Pionniers à Rheinfelden
Avec l'intégration de la première centrale de cogénération à pellets de Suisse dans le réseau de chaleur Rheinfelden Ost, AEW s'est aventurée en 2018 en terre inconnue. Aujourd'hui, les collaborateurs d'AEW connaissent collaborateurs de l'équipe d'exploitation thermique connaissent l'installation sur le bout des doigts. Elle fonctionne de manière entièrement automatique et produit de l'électricité et de la chaleur presque 24 heures sur 24.
Quand Roman Lerch ouvre les grandes portes métalliques du bâtiment de l'entreprise, il s'arrête un instant, tend l'oreille et regarde attentivement autour de lui. "Si quelque chose ne va pas, je le perçois souvent dès que je pénètre dans la pièce", explique-t-il. "Si ça sent bizarre ou si ça sonne faux, je sais déjà qu'il y a un problème". L'odeur de fumée, par exemple, indiquerait qu'un filtre est bouché quelque part ou qu'une trappe est coincée. Mais ce mercredi, comme la plupart du temps, tout semble en ordre. On n'entend qu'un léger cliquetis lorsque les pellets sont transportés par le tuyau d'alimentation dans le réacteur à gaz.
Taux d'occupation élevé
Roman Lerch ouvre un classeur contenant différentes listes de contrôle. La liste pour l'unité de gazéification comprend quarante points qui doivent être vérifiés lors des trois visites de contrôle hebdomadaires. Lerch explique que malgré l'automatisation et la télésurveillance, beaucoup de choses doivent être effectuées à la main : "L'eau dans la bouteille de lavage du gaz, par exemple, je ne peux pas la changer sur l'ordinateur". Le degré de remplissage des sacs de collecte des cendres doit également être contrôlé sur place tous les deux jours. Selon la charge de travail de l'installation, les sacs de la hauteur d'un homme se remplissent en l'espace d'une semaine environ. Ce n'est guère surprenant si l'on considère que l'installation fonctionne pratiquement sans interruption avec près de 8000 heures de service par an et qu'elle brûle environ 900 tonnes de granulés de bois.
En fait, "brûler" ne décrit pas correctement le processus dans le réacteur : Les pellets sont transformés en gaz combustible par un procédé thermochimique en quatre phases dépendant de la température et avec un apport d'air et de matière parfaitement adapté. La température dans le réacteur peut atteindre 900 degrés. Après 600 heures de fonctionnement en moyenne, l'installation est arrêtée par télécommande et se refroidit pendant 36 heures avant que le réacteur à gaz puisse être ouvert. Roman Lerch et ses collègues enlèvent les scories qui se sont formées à l'intérieur, remplacent les filtres et nettoient toute l'installation.
Une technologie redécouverte
Les premières tentatives de production de gaz à partir du bois ou du charbon remontent au 17e siècle. La production de gaz de bois n'est donc pas un procédé nouveau. Ce qui est nouveau, en revanche, c'est son utilisation dans des installations de couplage chaleur-force (CCF), qui produisent simultanément de la chaleur et de l'électricité. Jusqu'à présent, pour produire de l'électricité avec du bois, il fallait une centrale à vapeur : la combustion du bois permet de produire de la vapeur d'eau qui entraîne une turbine. Mais cette technique convient surtout aux grandes installations produisant quelques mégawatts d'énergie, ce n'est qu'alors que son rendement est suffisant. La production de gaz de bois offre une alternative pour les petites installations : le bois est d'abord transformé en gaz par pyrolyse dans un réacteur à gaz, puis brûlé dans un moteur à gaz qui produit de l'électricité et de la chaleur (voir l'infographie aux pages 8-9). En 2018, l'installation située sur le site de la saline de Riburg a été la première installation de gaz de bois en Suisse à fonctionner avec des granulés de bois.
Développement interne innovant
Les centrales de cogénération à pellets sont un développement propre à l'entreprise allemande Burkhardt GmbH. Il y a une vingtaine d'années, l'entreprise a commencé à s'intéresser au gaz de bois, tombé dans l'oubli, et a finalement pu mettre en service les premiers prototypes en 2008. Deux raisons ont plaidé en faveur des pellets de bois comme combustible : D'une part, les pellets ont une densité énergétique environ trois fois supérieure à celle des copeaux de bois. D'autre part, ils sont normalisés, leur pouvoir calorifique reste donc toujours le même.
L'expérience est essentielle
Mais à Rheinfelden, des variations de rendement de 5 à 10 pour cent ont d'abord été observées. Cela pourrait être dû au fait que les pellets ont été exposés à l'humidité pendant le transport et le stockage, suppose Roman Lerch : "Au début, les pellets étaient encore introduits dans le silo avec un élévateur à godets. Depuis que nous soufflons les pellets du camion-citerne directement dans l'entrepôt de pellets, les valeurs se sont stabilisées."
Au bout d'une heure, Lerch a terminé le contrôle journalier et agrafe les listes de contrôle remplies. Cet électricien de formation connaît l'installation pionnière de Rheinfelden depuis plus de cinq ans. Durant cette période, de nouvelles connaissances ont été acquises en permanence, ce qui a permis d'optimiser et d'adapter en permanence l'exploitation et la maintenance. Pour Lerch aussi, cela signifiait toujours de nouvelles questions et de nouveaux défis. Au vu de la diversité de ses tâches à Rheinfelden, il conclut : "Mon travail ne s'apprend pas facilement. Mais on peut apprendre en permanence - c'est ainsi qu'il reste passionnant". Grâce à l'expérience et à un suivi étroit du projet (voir encadré ci-dessus), l'installation pionnière est aujourd'hui un élément éprouvé de l'approvisionnement énergétique de Rheinfelden.
Recherche et innovation
La première centrale de cogénération à granulés de bois suisse a fait l'objet d'un suivi scientifique par des chercheurs de l'Institut Paul Scherrer (PSI). Ils ont par exemple analysé la composition du mélange de gaz de bois produit et comparé les émissions de gaz d'échappement avec d'autres installations de biomasse.
AEW a également acquis des connaissances importantes. Grâce à une mise à l'échelle de ce type d'installation, il est par exemple possible de réaliser un réseau de chaleur de proximité et une production d'énergie décentralisée à un coût relativement faible dans les régions où se trouvent de nombreuses entreprises de transformation du bois. L'installation pilote de Rheinfelden s'inscrit dans la volonté d'AEW de mettre en œuvre les objectifs de la stratégie énergétique 2050 et d'assurer un approvisionnement en énergie diversifié et durable.
