Avantages et inconvénients
La micro-cogénération et le photovoltaïque (PV) ont chacun leurs avantages et leurs inconvénients.
- Le photovoltaïque ne consomme aucune énergie et c’est de plus une énergie renouvelable. En revanche, il produit principalement de l’électricité en été et nécessite une surface de toiture disponible.
- La cogénération, quant à elle, produit de l’électricité quand on le souhaite, produit également de la chaleur qui peut servir au chauffage des locaux mais consomme du gaz naturel, une énergie non renouvelable (sauf en cas d’utilisation du biométhane).
Notions de coût et production électrique
Poursuivons la comparaison avec l’exemple d’une micro-cogénération de 7,5 kWe et prenons les hypothèses suivantes :
- 10 m² de PV sont nécessaires pour avoir 1 kWc de puissance
- 1 m² de PV produit environ 100 kWh d’électricité par an
- Sur une installation collective (immeuble de logements ou tertiaire), l’installation de 1 m² de PV coûte 400 €/m² en investissement.
Pour fournir une puissance de 7,5 kWe, l’installation de 75 m² de PV est nécessaire. Ces 75 m² produisent 7 500 kWh d’électricité par an.
Ces 7 500 kWh d’électricité correspondent à 1 000 h de fonctionnement de la cogénération. Or une cogénération fonctionnera plutôt 2 000 h en autoconsommation. Ce qui correspond à une production d’électricité de 15 000 kWh.
Pour produire autant d’électricité, 150 m² de capteur auraient été nécessaires. Soit un investissement pour le photovoltaïque de 60k€ alors que l’installation de la cogénération est de 50 k€ (prix constaté fourni posé, mise en service sur quelques affaires).
Une cogénération produit donc plus d’électricité que du photovoltaïque à puissance égale. Et à production d’électricité égale, cette micro-cogénération est moins chère à l’investissement.
Etude de cas
L’idée, pour faire un bâtiment performant au sens du référentiel E+C- par exemple, serait donc d’installer une cogénération pour lui faire produire le maximum d’électricité qui sera autoconsommée, profiter bien sûr de la chaleur pour assurer une bonne partie du besoin de chauffage et compenser les kWh de gaz utilisés par du photovoltaïque.
Avant la publication du référentiel E+C-, une étude a été menée sur le calcul de l’optimum technico économique pour atteindre le label Bepos (selon 3 définitions) avec un immeuble de bureaux de 9 000 m².
Les 3 définitions du « label BEPOS » qui n’existait pas encore, étaient les suivantes :
- Définition 1 : Bepos Effinergie 2013
- Définition 2 : Bepos Effinergie + possibilité de stockage d’électricité
- Définition 3 : Bepos Effinergie uniquement sur 5 usages RT
Plusieurs solutions de chauffage/ECS/froid ont été simulées selon le type de bâtiment :
- Pour les bâtiments non climatisés, 5 techniques de chauffage ont été simulées : effet joule, PAC électrique air-eau, chaudière gaz condensation, PAC absorption gaz et micro-cogénération gaz.
- Pour les bâtiments climatisés, 6 techniques ont été simulées : DRV, PAC électrique air-eau, chaudière gaz condensation + groupe froid, chaudière hybride réversible, PAC absorption gaz + groupe froid, et micro-cogénération gaz + groupe froid.
Par ailleurs, des analyses de sensibilité ont été réalisées en simulant : 4 types d’isolation des murs, 4 traitements du plancher haut, 4 traitements du plancher bas et 3 zones climatiques, pour un total de plus de 2000 simulations RT.
A chaque fois, c’est l’optimum technico-économique, système de chauffage par système de chauffage qui a été retenu.
Les résultats sur les 3 zones climatiques, bâtiment climatisé ou non, sont toujours les mêmes :
Pour ces deux cas, la solution « cogénération + PV » est même apparue comme la solution la moins chère en investissement par rapport aux autres.
La cogénération est donc un bon allié du photovoltaïque dès lors qu’une recherche de performance énergétique est visée.