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La pile à combustible biomasse rend les bâtiments plus économes et autonomes en énergie

Rendre des bâtiments et des groupes de bâtiments plus économes en énergie et plus autonomes en matière d’approvisionnement énergétique est l’objectif du projet FC-District («New m-CHP network technologies for energy efficient and sustainable districts»). Des scientifiques européens mettent au point des technologies vertes pour aider à rendre les petites communautés plus autonomes en termes de production d’électricité et de chaleur, tout en améliorant significativement l’efficacité énergétique.

Les scientifiques allient la technologie des piles à combustible et la production d’énergie à partir de la biomasse (provenant des déchets alimentaires) pour assurer l’efficacité de la génération combinée de chaleur et d’énergie. Ils mettent également au point un système amélioré d’accumulation de la chaleur, une meilleure isolation thermique et une distribution optimisée de la chaleur pour assurer le bilan énergétique au niveau du quartier.

Les piles à combustible sont des dispositifs qui produisent de l’électricité à partir d’une réaction chimique qui génère un flux de particules chargées, un courant. L’un de leurs grands atouts réside dans le fait qu’elles génèrent très peu de pollution car le principal sous-produit de la réaction chimique est l’eau.

Le recours aux piles à combustible à oxyde solide* présentant une efficacité et une rentabilité accrues en tant que systèmes de micro-cogénération de chaleur et d’électricité permettra de fournir de la chaleur et de l’électricité à la demande dans les bâtiments et les quartiers. Avec des réseaux optimisés de distribution d’énergie et d’électricité utilisant des matériaux isolants de pointe, la technologie du projet FC-district devrait permettre de réduire la consommation de chauffage/refroidissement jusqu’à 60% au niveau des quartiers.Le concept de «quartier» autonome s’applique aux immeubles d’habitation, aux communautés rurales isolées, aux environnements mixtes en banlieue, aux universités, aux centres commerciaux, aux zones industrielles et aux municipalités.

À ce jour, les scientifiques ont achevé la conception du système de piles à combustible à oxyde solide. Ils ont également réalisé d’importants progrès concernant les études sur la production de biogaz issu de la digestion anaérobie (par les bactéries) des déchets alimentaires, sur les matériaux d’isolation potentiels des canalisations et sur les méthodes d’installation efficaces.

Le projet FC-District pourrait avoir des répercussions importantes sur la façon dont les communautés de petite taille produisent, consomment et gèrent l’électricité et la chaleur. La mise en œuvre des concepts du projet promet des améliorations significatives en termes d’autonomie et d’efficacité énergétique grâce à l’utilisation de la technologie des piles à combustible à oxyde solide et des réseaux de distribution intelligents, tout en favorisant des pratiques durables.

* : Les piles à combustibles à oxydes solides (ou SOFC selon l’acronyme anglais de Solid oxide fuel cells) sont prévues essentiellement pour les applications stationnaires avec une puissance de sortie allant de 1 kW à 2 MW. Elles fonctionnent à très hautes températures, typiquement entre 700 °C et 1 000 °C (973 et 1273 K). Leurs rejets gazeux peuvent être utilisés pour alimenter une turbine à gaz secondaire afin d’accroître le rendement électrique. Le rendement peut atteindre les 70 % dans les systèmes hybrides, appelés systèmes à chaleur et puissance combinées (en anglais : combined heat and power device ou CHP). Dans ces piles, les ions oxygène sont déplacés au travers d’un oxyde solide pris comme électrolyte à haute température afin de réagir avec l’hydrogène du côté anode. En raison de la haute température de fonctionnement des SOFC, il n’y a pas besoin de catalyseur onéreux, ce qui est le cas des piles à combustible à membrane échangeuse de protons (du platine par exemple). Ce qui signifie que les SOFC ne subissent pas d’empoisonnement catalytique par le monoxyde de carbone, et cela en fait par conséquent des piles hautement adaptables. Les SOFC ont été utilisés avec du méthane, du gaz de fermentation, de la biomasse gazéifiée. Cependant, les composés soufrés présents dans le combustible doivent être éliminés avant de pénétrer dans la pile, ce qui peut être aisément fait grâce à un lit de charbon actif ou un absorbant à base de zinc. (*Source Wikipedia).

Contact : M. Juliusz Żach
MOSTOSTAL WARSZAWA SA – Ul. Konstruktorska, 11A – PL 02-673 Varsovie
Tél. : +48-225485625 – j.zach@mostostal.waw.pl
Pour en savoir plus >> site Internet du projet (en anglais) : www.fc-district.eu