10/03/2011 - Cocombustion, produire de l'énergie efficacement

Menéame

La situation actuelle du marché de l’énergie et les nouvelles réglementations relatives à la limitation des émissions dans les systèmes de combustion exigent une nouvelle approche pour l’avenir, qui intègre les outils nécessaires pour réduire la dépendance croissante à l’égard des combustibles fossiles, et qui encourage l’utilisation de sources renouvelables, efficaces et respectueuses de l’environnement. Il convient toutefois de garder à l’esprit que l’utilisation de combustibles fossiles, en particulier l’utilisation du charbon dans les centrales thermiques, restera nécessaire dans les années à venir. La recherche doit donc être orientée vers l’utilisation efficace de ces combustibles et vers la réduction des émissions de gaz à effet de serre dans ces systèmes.

L’une des options utilisées ces dernières années en Europe du Nord est l’utilisation de la biomasse dans le "cocombustion" avec du charbon dans les chaudières conventionnelles. Il existe de nombreux exemples dans des pays comme les Pays-Bas, le Danemark, la Finlande, la Belgique ou la Suède, où ils sont utilisés depuis les déchets forestiers, vers des cultures énergétiques ou vers des déchets solides urbains. En Espagne, l’introduction de la biomasse dans le secteur de la production d’électricité est faible, en mettant l’accent sur quelques usines de démonstration seulement.

Le groupe du laboratoire de cocombustion de la zone thermique de CIRCE travaille depuis dix ans à l’étude, tant théorique qu’expérimentation, de l’utilisation de la biomasse dans les systèmes de combustion, tant isolés qu’en cocombustion, afin d’évaluer son utilisation thermique dans différentes applications.

La cocombustion consiste en l’utilisation conjointe de deux combustibles, en l’occurrence du charbon et de la biomasse, dans un système de combustion ou de chaudière conçu à l’origine pour brûler du charbon. Le bénéfice obtenu est l’utilisation d’une ressource renouvelable, dans de nombreux cas autochtones, dont les émissions nettes de CO2 Ils sont proches de zéro. La mise en œuvre de cette technologie dans les centrales de production, compte tenu de l’hétérogénéité de la biomasse et de ses différences avec le charbon, nécessite une recherche approfondie, tant expérimentale que théorique, qui évalue les coûts d’aménagement du combustible, les problèmes potentiels d’exploitation et la viabilité économique de la technologie.

Le groupe de recherche CIRCE a conçu et construit plusieurs installations expérimentales, dotées d’instruments avancés, pour étudier le cycle complet de la biomasse dans les utilisations énergétiques: prétraitement, conditionnement et combustion. La première ligne est axée sur le prétraitement de la biomasse afin d’améliorer la qualité du produit et de réduire les coûts de stockage et de transport. Les prétraitements nécessaires varient selon le procédé, mais il est presque toujours nécessaire de sécher et une ou deux phases de broyage et de broyage. Les laboratoires du Groupe d’experts étudient la caractérisation des processus de séchage forcé dans les séchoirs rotatifs. Ils disposent pour cela d’un séchoir largement éduqué d’une capacité maximale de 250 kg/h de biomasse humide.

Une deuxième ligne de recherche porte sur le broyage de la biomasse. Différents types de moulins à chocs et de cisaillement et d’étape de tassage sont disponibles, de la taille du laboratoire à l’échelle semi-industrielle, avec possibilité de moudre jusqu'à des tailles cibles de 5 à 0,5 mm. Cette installation dispose également d’un instrument complet pour la caractérisation du procédé.

La troisième ligne de recherche est axée sur la caractérisation de la combustion de combustibles solides pulvérisés dans des conditions similaires à celles d’une usine de production. Le Laboratoire de Cocombustion de CIRCE possède une usine pilote de 500 kW de puissance thermique, doté de systèmes de mesure avancés permettant de détecter les instabilités, d’analyser l’influence des paramètres d’exploitation, de contrôler les émissions polluantes, d’étudier les problèmes de salissure ou la composition des cendres lorsque différents types de biomasse sont introduits. Les résultats sont comparés à des modèles numériques qui permettent d’identifier et de prédire les instabilités du flux et d’améliorer les conditions de fonctionnement.

Ces travaux s’inscrivent dans le cadre de projets du Plan national de R & D et de la Commission européenne, en collaboration avec divers groupes de recherche, tant du secteur public que de l’Université Carlos III de Madrid ou de l’université technique de Munich, ainsi que du secteur privé, avec des entreprises telles que ENDESA Generación ou Union FENosa.

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