Exemple de pratique

St.Galler Stadtwerke : vers l'avenir énergétique 2050 avec des réseaux intelligents

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La ville de Saint-Gall mise résolument sur un approvisionnement énergétique interconnecté et hautement efficace : Pilier du concept énergétique 2050 de la ville, les services municipaux utilisent un large éventail de couplage chaleur-force - des grandes installations pour le réseau de chauffage urbain aux mini-centrales de cogénération décentralisées - pour produire de l'électricité et de la chaleur exactement là où elles sont nécessaires, ouvrant ainsi la voie à un avenir durable et peu polluant pour la ville de Gallus.

https://www.sgsw.ch„Le couplage chaleur-force joue un rôle central aussi bien dans le domaine de la chaleur que dans celui de l'électricité du concept énergétique 2050 de la ville de Saint-Gall“, explique Michael Stang, responsable de la construction de la centrale thermique des services municipaux de Saint-Gall. Il était responsable de la réalisation de la centrale de cogénération de grande taille qui a été récemment installée sur le site de la centrale de chauffage urbain AU.

Développer le chauffage urbain avec la production combinée de chaleur et d'électricité

Il y a quelques années déjà, la ville s'est prononcée en faveur de l'extension de son réseau de chauffage urbain. Le chauffage à distance a pu s'établir grâce à l'injection de chaleur à l'usine d'incinération des ordures ménagères de la ville. Le projet de géothermie profonde prévu et abandonné en 2014 devait également contribuer à l'approvisionnement en chaleur. Aujourd'hui, les services municipaux se concentrent sur le couplage chaleur-force (CCF) et ses nombreuses possibilités d'application.

Le concept énergétique, qui bénéficie d'un large soutien au sein de la population, présente cinq axes prioritaires qui définissent l'utilisation future des énergies :

  • L'efficacité plutôt que le gaspillage
  • Couplage chaleur-force au lieu de la seule combustion
  • Production stationnaire d'électricité avec utilisation de la chaleur - Rouler à l'électricité
  • Stocker au lieu de détruire
  • Utilisation d'énergies renouvelables plutôt qu'épuisables.
 
Michael Stang : „Pour le CCF, nous nous concentrons sur quatre variantes possibles, c'est-à-dire des installations pour la maison individuelle jusqu'à celles de l'ordre du mégawatt“. Actuellement, une pile à combustible à haute température (SOFC), 20 mini-centrales de cogénération pour des immeubles collectifs, une centrale de cogénération compacte pour un réseau de chaleur de proximité ainsi que la grande installation déjà mentionnée, d'une puissance électrique de 2 MW et d'une puissance thermique de 2,1 MW, sont en service. En cas d'extension complète du réseau de chauffage urbain, un maximum de quatre centrales de cogénération supplémentaires de construction identique sera nécessaire. „Dans une perspective à long terme, telle qu'elle est définie par le concept énergétique 2050, nous considérons le couplage chaleur-force, alimenté au gaz naturel ou au biogaz, comme une technologie de transition importante pour la ville de St. Nous ne savons pas encore quelles technologies seront utilisables dans la perspective à long terme. En principe, nous partons du principe que les besoins en chaleur diminueront continuellement. Mais avec l'extension du réseau énergétique, nous voulons dès aujourd'hui poser les bons jalons“, résume Michael Stang en évoquant les réflexions sur l'avenir.

Soutien ciblé à la production de chaleur et d'électricité

Alors que le CCF n'est pas activement encouragé par la Confédération ou le canton, la ville de Saint-Gall propose des options. D'une part, il y a le fonds énergétique de la ville, qui est financé par une taxe sur l'utilisation du réseau électrique. Une contribution à l'investissement de 400 à 800 CHF par kW installé est disponible, à condition que le système de commande soit intégré dans l„“essaim de CCF" des services municipaux. D'autre part, une contribution est versée par le fonds pour la transformation écologique des services municipaux.

Les grandes centrales de cogénération situées au centre sont destinées à l'approvisionnement du réseau de chauffage urbain, qui fonctionne à une température maximale de 130 °C. Les grandes centrales de cogénération situées au centre sont destinées à l'approvisionnement du réseau de chauffage urbain, qui fonctionne à une température maximale de 130 °C. Grâce à la densité de l'approvisionnement et à la qualité du réseau, les pertes sont exceptionnellement faibles à Saint-Gall. Les quartiers de la ville situés en altitude et les consommateurs de chaleur sont alimentés par des échangeurs de chaleur et des réseaux secondaires raccordés. Les services municipaux proposent un contracting pour la production décentralisée d'électricité et de chaleur chez le client. L'accent est mis sur les immeubles ayant des besoins en puissance thermique de 100 à 400 kW, qui peuvent être satisfaits par une centrale de cogénération d'une puissance électrique de 20 à 60 kW. On utilise pour cela des modules de cogénération standardisés qui offrent une insonorisation efficace, un rendement élevé et des coûts de production d'électricité relativement bas. L'installation se fait généralement dans les chaufferies existantes et/ou dans les réservoirs libérés des immeubles.

Ingolf Alberth, responsable de la surveillance des centrales de cogénération gérées par les services municipaux, explique : „Les installations de cogénération intégrées aux services municipaux présentent une puissance électrique agrégée d'environ 2,6 MW. Grâce à un outil en ligne, nous pouvons surveiller les données en temps réel des installations, les données du marché de l'énergie, les données météorologiques ainsi que les données prévisionnelles correspondantes, c'est-à-dire la demande de chaleur attendue, et les utiliser pour la gestion de l'exploitation“.“

La flexibilité comme solution

Outre les défis liés par exemple à la volatilité des prix de l'énergie, les services municipaux de Saint-Gall voient également des opportunités dans la flexibilité du système et dans la valeur écologique de l'électricité et de la chaleur produites par les centrales de cogénération. En effet, la différence entre les coûts de production de l'électricité pour les centrales de cogénération et le prix du marché de l'électricité est d'environ 8 centimes/kWh. Pour une exploitation neutre en termes de coûts, un soutien correspondant est donc nécessaire. En revanche, il existe un potentiel pour la commercialisation de l'énergie de réglage issue de la production de la centrale de cogénération et pour la vente de gaz supplémentaire. Et l'offre de contracting pour les installations de cogénération offre un avantage supplémentaire aux services municipaux.

Micheal Stang explique cette situation : „Ces inconvénients peuvent toutefois être compensés par un mode de fonctionnement astucieux et l'utilisation d'accumulateurs de chaleur. Outre la flexibilité du démarrage de la production d'électricité, celle des arrêts est également pertinente, ce qui peut conduire à des durées de fonctionnement courtes des centrales de cogénération par démarrage/arrêt et à davantage de cycles de fonctionnement par an. Il faut toutefois tenir compte de l'éventuel surcoût lié à l'entretien et à la maintenance“.“

Cette vision globale fait du couplage chaleur-force un outil précieux pour le développement futur du concept d'approvisionnement énergétique de la ville et offre une flexibilité qui se traduit par une couverture fiable et optimale en termes de coûts des besoins des clients.

Contact :
Services municipaux de Saint-Gall
Eau, gaz et chaleur
15, rue Saint-Léonard
CH-9001 Saint-Gall
kundendienst@sgsw.ch
sgsw.ch

Publié le : 17 nov. 2016 
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