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Services industriels de Saint-Gall

PRODUIRE DE LA CHALEUR ET DE L’ÉLECTRICITÉ DE MANIÈRE CIBLÉE

L’utilisation du couplage chaleur-force fait partie intégrante du concept énergétique 2050 de Saint-Gall. La mise en place de plusieurs grandes installations, de centrales de cogénération et de dispositifs CCF permet de développer de manière ciblée l’approvisionnement de la ville en chaleur et en électricité

Services industriels de Saint-Gall

Extension du réseau de chauffage à distance grâce au couplage chaleur-force

«Le couplage chaleur-force joue un rôle central dans le domaine de la chaleur et de l’électricité du concept énergétique 2050 de Saint-Gall», déclare Michael Stang, responsable de la construction de centrales de chauffage aux Services industriels de Saint-Gall. Il a supervisé la réalisation de la centrale de cogénération de grande envergure, récemment construite sur le site de la centrale de chauffage à distance d’AU.

Extension du chauffage à distance grâce au couplage chaleur-force

Il y a quelques années déjà, la ville a décidé d’étendre son réseau de chauffage à distance. Le chauffage à distance a pu s’établir grâce à l’alimentation en chaleur de l’installation de valorisation des déchets de la commune. Le projet de géothermie profonde, abandonné en 2014, devait également contribuer à l’approvisionnement en chaleur. Aujourd’hui, les Services industriels se concentrent sur le couplage chaleur-force (CCF) et ses nombreuses applications possibles.

Le concept énergétique, largement soutenu par la population, s’articule autour de cinq axes qui définissent l’utilisation de l’énergie dans l’avenir:

  • Efficacité, plus de gaspillage
  • Couplage chaleur-force et plus uniquement la combustion
  • Production d’énergie stationnaire et utilisation de la chaleur – mobilité électrique
  • Stocker au lieu de détruire
  • Utilisation d’énergies renouvelables au lieu d’énergies épuisables.

 

Michael Stang: Avec le CCF, nous nous focalisons sur quatre variantes possibles, des installations pour maisons individuelles à celles de plusieurs mégawatts.» Sont utilisées actuellement une pile à combustible à haute température (SOFC), 20 mini-centrales PCCE pour des immeubles résidentiels, une centrale PCCE compacte pour un réseau de chauffage de proximité et la grande installation mentionnée plus haut d’une puissance électrique de 2 MW et d’une puissance thermique de 2,1 MW. Pour une extension complète du réseau municipal de chauffage à distance, quatre centrales PCCE identiques supplémentaires seront nécessaires. «Dans une perspective à long terme, telle que définie dans le concept énergétique 2050, le couplage chaleur-force fonctionnant au gaz naturel ou au biogaz constitue pour la ville de Saint-Gall une technologie intermédiaire essentielle. Quelles technologies seront utilisables dans une perspective à long terme, la question reste ouverte actuellement. Globalement, nous nous attendons à une réduction continue de la demande de chaleur. Toutefois, avec l’extension du réseau énergétique, nous souhaitons poser les bons jalons dès aujourd’hui», précise Michael Stang, pour résumer ses réflexions relatives à l’avenir.

Soutien ciblé de la production de chaleur et d’électricité

Bien que ni la Confédération ni le canton ne soutiennent activement le CCF, la ville de Saint-Gall offre des possibilités. D’une part, la commune dispose d’un fonds pour l’énergie financé par une taxe sur l’utilisation du réseau électrique. Une contribution aux investissements de CHF 400 à 800 par kW installé est disponible, sous réserve de l’intégration d’un système de contrôle de cette «prolifération» de CCF des Services industriels. D’autre part, une contribution est fournie par des fonds pour la transformation écologique des Services industriels.

Les grandes PCCE centralisées sont destinées à alimenter le réseau de chauffage à distance, lequel fonctionne à une température maximale de 130 °C. Grâce à la densité de l’offre et à la qualité du réseau, les pertes sont extrêmement faibles à Saint-Gall. Les quartiers et les consommateurs de chaleur situés en hauteur sont approvisionnés par le biais d’échangeurs de chaleur et de réseaux secondaires raccordés. Les Services industriels proposent en contracting la production décentralisée d’électricité et de chaleur sur le site même du client. Pour ce faire, l’accent est mis sur les propriétés ayant besoin d’une puissance thermique de 100 à 400 kW qui peut être satisfaite avec une centrale PCCE d’une puissance électrique de 20 à 60 kW. Des modules PCCE standardisés sont utilisés, lesquels offrent une isolation acoustique efficace, un rendement élevé et des coûts de production d’électricité relativement faibles. L’installation est généralement effectuée dans les chaufferies existantes et/ou dans les locaux à réservoirs libérés de propriétés.

Ingolf Alberth, responsable de la surveillance des centrales PCCE gérées par les Services industriels, précise: «Les centrales CCF intégrées dans les Services industriels affichent une puissance électrique globale d’environ 2,6 MW. Un outil en ligne nous permet de surveiller en temps réel les données des centrales, celles du marché de l’énergie, les données météorologiques et les données prévisionnelles correspondantes, à savoir la demande de chaleur attendue, et de les utiliser pour le contrôle opérationnel.»

La flexibilité s’impose comme une solution

Outre les défis posés par exemple par la volatilité des prix de l’énergie, les Services industriels de Saint-Gall voient également des opportunités dans la flexibilité du système et la valeur écologique de l’électricité et de la chaleur issues de centrales PCCE. Un calcul précis montre que celles-ci ne permettent pas de couvrir tous les coûts, car la différence entre les coûts de production d’électricité et le prix du marché de l’électricité est d’env. 8 ct/kWh. Pour une exploitation neutre en termes de coûts, un soutien financier est donc nécessaire. Dans le cadre d’une intégration horizontale, toutefois, des potentiels existent pour la commercialisation d’énergie de réglage issue de la PCCE et pour augmenter les ventes de gaz. Et l’offre de contracting pour des centrales CCF est un véritable atout pour les Services industriels.

Micheal Stang explique la situation: «Les inconvénients peuvent, cependant, être compensés par un mode de fonctionnement intelligent et l’utilisation d’accumulateurs de chaleur. Outre la flexibilité du démarrage de la production d’électricité, celle des arrêts est également essentielle; Elles peuvent permettre des durées de fonctionnement courtes des centrales PCCE par démarrage/arrêt et davantage de cycles de fonctionnement par an. Il convient aussi de tenir compte des éventuels coûts supplémentaires pour la maintenance et l’entretien.»

La perspective globale révèle que le couplage chaleur-force constitue un précieux instrument pour le développement ultérieur du concept d’approvisionnement en énergie de la commune et qu’offre une flexibilité qui se traduit par une couverture fiable, et optimale en termes de coûts, des besoins des clients.

Contact:

Michael Stang
St.Galler Stadtwerke
Wärme / Zentralenbau
Merkurstrasse 2
CH-9001 St.Gallen
michael.stang@sgsw.ch
www.sgsw.ch