La microcentrale à gaz de bois du réseau de chaleur des Pléiades près de Liège

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Article paru dans le Bioénergie International n°54 de mars-avril 2018

Fin 2010, l’entreprise de construction Immobilière Horizon a inauguré, à Visé près de Liège sur un terrain de 15 ha, un lotissement de 208 maisons et appartements à faible consommation énergétique. Ce projet fort novateur avait l’ambition de faire la part belle aux énergies renouvelables avec du solaire thermique et photovoltaïque mais surtout avec la connexion de l’ensemble du lotissement à un réseau de chaleur alimenté en bois. À proximité, une école et un hall omnisports existants ont également été raccordés dès le début du projet. À ce jour le lotissement, qui compte déjà 165 maisons habitées, est toujours en développement.

Un projet collectif vertueux et évolutif

Le réseau de chaleur de 3,6 km est alimenté par deux chaudières à plaquette forestière de 500 kW Fröling Turbomat et délivre en moyenne 900 MWh de chaleur par an.

Fin 2016, l’entreprise Réseau de Chaleur Pléiades (RCP), gestionnaire de la chaufferie centralisée, a pris la décision d’intégrer un module de micro-cogénération SPANNER de 45 kWé en plus de la chaufferie à bois. Et RCP a confié les études, la réalisation des permis, l’installation et la maintenance préventive de cet équipement à CORETEC ENERGY.

CORETEC ENERGY est un intégrateur belge de technologies, de services et de stratégies permettant de réduire les factures énergétiques de ses clients professionnels. Ses valeurs sont l’innovation, l’excellence et le respect des engagements. Crée en 2004 et composée d’une cinquantaine d’employés, elle traite la question de l’énergie avec une vision à 360° : l’optimisation des achats d’électricité, de gaz, de biomasse, l’optimisation de la consommation des processus et des bâtiments, la production d’énergie renouvelable, la maintenance préventive et curative en terminant par la formation des clients à l’exploitation des outils de compétitivité mis à leur disposition.

Avec son moteur ORIGIN d’une puissance calorifique totale de 150 kW, l’unité de cogénération a été dimensionnée pour couvrir la base de la consommation thermique du réseau de chaleur. En mi-saison, elle permet même à elle seule de couvrir 70 à 80 % de la demande, grâce notamment à son stockage d’eau de 20 m³ en chaufferie et à l’inertie des 15 m³ d’eau du réseau de chaleur, l’ensemble faisant office de tampon lors des périodes de moindre demande.

L’électricité produite est injectée et consommée directement par l’école et le hall omnisports qui participent ainsi aux frais d’exploitation de l’équipement.

Enfin, dans le cadre du projet de micro-centrale, une refonte complète de la régulation de la chaufferie a été menée, une étape nécessaire pour permettre aux deux producteurs de chaleur une coexistence optimisée. En effet, l’unité de cogénération nécessite des retours suffisamment froids (idéalement 55 °C), une contrainte qui n’avait bien sûr pas été imaginée lors de la construction de la chaufferie initiale.

Une centrale fonctionnant au gaz de bois

La technologie de cogénération est basée sur la gazéification du bois et la combustion du syngaz dans un moteur couplé à une génératrice. La clef du succès de ce type de projet réside dans plusieurs conditions : une bonne intégration technique de la machine, de la relation entre producteur et consommateur, un combustible plaquette ou granulé de grande qualité, et enfin un bon suivi de l’équipement.

La construction de la centrale a été réalisée sur un terrain communal jouxtant la chaufferie. Ce terrain étant loué, la construction d’un bâtiment n’était pas une option. Une solution en module préfabriqué a donc été choisie. Le module contenant la cogénération a été fourni par le constructeur allemand SPANNER qui dispose déjà de plus de 700 références en Europe et dans le monde.

Le silo à bois de la chaufferie initiale a été conservé et alimente aujourd’hui les deux installations, d’un côté la chaufferie historique et de l’autre le module de cogénération. Il est composé de trois échelles hydrauliques carrossables pour l’extraction, d’une vis de convoyage qui a été modifiée, l’échelle côté microcentrale devenant dédiée à l’alimentation de la cogénération. Le combustible est fourni par l’entreprise COPO basée à Hélécine expressément à moins de 10 % d’humidité pour le bon fonctionnement du gazogène.

La fourniture de bois pour un projet de cette taille (+/- 400 tonnes par an) se fait facilement au sein de la filière bois locale, dans un équilibre entre sous-produits de l’industrie du bois et de l’agroforesterie.

Le module de cogénération SPANNER est disponible dans des puissances électriques de 10 à 70 kWé. Ces modules peuvent être combinés entre eux en autant de multiples que nécessaire. La solution reste mobile et déplaçable en cas de besoin, et favorise les solutions de location ou de tiers financement.

L’ensemble, clef en main, a représenté un investissement de 430 000 €. Il comprend le génie civil pour 5 %, la modification du silo et l’alimentation en bois pour 15 %, le module de cogénération pour 50 %, la refonte de la régulation générale (GTC Siemens S7), l’ensemble des raccordements, équipements périphériques, études, permis, etc.

Le projet est rentable grâce au mécanisme de support financier mis en place par le gouvernement Wallon. À la différence d’autres pays comme l’Allemagne, le coût de rachat de l’électricité injectée sur le réseau belge est dérisoire, à peine 15 % du prix de l’électricité achetée (au mieux 25 €/MWh). Les mécanismes de support permettent ainsi de compenser cette différence. Et donc la meilleure voie de valorisation de l’électricité est l’autoconsommation, les clients de ce genre de projet achetant leur électricité sur le réseau à un prix compris entre 140 et 180 €/MWh. Bien sûr une partie de la production doit être injectée sur le réseau à certains moments de faible consommation électrique interne car ce type de machine n’est pas fait pour des arrêts et redémarrages fréquents. Malgré cela globalement, c’est bien la demande de chauffage qui commande la production, l’électricité n’étant qu’un sous-produit de la production de chaleur ou la cerise sur le gâteau avec une vision plus positive.

Les modes de soutien à la production d’électricité renouvelable en Belgique

Pour essayer d’y voir clair, rappelons que la Belgique est divisée en trois régions qui ont chacune leur politique propre de soutien. Pour le projet de Visé, situé en Wallonie, il existe des subventions d’investissement dont le montant dépend du statut public ou privé du bénéficiaire, sachant que pour les privés cela dépend aussi de la taille de l’entreprise. Dans le public, le soutien à l’investissement se situe autour des 30 % du montant du projet avec des plafonds dans certains cas. Dans le privé, il oscille entre 8 à 20 %, les petites entreprises étant aidées plus que les grosses.

Parallèlement, le mécanisme des certificats verts (CV) octroie un certain nombre de certificats par MWh électrique renouvelable produit. Ce nombre de CV par MWhé est calculé en fonction de la technologie, du gain CO2 qu’elle permet, de son rendement, etc. Chaque CV dispose ainsi d’une valeur fixée sur un marché d’échanges entre producteurs et distributeurs d’électricité. En Wallonie, la valeur minimale actuelle de rachat garantie d’un CV est de 65 €/MWhé.

Avec la technologie SPANNER, il est possible de bénéficier de 2,5 CV par MWhé produit. Pour bénéficier de ce mécanisme de support, il existe une procédure assez complexe de certification de l’installation en cogénération de qualité. Pour bénéficier de cette certification, chaque trimestre, il faut établir un tableau de bord de l’installation avec les énergies produites et les combustibles consommés, ce qui détermine les rendements. Si l’installation perd en rendement, elle reçoit également moins de CV.

Sur Bruxelles, c’est le même principe, mais le nombre de CV/MWh est différent et la valeur aussi, puisqu’elle est gérée sur un autre marché d’échanges. En Flandres, il y a un certificat cogénération plus un certificat vert dont la valeur est aussi gérée par son propre marché.

Une première pour SPANNER en Belgique

Simultanément à ce projet, CORETEC a réalisé l’implantation d’une autre microcentrale de cogénération de marque SPANNER sur le site d’une maison de repos au Nord de Liège, la Résidence Célinie à Crisnée (Bioénergie International n°53 Janvier-Février 2018). Les deux projets constituent une première belge pour l’intégration de la technologie SPANNER. Ils ont demandé un travail de fond conséquent pour rapprocher cette technologie allemande aux normes et impositions légales belges.

CORETEC a choisi ce fournisseur pour trois raisons principales : la fiabilité du matériel démontrée par le nombre croissant de références dont certaines avec près de 10 ans de retour d’expérience, la conception générale basée sur une grande accessibilité aux zones de maintenance et le choix de matériaux dont le coût de remplacement reste modéré. Comme dans une chaudière, la combustion de gaz de biomasse implique aussi que des parties de l’installation s’usent et doivent être remplacées périodiquement. L’établissement d’un plan de maintenance à long terme est donc essentiel dans l’analyse de la viabilité du projet.

Ce type de technologie est particulièrement adapté aux bâtiments à forte consommation énergétique tels que maisons de repos, piscines, hôpitaux, internats mais aussi petites et moyennes industries.

Disposer d’une demande de chaleur assez constante et adaptée au profil de la cogénération permet d’assurer suffisamment d’heures de fonctionnement par an et donc une rentabilité intéressante. Sur le projet du réseau de chaleur Pléiade, le temps de retour de l’investissement est estimé à sept ans.

Contacts :

• Coretec : Grégory Tack, responsable du projet chez CORETEC : gregory.tack@coretec.be – Tél. : +32 43 65 70 25 – www.coretec.be
• Spanner en Belgique et au Luxembourg : Pierre-Yves Pirlot, ESPY – py.pirlot@espy.lu – www.espy.lu
• Spanner en France : Adrien HALLER, Energy&+ – energy.bzh
• Fournisseur du bois séché : www.copo.be

Grégory Tack et Frédéric Douard, en reportage à Visé