La centrale à biomasse d’Otelfingen dans le canton de Zurich

Infos clés fiche de casMaîtrise d’ouvrage privée – Cogénération vapeur avec réseau de chaleur de 2 km – Combustible : 30 000 tonnes de bois de rebut par an – Chaudière à bois Wehrle Werk de 17 MWth – Puissance électrique : 2,6 MWé – Pression de service : 27 bar – Investissement : 20 millions € – Exploitation : BKO Ag – Réhabilitation mise en service en 2011.

Silo à combustible, photo BKO

L’énergéticien suisse BKW et l’entreprise du bois Holz- & Stockrecycling AG ont conclu, il y a 15 ans, un partenariat pour la valorisation de la biomasse sur la commune d’Otelfingen près de Zurich. Les deux entreprises ont ainsi créé une société d’investissement et d’exploitation de la centrale biomasse d’Otelfingen, Biomassekraftwerk Otelfingen AG, dans laquelle elles possèdent chacune 50 % des parts. Cette dernière est dirigée par sol-E Suisse SA, filiale de BKW. La centrale biomasse d’Otelfingen a fonctionné ainsi aux déchets de bois depuis 2002. Aujourd’hui, entièrement rénovée et certifiée conforme aux critères écologiques de Naturemade Star, elle développe une puissance totale de 17 MW dont 2,6 MW de production électrique.

Turbine à vapeur

Turbine à vapeur

Vue de l'installation, photo BKO

Vue de la chaudière, photo BKO

En 2010-11, l’installation a donc fait l’objet de travaux d’agrandissement et de modernisation qui ont porté principalement sur la partie thermique de l’installation et sur le refroidissement, afin d’améliorer le rendement global. Les travaux comprenaient également une récupération de la chaleur par la création d’un réseau de chaleur dans la zone industrielle voisine. En service depuis décembre 2011, la centrale rénovée produit quelque 18,5 GWh par an d’électricité, couvrant ainsi les besoins de plus de 5 000 ménages, au lieu des 12 GWh qu’elle produisait avant par année.

La centrale à biomasse d’Otelfingen utilise les déchets de bois de la région à la place des combustibles fossiles tels que le charbon, le pétrole ou le gaz naturel. Il s’agit d’une centrale thermique à vapeur, dans laquelle l’eau passe à travers un cycle thermodynamique, dans lequel une partie de l’énergie thermique est convertie en énergie électrique, alors que le reste peut être valorisé en chaleur. Dans le circuit fermé à haute pression, l’eau est vaporisée et surchauffée jusqu’à 370°C. Dans la turbine, le flux sous pression à 27 bar entraine le générateur électrique avant que la vapeur ne soit détendue à 0,13 bar en sortie de turbine. La vapeur encore chaude est alors condensée par l’eau de retour à la chaudière, refroidie par utilisation de la chaleur, ici via le réseau de chauffage.

Pose du condenseur, photo BKO

Pose du condenseur, photo BKO

Pose de l'échangeur sur le foyer en 2011, photo BKO

Pose de l’échangeur sur le foyer en 2011, photo BKO

Les travaux de modernisation

Le foyer et les échangeurs ont été complètement remplacés. La nouvelle chaudière dispose d’un échange par tubes d’eau à trois parcours. Une nouvelle régulation permet d’adapter précisément les apports de bois en fonction de la demande de l’installation, et garantit un rendement optimisés par réglage en continu des apports correspondants d’air primaire, air secondaire et de gaz de recirculation. La recirculation des gaz permet de maitriser la température du foyer et évite la formation trop importante de mâchefers. Ces mesures, associées à une gestion optimisée des flux d’eau-vapeur et au nettoyage automatique des échangeurs, ont permis de porter la durée de service à 8000 heures par an et d’atteindre une production électrique de 18 GWh/an.

Contrôle visuel du feu, photo BKO

Schéma de la grille

Quelques données sur la centrale de Otelfingen
Chaudière Wehrle Werk 17 MW
Production de vapeur 15 tonnes de vapeur/heure
Turbine à vapeur Condensation
Pression de travail 27 bar
Température de travail 370°C
Consommation de bois 30 000  tonnes par an
Puissance électrique 2,6 MWé
Production d’électricité 20,8 GWh par an
Livraison de chaleur au réseau 10 GWh/an en 2012-13
Rendement électrique 16,9 %
Investissements 20 millions €

Les gaz de combustion, issus de ces bois de rebut pouvant contenir des colles par exemple, subissent un traitement des oxydes d’azote, car en suisse, la limite d’émission est de 250 mg/Nm3. Les oxydes d’azote sont ainsi réduits en azote inerte (N2) et en eau. Les cendres volantes (particules fines) sont récupérées par un filtre à manches et collectés séparément des cendres de grille dans un sac fermé.

Pour en savoir plus, voir le site de la société d’exploitation, avec de très nombreuses photos sur toutes les phases des travaux de modernisation : www.bkoag.ch (en allemand)