Système de valorisation d’un gaz de synthèse

Moteur ou turbine à gaz?

Généralités

Gazogène Alternative aux combustibles

fossiles Voies pour valoriser un gaz

synthétique

Sommaire

1. Principaux points de comparaison entre TAG & Moteur (1/2)

2. Installation de référence de 5MWé alimentée en GN

3. Techniques d’obtention d’un gaz de synthèse

4. Caractéristiques de 3 gaz de synthèse

5.Comparaisons entre TAG et moteur

1. Principaux points de comparaison entre TAG & Moteur (1/2)

Gamme de puissance: Moteur jusqu’à 3MW TAG jusqu’à 300MW (cycle

simple) Pour TAG meilleure récupération des pertes thermiques

(95% dans les gaz d’échappement) → si cogénération utilisation pour process industriel nécessitant une pression et température élevées

Dans moteur déperditions multiples (récupérations sur les fumées, sur circuit de refroidissement bloc moteur, sur circuit de refroidissement des huiles de lubrification) → si cogénération utilisation pour chauffage et production d’eau chaude

SFC (TAG) > SFC (Moteur) et d’autant plus hors de la pleine charge

Principaux points de comparaison entre une TAG & Moteur (2/2)

Masse par unité de puissance: exemple 5MWé TAG 5MWé = 1t/MW Moteur 5MWé = 5t/MW

Encombrement: exemple package de 5MWé package TAG = 50% package moteur

Start time: 30 à 60 secondes pour petite TAG 1 à 2 minutes pour TAG plus puissante moins de 10 secondes pour moteur

Dual fuel: transfert en fonctionnement pour TAG plus facile que pour moteur

Coût de maintenance plus faible pour TAG (consommation d’huile très faible)

Vibrations TAG moins importante Emission de polluants: CO2: Moteur < TAG car SFC

NOx: Moteur > TAG

2. Installation de référence de 5MWé alimentée en GN

Moteur TAG

Puissance électrique 2 x 2,5 MWé 5 MWé

Rendement électriqueRendement électrique 38,5%38,5% 32%32%

Rendement thermique 42% 42%

Puissance thermique 5,45 MWth 7MWth

Durée de vie 20 ans 20 ans

Disponibilité Si 3624h : 95%Si 8600h : 90%

Si 3624h : 95%Si 8600h : 92,2%

Coût investissementCoût investissement 691 €/kWé en 2001691 €/kWé en 2001 781 €/kWé en 2001781 €/kWé en 2001

Charges d’exploitation 13 €/MWh 10 €/MWh

Emissions (kg/MWh) CO2 : 306NOx : 0,139

CO2 : 362NOx : 0,167

Coût net de production Coût net de production (€/MWh)(€/MWh)

Si 3624h : 62,85Si 3624h : 62,85

Si 8600h : 43,57Si 8600h : 43,57Si 3624h : 76,67Si 3624h : 76,67

Si 8600h : 47,69Si 8600h : 47,69

Source: Ministère de l’économie

3. Techniques d’obtention d’un gaz de synthèse

PYROLYSE GAZEIFICATIONBiomasse

Chaleur

Vapeur

Charbon

Gaz pauvres

Agents de gazéification

Gazéification

Lit fixe jusqu’à 2MW Lit fluidisé bouillonnant jusqu’à 2 MW Lit fluidisé circulant jusqu’à 10 MW

4. Caractéristiques de 3 gaz de synthèse

Gaz sec Gazde PRME synthétique

%H2 35 5 5

%CO 25 16 12%CO2 25 14 13,5

%CH4 10 5 3,5

%N2 5 58 63

PCI (kWh/nm3) 2,91 1,21 0,918

P=100kW QV (nm3/h) 107 258 340

P=1MW QV (nm3/h) 1074 2583 3404

P=5MW QV (nm3/h) 5369 12913 17021

Güssing

5.Comparaisons entre TAG et moteur

moteur turbine

encombrement - +

pression d'admission + -

entretien ~ ~

investissement + -

Conclusion

Pélec > 10 MW turbine

0,25<Pélec<10MW choix difficile Choix de l’industriel selon l’espace

disponible, le budget, la disponibilité du process nécessaire…