Injection dans le réseau de transport ou de distribution : niveaux de pression et compression inverse

Le réseau de gaz se divise en niveaux de pression et en système de transport et de distribution, et celui dans lequel on peut injecter le biométhane dépend avant tout de la capacité d’absorption du réseau, c’est-à-dire de sa possibilité d’accepter le gaz même lorsque la consommation locale est faible. Dans les réseaux de basse et de moyenne pression, qui alimentent les lotissements et les sites, la consommation estivale de gaz est parfois inférieure à la production de l’unité de biométhane. La solution est l’injection dans un réseau de pression plus élevée, la compression inverse ou la liaison avec le système de transport, qui peuvent accepter le gaz à l’échelle de tout le pays.

Niveaux de pression en Pologne

Conformément à la réglementation technique relative aux gazoducs, la pression nominale est classée à titre indicatif comme suit :

Le système de transport appartient au gestionnaire de transport (GAZ-SYSTEM), et le système de distribution – aux gestionnaires de distribution, dont Polska Spółka Gazownictwa. Les exigences techniques, les procédures et les tarifs diffèrent entre ces systèmes.

Qu’est-ce que la capacité d’absorption

La capacité d’absorption du réseau est le plus grand débit de gaz qui peut y être injecté sans dépasser la pression admissible et sans compromettre les conditions de fonctionnement. En été, la consommation de gaz baisse (absence de chauffage), de sorte que sur un tronçon donné il reste moins de clients qui consomment le biométhane. Si la production dépasse la consommation locale, la pression augmente, et l’injection doit être limitée. C’est pourquoi l’analyse de raccordement repose sur les flux estivaux et horaires.

Options lorsque la capacité d’absorption est trop faible

1. Raccordement à un réseau de pression plus élevée. Un raccordement plus long ou plus coûteux, mais une plus grande capacité d’absorption.
2. Compression inverse (reverse flow). Une station équipée de compresseurs refoule les excédents de biométhane du réseau de pression inférieure vers un réseau de pression supérieure, dans lequel le gaz est distribué plus largement. Cette solution peut être réalisée par le gestionnaire ou cofinancée par les producteurs.
3. Limitation de la puissance à un niveau correspondant aux flux estivaux.
4. Stockage local ou tampon (par exemple cuve, réseau de grand volume).
5. Débouché alternatif – bioCNG/bioLNG ou livraison directe à un gros client.
6. Regroupement de plusieurs producteurs en un seul point de raccordement, ce qui partage les coûts de compression.

Réseau de transport

L’injection directe dans le réseau de transport donne la plus grande capacité d’absorption, mais exige : une pression plus élevée (compression à plusieurs MPa), des exigences de qualité plus strictes, un système de mesure développé et des procédures de raccordement distinctes. Elle est généralement rentable pour de grands projets ou une agglomération d’installations de biométhane, et les coûts de la station de compression augmentent avec la pression et le débit.

Exemple : énergie de compression

Hypothèses : biométhane 500 m³/h, compression isotherme de 1,5 à 8 bar(a) et à 40 bar(a) (à titre de comparaison). Puissance théorique de compression isotherme P = p₁·V̇₁·ln(p₂/p₁) : V̇₁ = 500 m³/h à 1,013 bar → à 1,5 bar le volume ≈ 338 m³/h = 0,094 m³/s ; p₁·V̇₁ ≈ 150 000 Pa × 0,094 ≈ 14,1 kW ; ln(8/1,5) = 1,67 → 23,5 kW ; ln(40/1,5) = 3,28 → 46,3 kW. Compte tenu du rendement et du refroidissement, la puissance réelle est d’environ 1,5–2 fois plus élevée. L’écart entre 8 et 40 bar est d’environ 35–45 kW compte tenu du rendement, soit de l’ordre de 270–360 MWh par an (en supposant environ 8000 h de fonctionnement par an), ce qui, à 600 PLN/MWh, donne environ 160 000–220 000 PLN de coût d’énergie supplémentaire.

Critères de choix du point

• distance et coût du raccordement,
• capacité d’absorption estivale,
• pression et nécessité de compression,
• exigences de qualité du gestionnaire,
• perspective de raccordement d’autres installations,
• plan de développement du réseau du gestionnaire.

Qui paie la compression inverse

Les règles de répartition des coûts d’extension du réseau et de compression inverse dépendent de la réglementation et des conditions de raccordement ; en pratique, on applique différents modèles, de la prise en charge par le producteur au financement sur les fonds du gestionnaire compte tenu du tarif. C’est pourquoi, dès le premier entretien avec le gestionnaire, il faut demander quelles solutions il envisage pour la zone concernée et s’il prévoit des investissements susceptibles d’accroître la capacité d’absorption. Des actions coordonnées de plusieurs producteurs dans une même région peuvent faciliter la justification d’un tel investissement.

Synthèse

Le niveau de pression et la capacité d’absorption du réseau décident si l’unité de production de biométhane peut être raccordée de manière économique. Il convient de commander une analyse des flux estivaux et de discuter avec le gestionnaire de toutes les variantes, y compris la compression inverse et la liaison avec un niveau supérieur du réseau.