le biogaz comme carburant. La chaleur des gaz d’échappement et du circuit de refroidissement est récupérée. Il transforme 85 % de l’énergie du biogaz en chaleur et électricité ; 15 % de l’énergie n’est pas récupérée : ce sont les pertes (voir schéma 1). L’électricité est vendue à l´opérateur du réseau électrique et la chaleur est valorisée par un réseau de chaleur sous forme d’eau chaude. Le rendement électrique, c’est-à-dire la part du biogaz transformée en électricité, varie selon les moteurs de 40 % à plus de 45 % en fonction du degré de modification du moteur. Selon Jean-Bernard Dumenil, responsable du service après-vente d’agriKomp France, le choix du cogénérateur est, la plupart du temps, déterminé par un haut rendement électrique. En effet, plus ce rendement est élevé, moins on a besoin de matières pour alimenter le méthaniseur ce qui réduit le coût de la ration du méthaniseur.

(1) En % de l’énergie du biogaz consommée par le moteur de cogénération

Maintenance coûteuse

 « Avec un retour d’expérience de plus de 10 ans, nous nous rendons compte que la recherche d’un rendement électrique élevé se fait au détriment de la fiabilité de la machine et de sa durée de vie » constate le technicien. Les moteurs se sont transformés en véritables « bêtes de course ». Les ajouts de pièces spécifiques sur mesure, et le fait de « pousser » la machine à sa limite ont permis d’atteindre des performances de rendement exceptionnelles. Mais, une combustion optimisée entraîne une usure des composants plus importante comme les culasses et la préchambre. Les composants high-tech supplémentaires comme le turbocompounder et le système de préparation de CH4 demandent une maintenance coûteuse et régulière et donc un suivi important de la part de l´exploitant ainsi qu´une connaissance technique pointue.

Le rendement ne peut être le seul critère de choix d’un moteur de cogénération. Il convient de choisir le bon compromis entre rendement et fiabilité. Moins le moteur est modifié, plus il est robuste ce qui apporte 1/ de la tranquillité liée à l’entretien réduit (moins de réglages de bougies) et un moindre risque de panne (moins de pièces en mouvement et moins d’électronique) ; 2/ des diagnostics et des réparations plus simples; 3/ des coûts de maintenance préventive plus faibles et maitrisés ; 4/ une durée de vie plus importante lorsque l’entretien est suivi. Pour Jean-Bernard Dumenil d’agriKomp, « il y a des avantages et des inconvénients dans la recherche de rendement et dans la recherche de fiabilité; c’est l’acheteur qui placera le curseur en fonction de ses besoins. » La comparaison économique entre deux cogénérateurs opposés du point de vue de leur conception (rendement contre fiabilité) peut aider à orienter le choix (voir tableau 1). Le moteur à haut rendement demande moins de matière, soit une économie estimée à 18 000 € par an, mais génère 30 000 € de coût supplémentaire en maintenance. De plus, il requiert plus d’attention et de temps passé sur le site, ce qui diminue son temps de fonctionnement de plus de 300 heures par an d’où une diminution de production électrique estimée à 17 000 €. Ce comparatif économique uniquement basé sur les coûts d’exploitation ne prend pas en compte le supplément de prix à l’achat du moteur à haut rendement. De plus, le moteur à haute fiabilité assure un plus grand confort d’exploitation et plus de sérénité, des avantages non quantifiables mais bien réels.

Tableau 1 : Comparaison économique entre cogénérateurs orientés rendement ou fiabilité

Rémy Benoit, président de la SAS AGRIWATT à Aydoilles (Vosges). 240 vaches laitières et 1100 taurillons engraissés.

« Nous voulions un moteur qui produit des kWh sans stress et plus économique »

« Motivés par les économies possibles sur les intrants, nous nous sommes d’abord équipés d’un cogénérateur avec un haut rendement électrique de 45,5 %. Après quelques temps de fonctionnement, nous nous sommes rendus compte que nous devions être très précis sur la maintenance pour ne pas risquer des arrêts fréquents et limiter les surcoûts dus à l’usure prématurée du moteur. Lorsque nous avons décidé d’augmenter la puissance de notre installation, il était hors de question de reprendre le même type de moteur. Nous voulions un moteur qui produit des kWh sans stress et plus économique. La société agriKomp nous a proposé un moteur BGA de 350 kW avec un rendement modéré, mais simple et robuste. Pour garantir les données de production électrique présentées et nous rassurer, nous avons pris un contrat de maintenance qui garantit 8322 h de fonctionnement par an. Aujourd’hui, le moteur assure les heures de fonctionnement prévues avec un coût beaucoup plus faible que le précédent. Je suis finalement plus serein avec une longévité et une fiabilité réelle. »

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