La production simultanée de chaleur et d'électricité présentant de nombreux atouts au titre de notre politique énergétique, des mesures diverses ont été prises par les pouvoirs publics à partir des années quatre vingt-dix pour mettre en place un cadre juridique, fiscal, technique et économique favorable à son développement.
Ces mesures se traduisent aujourd'hui par un nombre important d'installations de cogénération dans l'ensemble des secteurs de l'industrie, du tertiaire et des réseaux de chaleur. Cette évolution concerne l'ensemble de la gamme de puissance, de quelques centaines de kW électriques jusqu'à une centaine de MW électriques.
- Les trois grands types d'installations
On distingue trois grandes familles de cogénération :
- La turbine à vapeur : depuis de nombreuses décennies, cette technique est utilisée couramment par les industriels qui ont des besoins importants simultanés de chaleur et d'électricité (chimie, papeterie, sucrerie, ...) ;
- Le moteur thermique : Il fonctionne généralement au fioul domestique ou au gaz et est particulièrement adapté au chauffage de locaux pour des puissances limitées ;
- La turbine à combustion : C'est à partir du milieu des années 80 que cette technique (turbine aérodérivative) s'est développée, essentiellement dans l'industrie et les réseaux de chaleur ou les hôpitaux ayant des besoins énergétiques importants.
Ces différentes techniques produisent de façon simultanée de l'énergie thermique et de l'énergie mécanique :
- L'énergie thermique est récupérée sur les gaz d'échappement et les circuits de refroidissement des moteurs ou turbines à gaz ou sur la vapeur détendue dans les turbines à vapeur ;
- L'énergie mécanique qui est aujourd'hui, dans la quasi-totalité des cas, transformée en électricité par couplage avec un alternateur, peut également entraîner directement des compresseurs, ventilateurs, pompes ...
- Les avantages de la cogénération
La différence essentielle entre la cogénération et les centrales de production d'électricité thermiques classiques réside dans le principe de la récupération et de l'utilisation de la chaleur produite dans le cas de cogénération alors que, dans le cas des centrales thermiques, la vapeur turbinée pour produire l'électricité est ensuite rejetée dans le milieu naturel.
De ce fait, la cogénération se caractérise par un excellent rendement énergétique. Elle permet des économies d'énergie primaire par rapport à des productions distinctes d'électricité (centrales électriques) et de chaleur (chaudières des utilisateurs).
Compétitive par rapport à des moyens de production centralisés, la cogénération présente également un intérêt en terme de diversification du parc de production électrique et peut permettre dans certaines conditions, d'éviter des coûts de développement des réseaux électriques et des pertes en ligne.
Elle constitue un facteur de compétitivité pour les entreprises présentant des besoins de vapeur importants (chimie, industrie papetière, industrie sucrière, industrie automobile...). En conjuguant une production de vapeur à une production d'électricité, soit autoconsommée, soit vendue au réseau, la cogénération peut réduire leur facture énergétique et leurs émissions polluantes, diminuer la sensibilité aux évolutions des coûts énergétiques et assurer le secours électrique en cas d'incidents sur le réseau public.
La cogénération est également une solution énergétique attractive pour le secteur tertiaire (hôpitaux, aéroports, écoles...) ainsi que pour les collectivités locales (réseaux de chaleur alimentant des ensembles immobiliers et valorisation énergétique des ordures ménagères).
Sur le plan environnemental, le bilan de la cogénération en termes d'émissions est considéré positif lorsque l'électricité produite par la cogénération se substitue à une production électrique à partir de combustibles fossiles. Ce bilan doit être nuancé dans le contexte particulier du système électrique français, où l'essentiel de la production centralisée est assuré par l'énergie nucléaire et l'énergie hydraulique, non (ou très peu) émettrices de gaz à effet de serre.
- La cogénération : une priorité de l'Union Européenne
La directive 2004/8/CE du Parlement Européen et du Conseil du 11 février 2004 concernant la promotion de la cogénération sur la base de la demande de chaleur utile considère qu'étant donné les bénéfices potentiels de la cogénération en termes d'économies d'énergie primaire, de prévention de pertes de réseaux et de réduction des émissions, en particulier de gaz à effet de serre, il est nécessaire de prendre des mesures afin que ce potentiel soit mieux exploité dans le cadre du marché intérieur de l'énergie.
Cette directive poursuit deux objectifs : un objectif de sécurisation de l'approvisionnement énergétique et un objectif environnemental à travers l'amélioration de l'efficacité énergétique et la réduction globale des émissions de gaz à effet de serre en Europe. Pour satisfaire ces objectifs la directive entend promouvoir une cogénération basée sur une demande de chaleur utile et des économies d'énergie primaire qui assurent un haut rendement.
Au titre de la directive, une installation de cogénération est qualifiée d'installation à haut rendement énergétique si elle génère une économie d'énergie primaire de 10% par rapport à une production séparée d'électricité et de chaleur. Toutefois, afin d'encourager la micro cogénération (< à 50 kW électriques) et la petite cogénération (< à 1 MW électriques), la directive accepte de les considérer à haut rendement dès lors qu'elles réalisent une économie d'énergie primaire.
La directive prévoit également un système de garantie d'origine pour justifier que l'électricité vendue est bien issue de la cogénération.
- Les mesures françaises en faveur du développement de la cogénération
L'intérêt et les enjeux qui s'attachent au développement de la cogénération sur les plans énergétique et industriel, ainsi que la situation particulière de la France sur le plan international ont amené les Pouvoirs publics à engager une politique spécifique en faveur du développement de cette filière énergétique.
Un dispositif fiscal favorable
Parallèlement à un amortissement fiscal accéléré sur un an et à des possibilités d'exonération de la taxe professionnelle, a été mise en place, en 1993, une exonération de la TICGN (taxe intérieure sur la consommation de gaz naturel) et de la TIPP (taxe intérieure sur les produits pétroliers) sur les livraisons de gaz et fioul lourd destinées à être utilisées dans des installations de cogénération pendant une durée de 5 ans à compter de la mise en service de ces installations. Cette mesure importante a été reconduite, dans le cadre de la loi de finances rectificative pour 2005, pour toutes les installations dont la mise en service interviendrait avant le 31 décembre 2007.
Une obligation d'achat pour EDF d'acheter l'électricité des cogénérateurs
Le régime de l'obligation d'achat poursuit plusieurs objectifs :
. Inciter à un dimensionnement et à un fonctionnement des cogénérations en fonction des besoins de chaleur et non en fonction des opportunités de la tarification de l'électricité
. Refléter correctement les coûts de développement évités pour le système électrique, tout en conservant une certaine flexibilité (possibilité d'adapter les conditions d'achat aux évolutions susceptibles d'intervenir sur les coûts de développement, sans pénaliser le stock d'installations existantes).
. Donner aux « cogénérateurs » une garantie sur les conditions de rémunération au moment où ils engagent leurs investissements afin qu'ils puissent évaluer la rentabilité de leur projet en toute connaissance de cause.
. Limiter les risques pesant sur les cogénérateurs (risque en cas de défaillance, risque sur le prix du combustible, risque lié aux évolutions tarifaires...)
Un premier modèle de contrat d'achat avait fixé en 1997 la rémunération des cogénérateurs sur 12 ans, durée cohérente avec la durée d'amortissement des installations. Une actualisation des conditions d'achat est intervenue à la suite de la loi du 10 février 2000 relative à la modernisation et au développement du service public de l'électricité.
L'obligation d'achat s'applique à l'électricité produite :
. par les installations qui valorisent des déchets ménagers ou assimilés ou qui visent l'alimentation de réseaux de chaleur, sans limite de puissance,
. ou, dans la limite d'une puissance de 12 MW, par les installations qui utilisent des énergies renouvelables ou qui mettent en ouvre des techniques performantes en terme d'efficacité énergétique, telles que la cogénération, lorsque ces installations ne peuvent trouver des clients éligibles dans des conditions raisonnables au regard du degré d'ouverture du marché national de l'électricité.
Les surcoûts qui peuvent résulter de cette obligation d'achat, par référence aux coûts d'investissement et d'exploitation évités à EDF, font l'objet d'une compensation par un fonds du service public de la production d'électricité, alimenté par un prélèvement sur l'ensemble des opérateurs du secteur.
Ainsi, la présence des cogénérations de petite puissance s'est s'affirmée ces dernières années grâce au maintien du système de l'obligation d'achat, d'une part, et à la baisse des prix qui a résulté de la standardisation des équipements, d'autre part.
Parallèlement, les cogénérations de plus forte puissance ont trouvé leur place dans le cadre de l'ouverture du marché de l'électricité et ont poursuivi leur développement : des projets industriels de plusieurs centaines de MW ont été investis notamment dans les secteurs du raffinage et de la sidérurgie.
