A l’heure actuelle, si on s’intéresse au nombre de références, la majorité des ORC ont été installés pour des applications biomasse.. Viennent ensuite les applications de géothermie et de récupération de chaleur. Les applications solaires thermoélectriques ne représentent qu’une très petite partie des références (3 références dont 2 en phase de tests).
Par contre, si on s’intéresse à la puissance installée, la grande majorité des références concerne des applications géothermiques dont la puissance unitaire est généralement supérieure à 10MWe. Les applications biomasse possèdent elles des puissances unitaires de l’ordre du MWe. On retrouve ici bien les deux forces de la technologie ORC :
- Pour la géothermie, la capacité des cycles organiques à valoriser des sources basse température permet l’installation de grandes puissances sur des sources géothermiques jusqu’à présent non exploitées.
- Pour le marché de la valorisation de la biomasse, l’utilisation des ORC permet de s’affranchir des coûts fixes des centrales vapeurs (système de déminéralisation par exemple) et de diminuer les coûts de maintenance. On peut ainsi diminuer la puissance installée tout en garantissant un intérêt économique aux investisseurs. D’un point de vue environnemental, l’installation de petites centrales biomasse est très intéressant car cela permet de réduire le rayon de collecte du combustible (et donc de diminuer le nombre de kilomètres parcourus par les camions).La décentralisation de la production d’électricité permet de plus de consolider le réseau électrique.
Nombre de références en fonction de la source de chaleur
ORMAT
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La société israélienne ORMAT est la première à s’être lancée sur le marché des Cycles Organiques de Rankine il y a plus de 40 ans. Elle commercialise depuis plus de 20 ans des modules ORC pour des applications géothermiques et récupération de chaleur. Elle propose aussi des modules de très petite taille (quelques kW) pour des applications en réseau isolé.
ORMAT a installé à ce jour plus de 1200MW à travers le monde. La société propose trois solutions de développement de projets. Ils peuvent fournir des équipements ou une « centrale clé en main » mais ils peuvent aussi être l’exploitant de la centrale en rachetant la chaleur potentiellement valorisable. ORMAT semble tendre depuis plusieurs années vers le développement et l’exploitation de centrales ORC pour son propre compte.
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Les projets sont principalement situés en Amérique du Nord mais ORMAT possède aussi des références en Asie (Japon, Inde, Philippines) et en Afrique (Kenya) pour des applications géothermie. Ces installations ont une puissance élevée pour des modules ORC (généralement supérieure à 10MWe). L’installation la plus puissante atteint même 130MWe (sur une source géothermique aux Phillippines) ! La puissance totale installée par ce constructeur est donc très largement supérieure à celle de ces concurrents malgré un nombre de sites moins important que le constructeur Turboden par exemple.
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www.ormat.com
TURBODEN
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Le constructeur italien Turboden développe des modules ORC depuis 1980 et les commercialise depuis 1992. Il est aujourd’hui le leader sur le marché européen. Il propose des modules pour des applications géothermie, biomasse et récupération de chaleur. La puissance totale installée fin 2011 était d’environ 200 MW pour plus de 180 références essentiellement en Allemagne, Autriche et Italie.
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La puissance des modules ORC de ce constructeur s’étale de 400kW à 3,2MW pour des applications biomasse, récupération de chaleur et solaire thermoélectrique.
La grande majorité de ses références concerne des installations entre 700 et 1500kWe. Turboden compte ainsi plus de références qu’ORMAT mais la puissance totale installée est très inférieure.
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www.turboden.eu
MAXXTEC/ADORATEC
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Maxxtec est une entreprise allemande dont l’activité principale est de proposer des installations de production d’électricité et/ou de chaleur « clé en main ». Concernant les installations utilisant les cycles organiques de Rankine, leur filiale Adoratec qui est consultée. |
Maxxtec/Adoratec possède à ce jour plus de 50 références ORC (environ 60MWe) en Europe (en grande majorité en Allemagne et Autriche) et exclusivement sur des applications biomasse. Cette entreprise propose des modules standardisés de puissance unitaire allant de 350 à 2200 kWe.
Début 2009, Siemens a racheté 20% de la compagnie pour environ 10 M€. |
www.adoratec.com
GMK
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GMK est une entreprise allemande produisant des modules ORC haute température principalement pour des applications biomasse. Ce constructeur a installé 8 modules en Allemagne dont 2 en récupération de chaleur. |
Les modules GMK fonctionnent à partir d’une source chaude à 350°C sur le papier mais peuvent être utilisés avec des sources chaudes allant jusqu’à à 300°C en réalité. La gamme de puissance proposée est : 500, 800, 1200 et 1600kWe brut.
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www.gmk.info
P&W POWER
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United Technologies est un conglomérat américain regroupant une dizaine de divisions. La branche P&W Power regroupe les activités piles à combustible, microturbines et modules ORC.
P&W Power compte de nombreuses références aux Etats-Unis en géothermie basse température grâce à un partenariat avec le développeur de projet Raser qui a acquis en 2007 plus de 100 modules ORC. Une des premières références de son module Pure Cycle est celle de Chena Hot Springs en Alaska. Depuis 2006, 2 modules ORC sont installés et produisent de l’électricité à partir d’une source chaude à 70°C en profitant de la présence d’une source froide à 5°C. |
En Juin 2009, P&W Power a acquis une part majoritaire dans le capital de Turboden lui permettant ainsi de développer son activité en Europe et sur les applications haute température. Ce rachat confirme le potentiel de la technologie ORC.
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www.pw.utc.com
TRI-O-GEN
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Tri-O-Gen est une entreprise hollandaise basée à Hof van Twente (à l’est des Pays-Bas) et créée en 2001 par un chercheur de l’Université de Delft. Le module ORC haute température a été développé en partenariat avec cette université, l’Université de Lappeenranta (Finlande) et l’Université de Twente. Tri-O-Gen est dorénavant soutenue par un groupe d’investisseurs hollandais (Aan de Stege). L’entreprise possède 6 références à ce jour intégralement installée aux Pays-Bas.
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Le module ORC a une puissance unitaire de 150kW et fonctionne à partir de sources chaudes à des températures supérieures à 350°C. Le fluide organique utilisé est le Toluène.
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www.triogen.nl
GE/Calnetix
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GE/Calnetix constructeur américain de modules de 100kW : www.calnetix.com
Calnetix est une entreprise basée en Floride (USA), spécialisée dans les moteurs et les générateurs électriques à haute vitesse et créée en 1998. Leur premier domaine d’activité est l’aéronautique mais ils ont développé durant la dernière décennie des modules de production d’électricité de petite puissance : une microturbine de 100kWe et un module ORC de 125kWe.
General Electric a racheté l’ensemble des actifs de Calnetix au mois d’octobre 2010.
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Le marché principal visé est la récupération de chaleur sur les moteurs gaz/biogaz en combinant cette activité ORC avec la branche moteur à gaz du groupe, Jenbacher.
De plus, GE développe des modules ORC à haute température pour valoriser la chaleur des gaz d’échappements de turbines à gaz de plusieurs MWe.
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www.calnetix.com
Répartition (Puissance installée à gauche et nombre de références à droite) par constructeur
AUTRES CONSTRUCTEURS
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Les références ORC sont principalement situées dans 4 pays : l’Allemagne, l’Autriche, l’Italie et les USA. Pour les 3 premiers pays, ceci est principalement du à une volonté politique de développer le marché des petites centrales biomasse grâce à l’octroi de tarifs de rachat de l’électricité attractifs. Les USA profitent eux de nombreuses sources géothermiques à basse température qui ne pouvaient être valorisés jusqu’à présent par des cycles vapeur classiques et pour lesquelles la technologie ORC est très intéressante. |
Répartition des références ORC par pays
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ENERTIME , ingénierie de centrales de production d'électricité de petite capacité et à basse température grâce à la technologie des Cycles Organiques de Rankine.
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