De la cogénération à la trigénération : portrait d’une unité en mutation

Portrait

Depuis vendredi dernier, le CHU UCL Namur (site de Godinne) est le 1er hôpital mondial alimenté majoritairement en énergie verte issue de la gazéification de la biomasse. Une avancée technologique notamment permise grâce à l’expertise de l’entreprise Xylowatt (membre ValBiom) et à sa technologie novatrice « NOTAR® ». 

Explications des installations avec Michaël Haube, Product Development manager chez Xylowatt (voir photos ci-dessous).

De la cogénération à la trigénération, grâce à la technologie NOTAR® 

Initié en 2009 et concrétisé en 2011, l’unité de cogénération biomasse de l’hôpital de Godinne a aujourd’hui bien évolué. D’une cogénération, l’unité est devenue une trigénération, pouvant produire de l’électricité, de la chaleur, mais aussi du froid.

« L'énergie produite couvrira 40 % des besoins en électricité, 65 % des besoins en chaleur et 40 % des besoins en réfrigération, » Jean-Marc Dieu, Président du CA du CHU UCL Namur asbl.
 
Sept ans plus tard, l’unité peut désormais compter sur un nouveau type de gazéifieur ; le NOTAR® (« tar » signifiant goudron en anglais. Notar = « sans goudron »), une technologie brevetée et développé par Xylowatt.
 
« Le NOTAR est une unité de conditionnement relativement simple et compacte, qui demande très peu de maintenance et permet d’avoir de bons taux de disponibilité, avec des rendements de conversion nettement plus élevés que les technologies classiques », détaille Michaël Haube, Product Development manager (Xylowatt).
 
Dans cette unité compacte de gazéification, la quasi-totalité des goudrons sont brûlés. Ce qui facilite grandement les étapes de préparation (filtration et refroidissement) du syngaz produit. Ce syngaz est disponible en fin de processus en étant sec, filtré et à 10°C.
 
Pour rappel, le syngaz est un gaz de synthèse obtenu à la suite d’une gazéification ; une réaction thermochimique consistant à décomposer par l’action de la chaleur un combustible carboné solide (bois) afin d’obtenir un mélange gazeux. La combustion du syngaz émet moins de particules fines que la combustion de la biomasse brute.
 
La gazéification produit également – en plus du syngaz – un autre coproduit : du biochar. Celui-ci est également valorisé sur le site de Godinne dans une chaudière dédiée.

3.000 t. de CO2/an évitées et un fonctionnement en continu

Ainsi, la nouvelle unité produira de jour comme de nuit 620 kWélectrique, 1.100 kWthermique et 680 kW de froid en été, le tout à partir d’une biomasse renouvelable locale. Ses sources d’énergie seront notamment des plaquettes de bois, issues des résidus de bois naturels (branchages et nettoyage d’abords d’autoroutes) et de bois recyclé (palettes inutilisables et bois d’emballage).

Cerise sur le gâteau :

« Le seul déchet généré sera la matière minérale que l’on a dans le bois et que l’on retrouve en sortie de chaudière. Ce déchet - environ 7 kg généré par jour - représente 1 % de la masse de la biomasse, » souligne Michaël Haube, Product Development manager (Xylowatt).
 
©Xylowatt
 
En bref :
 
« (…) Grâce à la technologie de Xylowatt, nous allons réduire les émissions de CO2 du site hospitalier de Godinne de plus de 3.000 tonnes par an, soit l’équivalent de l’émission de 2.000 véhicules ! », explique Jürgen Bohn, nouveau CEO de Xylowatt, dans un communiqué.

Local et durable, mais quid de la rentabilité ?

Ce beau projet biomasse constitue un nouvel exemple d'économie locale et circulaire, au service de l’environnement, l’innovation et la santé.

A la question « Pourquoi transformer le bois en gaz et ensuite bruler ce gaz au lieu de directement brûler le bois et utiliser une cogénération combustion-vapeur ? », la réponse apportée est une question de rentabilité. D’après le Michaël Haube, la gazéification est rentable pour une gamme de puissance (puissance en gaz) entre 300 kW et 2 MW.

La limite au-delà de laquelle le passage à un système turbine-vapeur est plus rentable est située entre 4 et 6 MW (en gaz). L’optimum de rentabilité se situe dans ces deux chiffres. 

Bientôt, la majorité des besoins couverts !

D’ici peu, le gazéifieur installé sera lancé ! Il fournira aux cliniques universitaires le gaz qui alimentera la centrale à cogénération de l’hôpital. La majorité des besoins en électricité, en chaleur et en froid de l’institution sera ainsi couverte.

Dans un premier temps, l'unité fonctionnera au bois A : tant en plaquettes forestières qu’en bois recyclés (palettes et bois d’emballage), selon le permis d’environnement en vigueur. L’utilisation du bois B (bois des parcs à container) sera envisagée par la suite et devra faire l’objet d’un nouveau permis d’environnement.

Voir la fiche "bois en fin de vie" dans notre didactitiel ValBiom.

Informations techniques

  • Puissances annoncées : 620 kWél, 1100 kWth et 680 kWcold ;
  • Puissance gazéification : 2 MW sous forme de syngaz ;
  • Puissance moteur au gaz pour cogénération : 620 kWél ;
  • Consommation gazéifieur : 600 kg de bois sec / heure, soit 4 m³ de plaquettes ;
  • Produits issus du procédé de gazéification :
    • Syngaz à destination du moteur de la cogénération ;
    • Biochar valorisé dans une chaudière dédiée.

Plus d’infos ?

Ce projet a été rendu possible grâce au soutien de la Région wallonne (via la DGO6) et du programme européen LIFE, et aussi de ses actionnaires composés de plusieurs investisseurs privés (dont Pierre Mottet et Frank Mestdagh), d’investisseurs publics (la SRIW et la SFPI), du fond universitaire VIVES et du groupe industriel belge CMI.

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