La technologie de cogénération pour une efficacité énergétique accrue
Utilisateurs et fabricants appellent à l’uniformisation
Une approche précoce pour la certification de la technologie des appareils de cogénération
Élaboration d’une norme bien équilibrée grâce au consensus
La nouvelle norme balise la marche à suivre pour la certification d’une large gamme de technologies de cogénération
Ce qui reste à accomplir

La technologie de cogénération pour une efficacité énergétique accrue

Les systèmes de cogénération utilisent une source d’énergie unique pour produire de l’électricité et de l’énergie thermique au lieu d’utilisation. Les appareils de cogénération captent l’énergie thermique perdue pouvant servir au chauffage ou à la production d’électricité, permettant ainsi une utilisation complète de l’énergie et une efficacité supérieure. L’efficacité énergétique générale des systèmes de grande taille fournissant électricité et énergie thermique séparément oscille entre 45 et 55 %. Un système de cogénération bien conçu peut atteindre une efficacité générale de l’ordre de 65 à 85 %¹.

Les systèmes de cogénération peuvent fonctionner avec du gaz naturel ou d’autres combustibles comme source d’énergie. La cogénération de chaleur et d’électricité permet une utilisation plus efficace du combustible, ce qui contribue à la réduction des coûts totaux. De plus, la cogénération mène à d’importantes réductions des émissions de carbone par rapport aux systèmes de production d’électricité et de chaleur séparés².

Parce qu’ils produisent de l’électricité et de la chaleur au lieu d’utilisation, les systèmes de cogénération permettent aussi de réduire les pertes associées au transport et à la distribution de l’énergie, contribuant ainsi à d’autres diminutions de coûts. L’électricité produite sur place limite le besoin d’augmentation de la capacité du réseau de distribution d’énergie, ce qui réduit les coûts liés à la mise à niveau des infrastructures de services publics.

Utilisateurs et fabricants appellent à l’uniformisation

Compte tenu de tous ces avantages, il n’est pas surprenant que les appareils de cogénération soient de plus en plus prisés et répandus. Toutefois, comme avec d’autres nouvelles technologies, la mise en marché s’accompagne de défis uniques. Les utilisateurs d’appareils de cogénération, les installateurs et les organismes de réglementation doivent avoir l’assurance que ces appareils répondent aux attentes en matière de sécurité et de fiabilité.

La certification des produits est une façon reconnue de fournir de telles assurances aux utilisateurs finaux et aux organismes de réglementation. Toutefois, sans une norme particulière à cette technologie et un ensemble d’exigences uniforme, les fabricants d’appareils de cogénération ont difficilement accès à une certification indépendante pour leurs produits. Ils doivent plutôt se soumettre à un processus d’évaluation sur place, ce qui est souvent long et coûteux. Par exemple, il est déjà arrivé qu’un fabricant approche deux fournisseurs différents pour l’évaluation du même produit. Puisque les deux fournisseurs utilisaient des normes techniques différentes, le fabricant s’est retrouvé avec deux produits distincts évalués en fonction de normes différentes. Ce cas montre que l’existence d’un chemin clair et bien défini en matière de certification est extrêmement important pour les organisations qui fabriquent et vendent des appareils de cogénération.

Une approche précoce pour la certification de la technologie des appareils de cogénération

Pour faire face à certains des défis présents au Canada, le Groupe CSA a initialement publié une lettre d’information technique (LIT), la LIT R-10, sur les exigences provisoires de certification des générateurs thermoélectriques, en 2001. Même si cette étape a été un pas dans la bonne direction, la LIT R-10 ne s’appliquait pas à tous les types d’appareils de cogénération lancés sur le marché. De plus, même si les LIT étaient acceptées au Canada, ce type de certification n’est pas nécessairement reconnu aux États-Unis. Cela a constitué un obstacle pour les fabricants prévoyant exporter leurs appareils hors des frontières du Canada.

Avec l’arrivée à maturité de la technologie de cogénération, il est devenu évident qu’une norme technique reconnue serait nécessaire pour couvrir plus que les générateurs thermoélectriques. Qui plus est, la LIT du Groupe CSA devait être une solution provisoire, donc les fabricants, les utilisateurs finaux et les organismes de réglementations s’attendaient à ce qu’elle soit remplacée par une norme permanente et reconnue.

Élaboration d’une norme bien équilibrée grâce au consensus

Conscient de ce besoin, le Groupe CSA s’est efforcé d’élaborer une nouvelle norme binationale qui appuierait la mise en œuvre d’un large éventail d’appareils. Guidé par le Comité directeur stratégique sur les combustibles et les appareils, le Comité technique sur la performance et l’installation des appareils à gaz et des accessoires connexes (Z21/83) et le Comité technique sur les appareils à gaz et les accessoires connexes, un sous-comité technique mixte sur les normes pour les appareils de cogénération a été constitué pour lancer le travail sur la norme préliminaire. Le sous-comité était composé de membres de différentes organisations – des organismes de réglementation, des associations pour la sécurité du gaz, des organismes de réglementation provinciaux, des services de gaz et des fabricants – apportant tous différents points de vue au processus d’élaboration.

Le désir de couvrir un large spectre de technologies de cogénération a complexifié l’élaboration de la norme. « Nous avons dû surmonter des obstacles uniques », explique Steve Worthington, directeur du service d’ingénierie chez Global Power Technologies, une organisation établie en Alberta, au Canada, et membre du sous-comité technique du Groupe CSA. « Notre entreprise fabrique des générateurs thermoélectriques et nous effectuons la transition vers des systèmes reposant sur des moteurs à combustion interne. Toutefois, le comité comportait aussi des fabricants de moteurs Stirling, qui sont complètement différents. Il y a très peu de similitudes techniques », explique M. Worthington. Par conséquent, la première partie du travail d’élaboration a consisté à trouver des bases communes et à s’entendre sur ce qui devait être inclus dans la norme.

L’approche fondée sur le consensus et une représentation équilibrée des intervenants membres du comité ont veillé à ce qu’on tienne compte de différents points de vue et la norme qui a découlé de ces travaux, la CSA/ANSI 13.1:F22, Appareils de cogénération, contient des exigences de sécurité adaptées à un grand éventail d’équipements d’une grande complexité.

La nouvelle norme balise la marche à suivre pour la certification d’une large gamme de technologies de cogénération

Le regroupement de pratiques exemplaires pour la conception et d’exigences normalisées pour les appareils de cogénération dans une seule norme est une étape importante pour gagner la confiance des utilisateurs tout en aidant les appareils de cogénération faisant leur entrée sur le marché à respecter des attentes en matière de sécurité et de fiabilité. Pour les fabricants, la CSA/ANSI 13.1:F22 fournit un ensemble d’exigences claires à respecter pour la conception de nouveaux appareils de cogénération d’une puissance électrique nette maximale de 50 kW. Les fabricants peuvent maintenant se servir de la même norme sans égard au processus, à la technologie, aux composants et aux combustibles utilisés, et ce, qu’ils produisent des appareils de cogénération à combustion interne, des générateurs thermoélectriques, des récupérateurs de chaleur d’échappement, des appareils de cogénération à pile à combustible, des appareils de cogénération à cycle de détente de la vapeur ou des appareils de cogénération à moteur Stirling.

Pour les organismes de certification, les exigences de certification et les méthodes d’essai figurant dans la norme CSA/ANSI 13.1:F22 fournissent un fondement pour l’évaluation de la sécurité des appareils de cogénération. De plus, comme la norme a été approuvée par le Conseil canadien des normes (CCN) et l’American National Standards Institute (ANSI) en qualité de norme nationale dans les deux pays, elle constitue un outil d’harmonisation de la certification de produits au Canada et aux États-Unis et contribue à éliminer des obstacles pour les fabricants.

Du point de vue des utilisateurs comme les services de gaz, la norme signifie que les appareils de cogénération qu’ils utilisent ont été évalués en fonction d’une norme binationale reconnue. Grâce à la norme CSA/ANSI 13.1:F22, ils peuvent bien comprendre comment l’équipement a été évalué, les essais auxquels il a été soumis et les paramètres de qualité auxquels il est conforme.

« L’élaboration de la CSA/ANSI 13.1 contribuera à la création d’une feuille de route claire vers la commercialisation et l’utilisation des microappareils de cogénération (des appareils de cogénération d’une puissance électrique nette maximale de 50 kW) en Amérique du Nord. L’approche collaborative du Groupe CSA a permis de veiller à ce que la norme traite de façon complète des nombreux microappareils de cogénération qui existent », explique Kevin Larmer, président du sous-comité technique du Groupe CSA et directeur de l’innovation et des marchés à l’Association canadienne du gaz.

Pour l’industrie de la distribution du gaz naturel, cela signifie que des technologies de microappareils de cogénération résidentiels sécuritaires seront offertes aux Canadiens et aux Américains à la recherche d’une source d’énergie résiliente et fiable pour leurs résidences et leurs entreprises. »

Ce qui reste à accomplir
Offrant une efficacité énergétique considérablement supérieure et un usage très efficace du propane et du gaz naturel menant à des émissions réduites, les appareils de cogénération se répandent en Amérique du Nord. Pour atteindre les objectifs de décarbonisation et d’émissions fixés pour lutter contre les changements climatiques, nous nous attendons à ce que ces technologies et toute l’industrie gazière continuent d’évoluer vers des combustibles propres et durables. À l’échelle de l’industrie, nous observons déjà une transition vers des combustibles à faibles émissions de carbone et renouvelables. Le mélange d’hydrogène et de gaz naturel et, pour le futur, l’hydrogène pur sont examinés à titre de combustibles de remplacement pour les appareils fonctionnant présentement au gaz naturel. Les appareils de cogénération pourraient utiliser ces combustibles de remplacement, ce qui contribuerait à étendre l’utilisation du gaz naturel dans les installations résidentielles et industrielles.

La norme CSA/ANSI 13.1:F22 est offerte dans la boutique CSA.