Exemple de pratique

ARA Bioggio : un concentré de puissance tessinoise pour une eau propre et de l'électricité verte

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Les Aziende Industriali di Lugano (AIL) transforment les eaux usées en énergie précieuse : dans la STEP régionale de Bioggio, une centrale de cogénération ultramoderne veille à ce que le gaz d'épuration produit soit transformé de manière très efficace en bioélectricité pour le réseau et en chaleur industrielle pour l'installation - un exemple parfait de cycles de matières fermés et d'utilisation durable des ressources dans le canton ensoleillé du sud.

„Nous pouvons utiliser de manière optimale le gaz d'épuration disponible grâce au couplage chaleur-force (CCF) dans la station régionale d'épuration des eaux usées de Lugano à Bioggio. La valorisation thermique permet de boucler les cycles de l'énergie et des matières. La chaleur produite sert alors au processus de fermentation et nous pouvons injecter le courant bio dans notre réseau“. Daniel Graf, responsable du CCF chez Aziende Industriali di Lugano (AIL) SA, les services municipaux de Lugano, est convaincu de l'utilité de la centrale de cogénération installée début 2015 dans la STEP de Bioggio.

Une étape vers la centrale de cogénération

Cette station d'épuration des eaux usées a été construite entre 1972 et 1976. Elle couvre un bassin versant de plus de 180 000 habitants et fait actuellement l'objet d'une rénovation complète. A l'époque, un générateur diesel a été intégré comme groupe électrogène de secours ainsi qu'un moteur à gaz pour la production d'électricité. Lorsqu'un remplacement a été envisagé il y a quelques années, on a évalué un couplage chaleur-force conséquent pour l'utilisation complète du gaz d'épuration pour la production de chaleur et d'électricité. Le choix s'est porté sur une centrale de cogénération moderne. Aujourd'hui, un conteneur situé sur le site de la STEP abrite un moteur à gaz Jenbacher d'une puissance thermique de 552 kW et un générateur d'une puissance électrique de 527 kW. En fonctionnement à pleine charge, il peut convertir 250 m3 de gaz d'épuration par heure. Le moteur à 12 cylindres a une cylindrée d'environ 29 litres ; il fonctionne à un régime de 1 500 par minute et atteint un rendement global de plus de 83 pour cent (pour le gaz d'épuration).

L'AIL prévoit environ 5 000 heures de fonctionnement par an, pendant lesquelles environ 2,8 GWh d'électricité peuvent être produits. Le gaz d'épuration disponible détermine cette valeur ; la production d'électricité est donc proportionnelle à la durée d'exploitation possible. En règle générale, l'installation fonctionne à l'électricité. Le réservoir de gaz largement dimensionné et également rénové à côté de l'installation de cogénération assure un fonctionnement continu avec le moins de démarrages et d'arrêts possibles du moteur à gaz. L'émission de chaleur, déterminée par l'eau de refroidissement et un échangeur de chaleur conçu en conséquence dans le conteneur, résulte des besoins internes respectifs des fermenteurs dans la STEP. La température de départ est d'environ 85 °C, celle de retour d'environ 60 °C.

Focalisé sur les énergies renouvelables

Daniel Graf ajoute : „Bien entendu, nous avons également examiné d'éventuelles fournitures de chaleur externes pendant la phase de planification, mais - situés à côté de l'autoroute et de l'aéroport d'Agno - nous n'avons malheureusement pas pu identifier de besoin à une distance utile. L'AIL s'engage toutefois fortement en faveur des réseaux de chaleur dans sa zone de desserte, exploite déjà trois autres centrales de cogénération à cet effet et essaie d'utiliser davantage les énergies renouvelables et les rejets thermiques“. En tant que plus grand fournisseur, l'AIL approvisionne 57 communes de l'agglomération de Lugano en électricité, gaz, chaleur et eau. La construction et l'entretien de réseaux de chaleur font partie des points forts du service municipal. Et depuis 2011, il existe également un département qui se concentre spécialement sur la production et l'utilisation d'énergies renouvelables.

Les défis pour l'AIL n'ont pas seulement été liés à l'évaluation et à la planification de cette installation de cogénération à la STEP de Bioggio, mais aussi à la situation d'exploitation. Ainsi, en raison des importants travaux de rénovation de la STEP, la teneur en soufre du gaz d'épuration n'a parfois pas pu être maintenue à un niveau suffisamment constant. Si une teneur de 200 ppm est dépassée, le moteur à gaz risque d'être endommagé.

La production combinée de chaleur et d'électricité séduit

Reconnaissant que la production combinée de chaleur et d'électricité à l'aide de centrales de cogénération fonctionnant au gaz d'épuration représente une solution judicieuse pour les stations d'épuration des eaux usées, mais aussi un gain d'efficacité pour les réseaux de chaleur ou en remplacement de grosses chaudières à mazout, les AIL continuent à s'engager pour cette technologie.

Contact :
Daniel Graf
Aziende Industriali di Lugano (AIL) SA
CH-6901 Lugano
dgraf@ail.ch
ail.ch
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