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La chaleur et l'électricité combinées comme plate-forme pour les systèmes d'énergie propre

L’État de Géorgie pourrait réduire considérablement ses émissions de gaz à effet de serre, tout en créant de nouveaux emplois et un general public en meilleure santé, si davantage de ses industries et bâtiments commerciaux énergivores utilisaient la generation combinée de chaleur et d’électricité (CHP), selon les dernières recherches de Géorgie. École de politique publique de Tech.

Le doc, disponible sous forme numérique dès maintenant et en model imprimée le 15 décembre dans la revue Utilized Vitality, constate que la cogénération – ou cogénération – pourrait réduire de manière mesurable l’empreinte carbone de la Géorgie tout en créant des emplois verts. La Géorgie se classe 8e parmi les 50 États pour la generation nette totale d’électricité et 11e pour les émissions totales de dioxyde de carbone, selon les données de l’Energy Details Administration des États-Unis.

« Il existe une énorme opportunité pour la cogénération d’économiser de l’argent pour les industries et de les rendre as well as compétitives, tout en réduisant la pollution de l’air, en créant des emplois et en améliorant la santé publique », a déclaré la chercheuse principale Marilyn Brown, professeure de systèmes durables à Regents et Brook Byers à École de politique publique de Georgia Tech.

Au company de l’environnement, de l’économie et de la santé publique

La recherche révèle que si la Géorgie ajoutait des systèmes de cogénération aux 9 374 internet sites adaptés à la cogénération, cela pourrait réduire les émissions de carbone en Géorgie de 13 %. Amener la cogénération à seulement 34 des usines industrielles de Géorgie, chacune d’une capacité électrique de 25 mégawatts, pourrait réduire les émissions de gaz à effet de serre de 2 %. Les auteurs de l’étude, en utilisant les outils de modélisation qu’ils ont développés, notent que ce niveau « atteignable » d’adoption de la cogénération pourrait ajouter 2 000 emplois à l’État  le déploiement complet pourrait soutenir 13 000 nouveaux emplois.

Selon Brown, les systèmes de cogénération peuvent être efficaces de 85 à 90 %, contre 45 à 60 % d’efficacité des systèmes traditionnels de chauffage et d’électricité. La cogénération présente des avantages par rapport à l’électricité renouvelable concern du solaire et de l’éolien, qui n’offre qu’une énergie intermittente.

Les systems de cogénération coproduisent de l’électricité utile pour le chauffage et le refroidissement, ce qui se traduit par des rendements système extremely-élevés, un air plus pur et une énergie as well as abordable. Les industries géorgiennes qui profiteraient de la cogénération comprennent la output chimique, textile, de pâtes et papiers et la creation alimentaire. Les grands bâtiments commerciaux, les campus et les bases militaires pourraient également bénéficier de la cogénération. En utilisant à la fois l’électricité et la chaleur à partir d’une seule supply sur website, le système énergétique est furthermore fiable, résilient et efficace.

La cogénération peut répondre aux mêmes besoins avec une efficacité supérieure en utilisant moins d’énergie globale, tout en réduisant la demande de pointe sur le réseau électrique exploité par les companies publics d’une région, a expliqué Brown. De additionally, en cas de panne ou de perturbation du réseau électrique d’une communauté, les entreprises disposant de leurs propres sources d’électricité sur place peuvent continuer à avoir de l’électricité.

Calcul des coûts et des avantages de la cogénération par usine

La recherche a utilisé une base de données de chaque site industriel de Géorgie pour déterminer qui facilite ou pourrait exploiter un système de cogénération. Ils ont ensuite identifié le variety de système de cogénération approprié pour les usines qui n’en ont pas. Pour aider à évaluer si un système de cogénération était un investissement financièrement sain, ils ont développé un modèle pour estimer les avantages et les coûts de chaque système de cogénération, en tenant compte du coût d’installation de l’équipement, de l’exploitation et de la servicing, des dépenses en carburant et du financement. Le résultat était une “valeur actuelle nette” estimée de chaque système qui reflétait la valeur actuelle des coûts et avantages futurs, a expliqué Brown.

Le document a également utilisé l’analyse de données pour prédire les avantages économiques et sanitaires de la cogénération pour les Géorgiens. Les usines se convertissant à la cogénération pourraient augmenter la main-d’œuvre de l’énergie propre de l’État de 2 000 à 13 000 selon l’ampleur de son adoption, a déclaré Brown. Actuellement, l’État compte approximativement 2 600 emplois dans la fabrication de véhicules électriques et moins de 5 000 dans l’industrie solaire.

En additionally de la croissance de l’emploi, l’adoption de la cogénération pourrait entraîner des avantages considérables pour la santé des résidents les as well as vulnérables de l’État, a souligné Brown. « Nous déplaçons additionally d’électricité polluante lorsque les entreprises génèrent la leur à partir de la chaleur résiduelle », a-t-elle noté.

L’étude estime à près de 150 tens of millions de dollars la réduction des coûts de santé et des dommages écologiques en 2030 dans le scénario « réalisable » pour la cogénération, avec près d’un milliard de pounds de bénéfices pour la santé et l’écologie si chaque usine de Géorgie identifiée dans l’étude adoptait la cogénération.

“Les améliorations de la santé publique sont gigantesques – cela fait beaucoup de vies sauvées, ainsi que l’asthme infantile et les problèmes cardiaques évités”, a déclaré Brown.

La recherche de Ga Tech a été parrainée par Drawdown Georgia, une initiative à l’échelle de l’État axée sur la mise à l’échelle de answers climatiques à fort effects et prêtes pour le marché en Géorgie cette décennie. L’organisation a identifié une feuille de route de 20 answers, dont des answers électriques telles que la cogénération.

L’impact de la cogénération pourrait être dramatique étant donné que la generation d’électricité représente près de 37% des émissions de dioxyde de carbone liées à l’énergie de la Géorgie, selon les résultats de Brown et d’autres chercheurs publiés plus tôt cette année dans la revue Environmental Administration.

Identification des websites de cogénération idéaux

Les chercheurs de Ga Tech ont identifié de nombreux web sites industriels différents en Géorgie qui pourraient utiliser la chaleur et l’électricité combinées. Les emplacements idéaux comprennent des universités ou des bases militaires établies et de grands web-sites industriels tels que la fabrication de papier, les web-sites chimiques et les installations de transformation des aliments. L’industrie numéro un de la Géorgie est l’agriculture, avec des produits chimiques et des produits du bois parmi les principaux fabricants de l’État.

“Je trouve très intéressant le potentiel de la Géorgie à tirer parti des installations industrielles et commerciales existantes pour construire des centrales de cogénération”, a déclaré la co-auteure de l’étude, Valentina Sanmiguel, diplômée d’une maîtrise en 2020 de la University of General public Coverage en gestion de l’énergie resilient et de l’environnement. “J’espère que les industries et les décideurs politiques en Géorgie réalisent les avantages de la cogénération sur l’environnement, l’économie et la société et prennent des mesures pour mettre en œuvre la cogénération dans l’État à plus grande échelle.”

Disséquer les road blocks à l’adoption

Malgré les avantages de la cogénération, il reste des hurdles à son adoption – d’une aspect, la mise en location de ces installations est à forte intensité de funds, allant de dizaines de millions pour une usine de cogénération sur un campus à des centaines de tens of millions pour une grande usine sur un website industriel. Une fois construites, ces installations nécessitent leur propre most important-d’œuvre pour fonctionner, a expliqué Brown.

“La compétitivité des coûts des systèmes de cogénération dépend de manière significative de deux facteurs – qu’ils appartiennent au consumer ou au service community, et le kind de tarif sous lequel ils fonctionnent”, a déclaré Brown.

Dans le document, Georgia Tech a cité trois façons d’améliorer l’analyse de rentabilisation de la cogénération : les normes de portefeuille d’énergie propre, la réforme réglementaire et les incitations financières telles que les crédits d’impôt.

Ces approches ont bien fonctionné en Caroline du Nord, a noté Isaac Panzarella, directeur du partenariat d’assistance strategy du ministère de l’Énergie du Sud-Est et du directeur adjoint des products and services approaches du Cleanse Energy Engineering Middle de Caroline du Nord à l’Université d’État de Caroline du Nord. L’université d’État de Caroline du Nord, où est basée Panzarella, a récemment installé sa deuxième installation de cogénération sur le campus.

La Caroline du Nord, a-t-il ajouté, a une politique qui soutient l’utilisation des énergies renouvelables. En additionally de l’énergie solaire et éolienne, la Caroline du Nord a adopté la conversion des déchets des opérations d’alimentation des porcs et de la volaille en énergie renouvelable.

“Cela a pris beaucoup de temps, mais finalement, il y a de furthermore en moreover de ces opérations de digesteur ou de biomasse, utilisant la cogénération pour générer de l’électricité et de l’énergie thermique à partir de ces déchets”, a-t-il déclaré.

Bien que Georgia Tech n’exploite pas encore de système de cogénération, le Campus Sustainability Committee look at actuellement des choices pour réduire son empreinte énergétique.

« Georgia Tech cherche à tirer parti des recherches importantes du Dr Brown et de l’expertise approfondie du corps professoral de Georgia Tech en matière de options climatiques, alors que nous faisons progresser l’élaboration d’un approach de neutralité carbone à l’échelle du campus et d’un system directeur du campus en 2022 », a déclaré Anne Rogers, associée directeur, Bureau de la durabilité du campus. « Le Campus Grasp et le Strategy de neutralité carbone fourniront une feuille de route pour la mise en œuvre de solutions d’infrastructure durables afin de faire progresser les objectifs stratégiques de Georgia Tech. »

Brown a souligné que les providers publics de Géorgie devraient soutenir les projets de cogénération pour aider l’État à réduire son empreinte carbone.

Un autre impediment est les tarifs d’électricité relativement bas dans le sud-est, qui offrent moins d’opportunités d’obtenir un retour sur investissement raisonnable sur ces systèmes. Les industries géorgiennes qui souhaitent être compétitives à l’échelle mondiale doivent se pencher sur la cogénération étant donné que le reste du monde adopte les énergies renouvelables et recyclées à un rythme furthermore rapide que les États-Unis, a noté Brown.

« Dans les industries où la cogénération est bien comprise et où il existe des entreprises solidement établies, c’est un excellent investissement et un moyen smart de conserver les emplois dans la communauté, tout en étant bon pour l’environnement. Les obstructions ne concernent pas la technologie, ils concernent uniquement les politiques. et les modèles commerciaux », a-t-elle conclu.