Energies renouvelables

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N° 176 nov-dec 2006

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Elle est silencieuse, fournit de la chaleur et produit une grande partie des besoins
électriques d’une famille.
Elle, c’est la cogénération individuelle fonctionnant avec des granulés de bois.
Les tout premiers modèles de ces appareils sont déjà sur le marché allemand.

La cogénération domestique n’est pas une nouveauté dans
l’absolu. Cela fait maintenant une dizaine d’années que des
fabricants allemands, comme Senertec, Raptor, Otag, ou encore
les Néo-zélandais et Japonais, Whispergen et Honda, proposent
la cogénération aux particuliers sur la base d’une alimentation au
fioul, au gaz naturel ou au biodiesel (lire encadré p.31). Mais
depuis quelques mois, les granulés de bois sont sur les rangs. La
marque allemande Sunmachine propose une cogénération à
installer dans le sous-sol de sa maison, dont elle aurait déjà
vendu une centaine d’exemplaires. Mais le modèle actuellement
le plus en vue, parce que plus compact, est celui développé
conjointement par les firmes KWB (Kraft und Wärme aus
Biomasse1) et SPM (Stirling Power Module) : une cogénération
de la taille d’un réfrigérateur, développant 1 kW d’électricité et
15 kW de chaleur. La commercialisation en est à ses débuts.
Dans le courant de l’hiver 2006-2007, 40 prototypes seront
distribués à un partenaire industriel qui les mettra en test chez
des clients. Suite à quoi, 670 de ces machines seront commercialisés dans le courant de l’année
auprès des particuliers. Elles seront distribuées par le réseau KWB, qui s’occupera de
l’installation et du suivi. Pour l’instant Stirling Power Module travaille en exclusivité avec le
réseau KWB, mais par la suite il proposera sa motorisation à d’autres fabricants de chaudières.

Moteur stirling de SPM à quatre cylindres

Plug and play

Pour en réduire les coûts de développement, un seul
modèle est pour l’instant proposé par KWB et SPM. Il
est fabriqué à partir d’une chaudière aux granulés de
bois KWB (modèle USP 15) sur laquelle est installée la
motorisation Stirling (voir encadré et schéma). Si la
production de chaleur peut être découplée de la
production de courant, l’inverse n’est pas vrai puisque
le moteur Stirling fonctionne grâce à la chaleur. La
conception du moteur, à quatre cylindres horizontaux
et en étoile, équilibre les masses, annule les vibrations
et doit permettre un fonctionnement qui ne sera pas
plus

bruyant

qu’un

appareil

électroménager.

L’installation n’est pas plus compliquée que celle d’une
chaudière simple et l’appareil devrait avoir une durée
de vie de 15 à 20 ans, avec un contrôle technique
annuel. Sous cette forme, il sera d’abord disponible en
Allemagne, puis dans d’autres pays si des clients se
montrent intéressés. En fonction des résultats de cette
phase de tests, des modèles de puissances différentes
seront développés, mais aussi des installations pour

sites isolés avec stockage de l’électricité. Car pour l’instant, l’habitation doit être reliée au
réseau. Le particulier peut utiliser le courant produit ou bien tout vendre directement au réseau.

D’après ses constructeurs, la micro cogénération KWB-SPM est pensée pour produire 37 000
kWh de chaleur et 2 200 kWh d’électricité. Pour ce qui est de la production de chaleur, Olivier
Sidler, directeur du cabinet Enertech, explique : « 37 000 kWh de chaleur, c’est énorme, même
quand on cumule les besoins en chauffage et en eau chaude sanitaire. Pour une maison de 100
m2, cela représente des besoins de 370 kWh/m2/an. » Soit les besoins d’une maison mal
isolée, correspondant à un logement construit avant 1975, c’est-à-dire avant la première

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Guide des énergies vertes

pour la maison

Filières, professionnels, prix,

aides de l’état ou des régions :

résolument pratique, cet ouvrage

de base fournit toutes les clés

pour devenir producteur et

consommateur d’énergies

renouvelables à la maison.

en savoir plus

réglementation thermique. La production de chaleur de la cogénération KWB semble donc en
contradiction avec les normes de construction qui imposent, de part et d’autre du Rhin, des
bâtiments économes. Les logements récents en France ont des besoins en chaleur de l’ordre de
100 kWh/m2/an, et les “PassivHaus” allemandes de seulement 15 kWh/m2/an. À ces
remarques, SPM répond que pour minimiser les coûts de cette nouvelle technologie, sa micro
cogénération a été développée à partir d’une chaudière existante, qu’une production électrique
supérieure aurait été onéreuse à mettre en place et que le ratio électricité/chaleur est aussi lié
aux principes de la thermodynamique. Pour valoriser cette forte production de chaleur, il paraît
alors logique de la répartir sur différents logements comme cela se pratique en Allemagne. En
tout état de cause, cette cogénération peut également trouver sa place dans des logements non
réhabilités ou non réhabilitables.

Schéma du moteur stirling SPM

Un marché en demande

À propos de la production d’électricité, Olivier Sidler poursuit : « 2 200 kWh/an pour une
maison de 100 m2, c’est 22 kWh/m2/an, soit les besoins d’un logement un peu plus économe
que la moyenne, puisqu’un logement individuel a en général une consommation d’électricité de
32 kWh/m2/an. Mais là encore, il est possible de consommer moins. » Tout ou partie du
courant produit pourra être revendu sur le réseau, ce qui permettra d’amortir plus rapidement
l’investissement. Sans rentrer dans le détail des tarifications de vente de ce courant vert, qui
varient en fonction des Lands, le kilowattheure est acheté majoritairement entre 15 et 18
centimes, parfois au-delà de 20 centimes.

Pour Dietmar Koop, journaliste au bimensuel Solarthemen, le développement de ces techniques
est d’abord une bonne nouvelle : « Félicitons-nous déjà de l’arrivée de ces produits. De
multiples annonces de commercialisation avaient déjà été faites pour de tels appareils sans que
nous en ayons encore jamais vu la couleur. Nous verrons dans quelques mois si cette
technologie fonctionne dans le domaine des faibles puissances et si les coûts en sont
acceptables. » Compte tenu de l’intérêt porté aux questions énergétiques en Allemagne, la
clientèle existe déjà. Dietmar Koop : « Les questions énergétiques intéressent des passionnés
qui ont l’envie et les moyens financiers d’être autonomes en énergie et d’aller vers de telles
solutions. Ce sont eux qui figureront parmi les premiers utilisateurs. »

Nombre d’indices prouvent l’intérêt du public pour les technologies propres utilisant la
biomasse. Ainsi pour 2005, 17 000 appareils de chauffage aux granulés ont été acquis
outre-Rhin, un chiffre qui a doublé par rapport à 2004 (source : www.solarserver.de). Cela
s’expliquerait en partie par une aide fédérale de 38,40 € par kW de puissance installée, conçue
avec un montant plancher 1 088 €. Cette aide est offerte à toute personne qui investit dans une
chaudière aux granulés dont la puissance ne dépasse pas 30 kW et dont le rendement est d’au
moins 90 %. Des aides locales peuvent éventuellement s’ajouter à ce montant. Les fabricants
de granulés tablent, quant à eux, sur une augmentation continue de leur marché. Vingt-six
usines de fabrication de granulés existent déjà dans le pays, dont quatre se sont montées en
2006. La capacité de production de ces fabricants est désormais de 500 000 tonnes par an.
Parallèlement, l’Agence pour l’énergie de Berlin (Berliner Energieagentur) a fait réaliser ce
printemps une étude auprès de 4 000 foyers berlinois concernant leur investissement potentiel
dans la micro cogénération. Il en ressort que 100 000 appareils de production d’électricité
décentralisée, toutes énergies confondues, pourraient trouver preneur dans le Land de Berlin
pour les 5 ans à venir.
Le marché de la micro cogénération est donc en phase de décollage. Les premiers fabricants qui
se lancent dans la bataille ont du pain sur la planche : plus de 700 000 installations de

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chauffage sont changées chaque année, et même un faible pourcentage dédié à la micro
cogénération ferait leur affaire. « L’idée de produire chez soi tout ou partie de ses besoins
électriques est extraordinaire, ajoute Dietmar Koop. Il faut savoir garder raison, mais l’arrivée
de cette technologie marque le début de la décentralisation énergétique. »

La cogénération version sunmachine

La cogénération Sunmachine 2005, exposée en
écorché lors d’un salon, délivre entre 4,5 et 10,5
kW de chaleur et 3 kW de puissance électrique.

Crédits photos : Stirling Power Module - Sunmachine

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