Dossier

Le gaz naturel, futur allié de l’électricité

Sujets relatifs :

PHOTO - 868095.BR.jpg

La pile à combustible Vitovalor 300-P de Viessmann, développée en partenariat avec Panasonic, réunit une pile à combustible et une chaudière gaz à condensation. La pile, de 1 kWth, couvre en grande partie les besoins calorifiques. La chaudière se met en marche en cas d’augmentation des besoins. La production d’électricité quotidienne atteint 15 kWh maximum.

© Doc. Viessmann

Chaudières et PAC hybrides, mini et microcogénération : les nouvelles technologies au gaz sont appelées à jouer un rôle important dans la synergie des réseaux électrique et gazier.

Gaz naturel et électricité ne sont pas seulement deux énergies concurrentes. Elles sont, et le seront davantage demain, également complémentaires. La convergence de ces différents réseaux vise à optimiser l’ensemble des flux énergétiques et à apporter de la flexibilité au réseau électrique par un double mouvement : gaz vers électricité, électricité vers gaz.

La chaudière (ou PAC) hybride, qui associe chaudière gaz à condensation et pompe à chaleur, permet de basculer d’une énergie à l’autre. Cette technologie, mature dans le résidentiel (Chaffoteaux Atlantic, Vaillant, ELM Leblanc) et émergente dans le tertiaire (Ciat), est pilotée par une régulation locale qui définit à chaque instant l’équipement le plus performant. « Demain, ce basculement pourra être déclenché par un tiers agrégateur pour diminuer un appel de puissance électrique sur le réseau, explique Carole Lunot, déléguée technique au sein de GrDF Développement. À l’échelle d’un territoire, l’agrégateur disposera ainsi d’une "centrale virtuelle d’effacement", sans nuire au confort de l’utilisateur puisque la chaudière prendra le relais. » Le projet démonstrateur de smart grid GreenLys, à Lyon et Grenoble, teste le fonctionnement d’un tel système électrique intelligent.
Autre solution hybride, mais côté usages cette fois, la mini ou microcogénération (également testée par GreenLys) produit à partir du seul gaz naturel de la chaleur et de l’électricité. Plusieurs technologies existent. La plus mature est le moteur à combustion interne, couvrant une large gamme de puissances, du petit collectif au grand tertiaire, et que le rendement électrique, de 25 à 27 %, destine au neuf ou à l’existant rénové. Pour le résidentiel et petit collectif, le moteur à combustion externe ou moteur Stirling arrive enfin sur le marché (De Dietrich et Viessmann). Avec 12 000 modèles installés en Europe pour De Dietrich, ce produit est mature. De 1 kWe, il affiche un rendement électrique d’environ 15 % conduisant à une production de chaleur importante adaptée aux besoins thermiques des bâtiments existants.
La pile à combustible (environ 1 kWe) ne devrait pas être introduite en France avant 2016 ou 2017. Viessmann, qui la commercialise déjà en Allemagne, devrait vraisemblablement être rejoint par Vaillant. Le rendement électrique des produits précommerciaux atteint 35 % (jusqu’à 60 % en laboratoire). En contrepartie, elle produit moins de chaleur et est donc plutôt réservée au neuf.

Tests de terrain

Deux autres solutions émergent : le cycle de Rankine et la microturbine. La première est développée en Angleterre sous la marque Flow pour une puissance jusqu’à 1 kWe. Cette microcogénération murale au faible rendement électrique (10 %) est adaptée au résidentiel existant, avec un positionnement d’entrée de gamme. Elle est en phase de tests de terrain en France. La microturbine, développée par le hollandais MTT, possède une puissance électrique de 3 kW ciblant le petit collectif. « Ces nouvelles technologies sont appelées à se déployer dans des gammes de puissances plus larges », estime Carole Lunot. Ainsi, un moteur Stirling de plus forte puissance (7 kW, pour le produit de l’israélien Qnergy) sera expérimenté par GrDF en 2016. Quelques prototypes de piles à combustible de 3 à 5 kW sont également en développement et seront testés dans le cadre du projet européen Ene.Field ; à ce titre, GrDF aura installé en France une cinquantaine de piles à combustible d’ici mi-2016.
À l’inverse, le réseau de gaz naturel peut aussi stocker de l’électricité issue d’énergies renouvelables. À Dunkerque, le projet de démonstration GRHYD teste ainsi la transformation d’électricité éolienne en hydrogène, stocké ensuite dans le réseau gazier. Objectif : alimenter un écoquartier d’environ 200 logements par un mélange d’hydrogène (< 2 % en volume) et de gaz naturel.

N°345

vous lisez un article des Cahiers Techniques du Bâtiment N°345

Découvrir les articles de ce numéro Consultez les archives 2015 des Cahiers Techniques du Bâtiment

Nous vous recommandons

Dossier Spécial ATEx 2016

Dossier

Dossier Spécial ATEx 2016

Les Atex ont le vent en poupe. Les dossiers déposés sont de plus en plus nombreux et plus diversifiés. La reprise du secteur et l’accompagnement du CSTB en sont les principales raisons. Les projets les plus[…]

27/12/2016 | BoisActualité
Rénovation des bétons anciens

Dossier

Rénovation des bétons anciens

Quatre crèches à Paris Intra-Muros

Dossier

Quatre crèches à Paris Intra-Muros

Entre nord et sud : quatre collèges de province

Dossier

Entre nord et sud : quatre collèges de province

plus d’articles