2024-06-24 13:14:45
Efficacité globale de 85 % atteinte
Vue générale du système de brûleur développé dans SmartCHP pour un fonctionnement avec de l’huile de pyrolyse.
Un consortium international du projet de recherche européen « SmartCHP » a développé le prototype d’un système énergétique rentable et flexible pour produire de l’électricité et de la chaleur basé sur la cogénération de chaleur et d’électricité (CHP). Il s’agit d’un système de cogénération motorisé qui… Huile de pyrolyse à partir de résidus de biomasse (bio-huile à pyrolyse rapide, FPBO). À petite échelle, de 100 à 1 000 kWel, il convient par exemple pour alimenter en énergie des immeubles d’habitation, des hôpitaux ou des bâtiments municipaux.
Le système de cogénération se compose d’un moteur diesel avec un générateur électrique, d’un post-traitement des gaz d’échappement, d’un système de récupération de chaleur et d’un système de chauffage supplémentaire pour un fonctionnement avec FPBO. Doté d’un système d’injection de carburant adapté au carburant FPBO, le moteur CHP a démontré un fonctionnement sans problème sur une période de test de 500 heures. Il s’agissait de la première tentative réussie de ce type au monde. Le rendement électrique du moteur a atteint 33 %, exploitant pleinement le potentiel du moteur. Le rendement global (électricité et chaleur) était de 85 %. L’efficacité pourrait être obtenue à la fois avec le FPBO et le carburant diesel conventionnel. Par conséquent, les moteurs qui ont un rendement de 40 % ou plus avec le diesel sont également susceptibles d’atteindre ces valeurs avec le FPBO. Grâce à un contrôle intelligent et basé sur les besoins, le système serait capable d’intégrer l’électricité renouvelable issue de l’énergie éolienne et solaire et de réguler les besoins énergétiques fluctuants ainsi que la disponibilité volatile de l’énergie éolienne et solaire.
Système de cogénération avec chauffage supplémentaire
Dans le cadre du projet, OWI Science for Fuels gGmbH a développé le système de chauffage d’une puissance d’environ 100 kWth. À cette fin, OWI a développé un brûleur qui fonctionne avec le combustible FPBO et utilise les gaz d’échappement du moteur CHP comme comburant. Le système de chauffage se composait d’une chaudière modifiée et du brûleur. La chaudière génère de la chaleur supplémentaire lorsque le moteur fonctionne à faible puissance, par exemple parce que les besoins en électricité sont faibles ou sont couverts par des sources telles que l’énergie éolienne et solaire. Le système de chauffage a été testé dans le laboratoire OWI avec des gaz d’échappement dans diverses conditions de fonctionnement. En outre, OWI était responsable de l’intégration de la chaudière dans le système de post-traitement catalytique des gaz d’échappement et a soutenu l’intégration de la chaudière dans le prototype complet SmartCHP.
La purification des gaz d’échappement du système de cogénération a réussi un test de 150 heures et a réduit les émissions de monoxyde de carbone, d’oxyde d’azote et de particules aux limites européennes. Une évaluation environnementale complète a montré une réduction de 87 à 95 % des émissions de gaz à effet de serre basée sur l’application de la méthodologie RED II pour calculer les émissions de GES.
Le projet SmartCHP a été financé à hauteur de 4 millions d’euros par le programme de recherche et d’innovation Horizon 2020 de l’Union européenne dans le cadre de la convention de subvention n° 815259. Il a débuté en juin 2019 et a duré 4 ans. Les partenaires de recherche sont OWI Science for Fuels, Abato Motoren, Exergia Energy and Environmental Consultants, Capax Environmental Services, Greenovate ! Europe, Université technique d’Eindhoven, Tehag Allemagne, Université technique du Danemark, Dowel Management et BTG Biomass Technology Group, qui ont coordonné le projet.
OWI Science for Fuels gGmbH est une institution de recherche indépendante et à but non lucratif. En collaboration avec des partenaires de l’industrie et de la recherche, OWI recherche et développe des concepts et des technologies dans les domaines de l’utilisation économe en énergie des carburants et carburants liquides conventionnels et alternatifs ainsi que des technologies d’efficacité innovantes. L’objectif est de trouver des solutions techniquement sophistiquées, à faible émission de gaz à effet de serre et à faibles émissions pour la production de chaleur et la mobilité de demain. OWI est un institut affilié au RWTH Aix-la-Chapelle et se considère comme un intermédiaire entre la recherche fondamentale et l’application. Dans le cadre du transfert de technologie, OWI traite des projets financés par des fonds publics ainsi que des contrats de recherche industrielle. Parmi nos clients figurent, par exemple, des fabricants de chauffage domestique, des entreprises de l’industrie des équipements automobiles, de l’industrie pétrolière et de la technologie des procédés thermiques.
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