PRODUCTION COMBINÉE DE CHALEUR ET D’ÉLECTRICITÉ – CANADA MALTAGE
Canada Maltage
INFORMATION D’UN COUP D’ŒIL
Endroit : Thunder Bay (Ontario)
Application : industrie des aliments et des boissons
Production d’électricité : 2 MW
Produits : Caterpillar G3516H
Type de carburant principal : gaz naturel
À PROPOS DE CANADA MALTAGE
En tant que société mondiale qui définit les pratiques de référence en matière d’environnement, GrainCorp surveille l’utilisation de l’eau et de l’énergie dans 17 malteries industrielles partout dans le monde. Dans les installations de sa filiale Canada Maltage à Thunder Bay, en Ontario, le coût de l’énergie représente environ les deux tiers des frais d’exploitation de l’usine. « Nous sommes en concurrence directe avec des producteurs de malt du monde entier et le maintien de nos coûts d’énergie à un niveau concurrentiel est critique pour notre site, explique Jim Desaulniers, directeur de l’usine de Canada Maltage de Thunder Bay. Quand toutes ces installations ont été construites, les frais liés à l’eau et à l’énergie étaient presque inexistants. Le coût de l’énergie était alors très bas. Mais les choses ont changé, poursuit M. Desaulniers.
Les frais reliés à l’électricité et à l’énergie dans notre site correspondent à environ 65 % de nos coûts de fabrication. Avec 65 % des dépenses, ce poste comptable, qui n’aurait même pas figuré auparavant dans nos états financiers, saute maintenant aux yeux. C’est pourquoi nous nous comparons aux installations qui obtiennent les meilleurs résultats en la matière dans notre entreprise et prenons ces niveaux de base comme objectifs. » En raison de la hausse constante du prix de l’électricité en Ontario, les dirigeants de l’usine ont commencé à réaliser il y a cinq ans un plan de réduction des frais d’énergie.
Au cours de cette période, l’usine de Thunder Bay a diminué sa consommation d’eau et de gaz naturel et coupé sa consommation d’électricité de 35 %, ce qui place maintenant l’usine dans le quartile supérieur des installations de GrainCorp.
RÉALISATION D’ÉCONOMIES CONSIDÉRABLES
On prévoit que ces économies d’énergie augmenteront de façon exponentielle dans les prochaines années à la suite de l’installation d’un système de production combinée de chaleur et d’électricité (cogénération) centré sur une génératrice au gaz Caterpillar G3516H. « Avec l’unité de production combinée de chaleur et d’électricité, nous disposons maintenant d’une source d’énergie à très faible coût dont nous pouvons aussi exploiter la chaleur résiduelle, déclare Jim Desaulniers. La chaleur résiduelle est une belle surprise pour nous, car nous ne savions pas exactement quelle quantité de chaleur utilisable nous obtiendrions et comment nous allions l’intégrer à nos procédés. Mais nous dépassons à l’heure actuelle toutes nos attentes en ce qui concerne la quantité de chaleur que nous récupérons dans l’usine. »
Depuis la mise en service du nouveau système en avril, l’usine est déjà devenue largement autosuffisante et le système fournit toute l’énergie nécessaire hors des heures de pointe, de même qu’approximativement 65 % de l’énergie requise pendant les périodes de pointe, indique Clark Johnson, directeur de l’énergie pour les installations. « L’électricité produite par la génératrice nous permettra de devenir autosuffisants ou presque en ce qui concerne l’énergie utilisée dans l’usine, précise M. Johnson. Nous produisons actuellement de 75 à 80 % de l’électricité dont nous avons besoin et prévoyons que cette proportion s’approchera de 90 % une fois que nous aurons optimisé tous les détails. »
L’efficacité de la génératrice est augmentée en captant la chaleur rayonnante de la génératrice et de l’appareillage de connexion et en la canalisant vers les tourailles dans lesquelles l’orge est séchée au cours du procédé de maltage. « La malterie A, la plus vieille installation de maltage du site, était toujours la moins efficace sur le plan de la quantité de gaz par tonne requise pour sécher l’orge. C’est maintenant la plus efficace, parce qu’elle reçoit directement la chaleur recueillie à l’aide de nos serpentins de chauffage, explique Jim Desaulniers. Nous commençons à peine à recueillir des données et les résultats préliminaires nous font croire que cette installation nous sera très profitable. »
La malterie de Thunder Bay obtient actuellement approximativement 83 % de l’efficacité théorique des installations de production combinée de chaleur et d’électricité (cogénération), et Clark Johnson prévoit que ce taux atteindra 90 % après différentes mises au point au système. « Nos résultats préliminaires indiquent que le système nous permet de réduire notre consommation de gaz dans une proportion beaucoup plus forte que nous ne l’avions anticipé. Nos tourailles consomment environ la moitié moins de gaz qu’avant le démarrage du système », ajoute M. Johnson. La malterie tire un autre avantage important du système de production combinée de chaleur et d’électricité (cogénération) : la récupération de la chaleur pour chauffer l’eau utilisée dans l’infusion de l’orge au cours du procédé de maltage. L’usine utilise de l’eau froide provenant du lac Supérieur. Le système de production combinée de chaleur et d’électricité (cogénération) permet de chauffer efficacement l’eau destinée au procédé de maltage. Auparavant, la malterie brûlait une grande quantité de gaz naturel pour chauffer l’eau dans ses chaudières hydroniques. L’utilisation de la chaleur provenant de la génératrice fait en sorte que les unités de chauffage au gaz naturel ne sont plus requises.
« Toute l’énergie nécessaire, qui était fournie auparavant par la combustion de gaz naturel, est maintenant récupérée du moteur de la génératrice, et ne nous coûte donc rien, explique M. Johnson. Cela nous fait réaliser d’énormes économies. » .
« NOUS VOULIONS UN MOTEUR CAT EN RAISON DU SERVICE RÉPUTÉ DE CE FOURNISSEUR, DE LA FIABILITÉ DE SES MOTEURS ET DE SES FRAIS D’EXPLOITATION INFÉRIEURS. » – CLARK JOHNSON, DIRECTEUR DE L’ÉNERGIE POUR LES INSTALLATIONS DE CANADA MALTAGE À THUNDER BAY
La G3516H, une génératrice au rendement éprouvé
À la suite de recherches exhaustives, Clark Johnson et Jim Desaulniers ont déterminé que la génératrice G3516H de Cat représentait le meilleur choix. « Il s’agit d’une génératrice à moteur de 16 cylindres. Chaque cylindre produit plus d’énergie qu’un moteur de camion V8. C’est donc un élément d’équipement très considérable qui a fait ses preuves sur le terrain », déclare M. Johnson. La phase de construction du projet clé en main a commencé à la fin de septembre 2015 et la génératrice a démarré pour la première fois sept mois plus tard. Le distributeur régional d’électricité, Thunder Bay Hydro, a versé à Canada Maltage un montant correspondant à 40 % du coût du système de production combinée de chaleur et d’électricité (cogénération). Lorsqu’il a reçu l’approbation définitive des autorités canadiennes de réglementation de l’énergie, Jim Desaulniers savait qu’il s’adresserait à son détaillant Cat local, Systèmes de production d’énergie Toromont.
« Nous voulions un moteur Cat en raison du service réputé de ce fournisseur, de la fiabilité de ses moteurs et de ses frais d’exploitation inférieurs. » Nous avons pris en considération certains fournisseurs européens. Toutefois, compte tenu du service offert localement par Toromont et de la réputation de l’entreprise, nous savions de qui nous souhaitions acheter l’équipement. » Clark Johnson abonde dans le même sens : « Ce qui nous plaisait de Toromont, c’est la succursale locale de l’entreprise, ici même à Thunder Bay. Et une autre génératrice G3516H venait d’être mise en service quelques mois auparavant à l’hôpital régional à proximité. Nous avions donc l’esprit tranquille, sachant que nous disposions d’un détaillant Cat dans notre ville pour le service et que nous pouvions compter sur la fiabilité de l’équipement Caterpillar, un fabricant qui possède une excellente réputation à l’échelle de l’Amérique du Nord. » L’équipe de direction rationalisée de la malterie de Thunder Bay s’est fiée à l’expertise des concepteurs techniques de Systèmes de production d’énergie Toromont pour mettre au point le système de production combinée de chaleur et d’électricité (cogénération), qui est situé immédiatement à l’ouest du port d’expédition. « Ils nous ont donné l’impression de connaître à fond leur domaine, déclare Clark Johnson. Et ils entretiennent une bonne relation de partenariat avec un entrepreneur local qui les aide à construire les installations. Ils nous ont mis à l’aise et ont réalisé ce type de projets partout en Amérique du Nord. » « Ce fut un plaisir de travailler avec Toromont, ajoute Jim Deslauriers. Ils ont fait en sorte que le processus soit transparent et ne me cause aucun tracas. Ils nous ont soulagés des corvées et réalisé un projet formidable. » Le panneau de commande conçu par Cat regroupe de façon transparente tous les aspects du système, tant thermique qu’électrique. L’interface de commande facilite l’exploitation conviviale du système et les fonctions de production de rapports permettent à Canada Maltage de suivre quotidiennement ses économies.
Le soutien par le fabricant a également été intégré au panneau de commande afin que les concepteurs techniques de Cat puissent exécuter ultérieurement des activités de dépannage sans se rendre sur place. Un composant clé du projet portait sur l’interconnexion électrique haute tension avec les postes de transformation existants, afin que le projet ne perturbe pas les activités quotidiennes de maltage. En collaboration étroite avec Thunder Bay Hydro, les ingénieurs de Toromont se sont assurés que le processus de mise en service se déroule conformément à l’échéancier établi.
RENDEMENT FIABLE
Pour satisfaire aux critères de rendement, la génératrice doit fonctionner presque 24 heures sur 24. « La disponibilité est cruciale pour nous, et n’est pas seulement importante du point de vue de la réduction des frais, déclare Clark Johnson. Quand il nous a rendu visite en juin, le ministre de l’Énergie de l’Ontario a répété que ce projet est du type de ceux qu’il souhaite soutenir. Cependant, nous devons documenter notre rendement. » Toutes les 15 minutes, le système recueille des données sur le nombre de kilowatts générés et le volume de gaz naturel consommé. « Ce rendement sera vérifié chaque année pour les 10 prochaines années, et si la génératrice n’est pas en marche, nous ne produisons pas d’électricité, affirme M. Johnson. Nous devons produire au moins 80 % de la puissance que nous avons déclaré être en mesure de générer. Nous ne pouvons pas nous permettre de laisser la génératrice à l’arrêt si nous désirons profiter des mesures incitatives liées à notre production d’énergie. » La génératrice a fonctionné de façon irréprochable depuis la correction de certains problèmes liés à sa mise en service.
Tout l’entretien est exécuté par des techniciens de Toromont dans le cadre d’une entente de soutien client à long terme. « Lorsqu’un nouvel équipement est installé, il est inconnu du personnel, des opérateurs et de la direction de l’usine. Après un certain temps, l’équipe doit se l’approprier et l’exploiter sans aide, précise Clark Johnson. Ce qui me rassure le plus, c’est de savoir qu’en cas de problème, il nous suffit de passer un coup de téléphone à Toromont, et que ses techniciens sont ici même, dans notre ville. » Le soutien technique est disponible 24 heures par jour, sept jours par semaine afin d’aider Canada Maltage à garder son système de production combinée de chaleur et d’électricité (cogénération) en service ou à assister l’entreprise dans la résolution des problèmes techniques. « Nous avons appris à moins nous en remettre à Toromont, mais avons tout de même conclu avec l’entreprise une entente de service complète, ce qui nous procure un niveau supplémentaire de tranquillité d’esprit, déclare M. Johnson. Il s’agit donc d’une situation gagnant-gagnant pour Toromont et Canada Maltage. »
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