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A multi-stage downdraft gasifier
Advantages:
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✓ Elimination of heavy metals and organic...
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H2CO
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✓ Stability
✓ LHV : ~ 5.5 MJ/Nm³
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PROJECT DESCRIPTION
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MGGE Global view
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MGGE site plant :
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CHP
MGGE – site view - Mont-Godinne
Dryer Gasifier installationWoodchips strorag...
CHU to become 1st hospital in Belgium to implement green Tri-generation
16/06/2017 Xylowatt – Biomass to Energy 14
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Competitive Xylowatt’s advantages :
✓ Biomass to energy by gasification
- with standard readily available woodchips G50/G3...
Mains points for the CHU Hospital:
• Green renewable Energy :
– Production of 45% Electricity, 75% Heat and 40% Cold of th...
GO Time :
September 2017
16/06/2017 Xylowatt – Biomass to Energy 17
18
Geoffroy CORBISIER
corbisier@xylowatt.com
Xylowatt – Biomass to Energy16/06/2017
Xylowatt
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GT Hôpitaux et cogénération

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Suite au succès de l'événement dédié aux solutions en énergie durable dans les institutions de soins (IdS), le Cluster TWEED et la FIH (Fédération des Institutions Hospitalières) / UNESSA organisent divers groupes de travail sur des thématiques précises. Celui du 19 juin 2017, consacré à la cogénération, fut réalisé avec la participation de Coretec, Veolia et Xylowatt.

Publié dans : Environnement
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GT Hôpitaux et cogénération

  1. 1. Cluster Technology of Wallonia Energy, Environment and sustainable Development 19 juin 2017 GROUPE DE TRAVAIL: COGENERATION DANS LES HÔPITAUX
  2. 2. GT COGENERATION DANS LES HÔPITAUX 2 • Contexte : Suite au succès de l'événement dédié aux solutions en énergie durable dans les institutions de soins (IdS) du 11 septembre 2015, le Cluster TWEED et la FIH (Fédération des Institutions Hospitalières) organisent divers groupes de travail sur des thématiques précises. • Participants : 2/3 membres-experts de TWEED & une série de membres de la FIH / UNESSA par GT, offreurs & demandeurs de solutions respectivement. • Organisation : présentations de courte durée (10 minutes) pour les membres-expert de TWEED, suivis d'un débat sous la forme de questions/réponses et animé par TWEED & la FIH.
  3. 3. Cluster Technology of Wallonia Energy, Environment and sustainable Development TWEED Asbl Rue Natalis 2 – 4020 Liège – Belgium Bricout Paul Project engineer pbricout@clustertweed.be Olivier Ulrici Project engineer oulrici@clustertweed.be Cédric Brüll Director cbrull@clustertweed.be www.clustertweed.be
  4. 4. DRIVE YOUR ENERGY Q2- 2017 Cogénération Biomasse Technique et Finance
  5. 5. CORETEC - DRIVE YOUR ENERGY 2BIOMASS CHP - Q2/2017 Diffusion interdite sans accord écrit de CORETEC Notre mission Améliorer la compétitivité de nos clients professionnels en optimisant leurs coûts énergétiques. Engineering Nous étudions, implémentonset réalisons la maintenancede solutions complètes de production d’énergie haute performance. Invoicing Nous étudions, implémentonset contrôlons les stratégies d’achats et de ventes d’énergie (électricité –gaz). Heat recovery | Cogeneration | Photovoltaic | Biomasse | Power Plant | LED Budget Management | Risk Management
  6. 6. CORETEC - DRIVE YOUR ENERGY 3BIOMASS CHP - Q2/2017 Diffusion interdite sans accord écrit de CORETEC Schéma général Introduction Turbine Moteur + Génératice Adapté au grande puissance > MW Adapté aux petites puissances < MW Cogénération = GAZ naturel Déchet s verts BOIS Gazogène Biométhaniseu r Chaudière VAPEU R ORC SYNGA Z BIOGAZ
  7. 7. CORETEC - DRIVE YOUR ENERGY 4BIOMASS CHP - Q2/2017 Diffusion interdite sans accord écrit de CORETEC 4DRIVE YOUR ENERGY Cogénération 4 / 23 § L’énergie électrique produite est prioritairement autoconsommée et l’énergie thermique est valorisée dans le circuit de chauffage du site. § L’excédent est revendu sur le réseau de distribution public. § La production totale d’énergie vous donne droit à des certificats verts que vous revendez au prix du marché ou à Elia. Cogénération Vous consommez de la chaleur et de l’électricité et vous désirez réduire vos factures énergétiques significativement? A partir d’une énergie primaire unique, la cogénération permet la production simultanée de chaleur et d’électricité tout en réduisant les pertes d’énergie. 2 à 5ANS PayBackTime Disponibilité 95% Réduction émission C0² 20%
  8. 8. CORETEC - DRIVE YOUR ENERGY 5BIOMASS CHP - Q2/2017 Diffusion interdite sans accord écrit de CORETEC DRIVE YOUR ENERGY Biomasse 5 / 23 Vous souhaitez réduire votre facture énergétique tout en utilisant un combustible alternatif? § Le prix du combustible reste stable et moins cher que le prix du fioul. § Les consommateurs peuvent se regrouper en un réseau de chaleur pour une même chaufferie. § La cogénération vous donne droit à 2,5 certificats verts par MWh électrique produit. La biomasse permet la production de chaleur et d’électricité grâce à la combustion du bois. Suivant les besoins, deux types de technologies peuvent être utilisées: la chaudière biomasse pour la production de chaleur et la cogénération bois pour une production simultanée de chaleur et d’électricité. 3 à 8ANS PayBackTime Rendement 80 à90% Réduction émission C0² 90%
  9. 9. CORETEC - DRIVE YOUR ENERGY 6BIOMASS CHP - Q2/2017 Diffusion interdite sans accord écrit de CORETEC Cogénération biomasse Intérêt de cette technologie • Technologie « Innovante » au BENELUXet enFrance • Technologie maitrisée, • plus de 600 références • disponibilité >85% sur baseannuelle,moyennesur 10ans • Rendement globalde80 % • Adaptéausecteur Tertiaire,auPME : • Puissancede (10)– 30 – 45– 165 – 180kWe • Combinaison encascade possible • Volume de Biomasse nécessaire compatible avec un projet à l’échelle locale • Rentable en considérant le coût actuel des énergies fossiles (50 €/MWh) Référence SPANNER (2016) Cogénération biomasse
  10. 10. CORETEC - DRIVE YOUR ENERGY 7BIOMASS CHP - Q2/2017 Diffusion interdite sans accord écrit de CORETEC Critères de réussite pour un projet Introduction Disponibilité de biomasse Locale ou via fournisseur Consommation de chaleur ≥ 50.000 litres éq. mazout Base de consommation thermique stable Autoconsommation électrique Une chaufferie biomasse existante permet de réduire fortement l’investissement Critères de réussite pour un projet
  11. 11. CORETEC - DRIVE YOUR ENERGY 8BIOMASS CHP - Q2/2017 Diffusion interdite sans accord écrit de CORETEC Chaleur Services Process Loisir Collecti vité Porteurs de projet Introduction • Agriculteur • Serriste • Scierie • Petite industrie • ….. • Hôtel • Piscine / SPA • ….. • Eco-quartier • Réseau de chaleur • ….. • Hôpital • Maison de repos • Ecole et Internat • …..
  12. 12. CORETEC - DRIVE YOUR ENERGY 9BIOMASS CHP - Q2/2017 Diffusion interdite sans accord écrit de CORETEC Quel combustible utiliser ? Analyse Technique • Biomasse non polluée (bois A) • Pellets ou plaquettes forestière (G30) • max 30 % de fine < 4mm : encrassement et mauvaise combustion • Humidité : entre 8% et 13 %. • Pas de sable, vis, clous, pierre, …. Risque d’endommagement de l’équipement Plaquette forestière, de scierie, déchets de paletterie, etc… Excellente qualité Qualité standard mauvaise qualité La qualité du combustible conditionne la disponibilité de l’équipement et donc la rentabilité du projet Quel combustible utiliser ?
  13. 13. CORETEC - DRIVE YOUR ENERGY 10BIOMASS CHP - Q2/2017 Diffusion interdite sans accord écrit de CORETEC Présentation des équipements Analyse technique
  14. 14. CORETEC - DRIVE YOUR ENERGY 11BIOMASS CHP - Q2/2017 Diffusion interdite sans accord écrit de CORETEC Schéma Global : exemple sur 45 kwe Analyse technique Gazogène Moteur + Génératrice Syngaz 90°C 135 m³/h Silo Silo sécheur OU Pellets (8%HR, PCI = 5 MWH/to) Plaquette forestière (30% HR, PCI = 3,4 MWh/to) 45 kg/h (10% HR, PCI = 4,3 MWh/to) 39 kg/h 13,5 kW Pprim = 193,5 kW 95 kW Valorisation thermique Tampo n 5 – 10 m3 Aéro de secours 120 kW Pth = 108,5 kW Valorisation électrique +/- 20 kW Paux = - 2 kW P. Elec = 45 kWe Rendement thermique = 56 % Rendement électrique = 23,5 % 273 To/an 1200 MAP/an Sur base 7000 h/an Schéma Global : exemple sur 45 kwe
  15. 15. CORETEC - DRIVE YOUR ENERGY 12BIOMASS CHP - Q2/2017 Diffusion interdite sans accord écrit de CORETEC Principe de la gazéification Analyse technique Historique • Le procédé de gazéification fut mis en œuvre dès le milieu du 19eme siècle dans des usines à gaz pour produire les gaz manufacturés utilisés pour l’éclairage publique, le chauffage ou le transport. Définition • Processus à la frontière entre la pyrolyse et la combustion • Décomposition par la chaleur d’un solide combustible carboné en présence d’un réactif gazeux Objectif • Obtenir un mélange gazeux combustible appelé « syngas» (mélange de monoxyde de carbone et d’hydrogène) • Limiter la production de goudron (< 100 mg/Nm³)
  16. 16. CORETEC - DRIVE YOUR ENERGY 13BIOMASS CHP - Q2/2017 Diffusion interdite sans accord écrit de CORETEC Emissions de gaz, cendres Analyse technologique Les fumées ont la composition suivante : Source: Müller-BBM emission tests. December 3. 2015 Limite = norme Allemande. Les émissions sont conforme à la législation Européenne. Les cendres • Combustion complète du bois -> taux de cendre équivalent à une chaufferie classique -> 1,5 à 3% en masse. • Peu ou pas de formation de machefer, pas de formation de goudron • Les cendres sont très fines et transportées avec le gaz jusqu’au filtre. Evacuation par voie sèche Composants Limite SPANNER CHP Sous la limite CO (mg/m3) 650 20 – 30 -95 % NOx (mg/m3) 500 120 – 150 -70 % Dust (mg/m3) 20 1 – 3 -90 % Formaldehyde (mg/m3) 60 0.5 – 1 -99 % Benzene* (mg/m3) 10 0.1 -99 %
  17. 17. CORETEC - DRIVE YOUR ENERGY 14BIOMASS CHP - Q2/2017 Diffusion interdite sans accord écrit de CORETEC Le bruit Analyse technologique Un silencieux est prévu en base sur le skid du moteur, les bruits à l’échappement sont donc modéré. Comme en cogénération gaz, il faut prévoir un local acoustique pour le moteur ou une implantation en conteneur En condition d’exploitation, le projet ne dépasse pas 35 dB -> projet compatible avec une zone d’habitat. Plein régime 45 kW Dans chaufferie Plein régime 45 kW Hors local non acoustique
  18. 18. CORETEC - DRIVE YOUR ENERGY 15BIOMASS CHP - Q2/2017 Diffusion interdite sans accord écrit de CORETEC Gestion des risques lié à la technologie Analyse technologique 1. Dégagementde CO • Ventilation permanente du local. En cas de détection de CO, renouvellement complet de l’air en 2 minute. • Détection de CO à placer dans le local. Action par arrêt machine, flash et sirène • Détecteur de CO personnel à disposition dans le local. Doit être porté par tout intervenant sur les machines 2. Production de gaz non valorisable • En cas d’arrêt du moteur, évacuation des gaz à l’atmosphère et arrêt du gazogène (faible volume de gaz contenu dans l’équipement). 3. Risque Incendie • Anti-retour de flamme vers silo : clapet coupe-feu sur alimentation en bois • Centrale incendie à mettre en place : détecteur de chaleur et fumée, stdpour toute chaufferie > 100 kW Gestion des risques lié à la technologie
  19. 19. CORETEC - DRIVE YOUR ENERGY 16BIOMASS CHP - Q2/2017 Diffusion interdite sans accord écrit de CORETEC Maintenance Analyse technologique Intervention de maintenance préventive et curative nécessaire Différent niveau de qualification technique nécessaire : • Entretien journalier : qualification de base (check visuel et analyse d’alarme premier niveau) • Entretien / nettoyage basique : qualification type chauffagiste “classique”, essentiellement du nettoyage du gazogène. Fréquence suivant qualité du combustible • Entretien moteur : personnel qualifié ou suffisamment expérimenté (formation continue de l’exploitant) Exploitation 100 % réalisable par le propriétaire de la machine (modèle Allemand – 257 machines) Exploitation 100 % externalisée vers l’installateur (modèle Lettonie – 60 machines) Contrat CORETEC disponible avec différent niveau d’intervention, y compris all-in sur 15 ans.
  20. 20. CORETEC - DRIVE YOUR ENERGY 17BIOMASS CHP - Q2/2017 Diffusion interdite sans accord écrit de CORETEC Implantation Analyse technologique Avec cascade de silo pour séchage Le séchage du bois peut être réalisé par récupération de l’air de ventilation et donc les pertes par radiation des équipements (+/- 20 kW). Prévoir les sécurités adaptées
  21. 21. CORETEC - DRIVE YOUR ENERGY 18BIOMASS CHP - Q2/2017 Diffusion interdite sans accord écrit de CORETEC Implantation en cascade Analyse technologique Silo Sécheur à bande Silo tampon
  22. 22. CORETEC - DRIVE YOUR ENERGY 19BIOMASS CHP - Q2/2017 Diffusion interdite sans accord écrit de CORETEC Paramètres financiers Analyse financière Coût des énergies (HTVA) : Mazout : 45 €/MWh Electricité achetée : 150 €/MWh Electricité vendue : 25 €/MWh Biomasse achetée et livrée (G30, W10) : 130 €/to Aide financière : Accès au aide UDE, UREBA Access au mécanisme des certificats verts : Paramètres pour la Wallonie ü kECO = 1,5 ü KCO2 : ü fonction de la provenance du bois ü Taux de valorisation de la chaleur (cfr fichier CWAPE) ü Plafond CV = 2,5 CV/Mwhe ü Durée = 15 ans
  23. 23. CORETEC - DRIVE YOUR ENERGY 20BIOMASS CHP - Q2/2017 Diffusion interdite sans accord écrit de CORETEC Analyse Economique Business Case type Sur base annuelle Référence Cogénération Achat de combustible - 34.000 € (mazout) - 41.000 € (biomasse) Achat/vente d’électricité - 45.000 € - 9.000 € Coût de maintenance - 1500 € - 29.000 € (All-in 15 ans) Evacuation des cendres - 1000 € TOTAL frais d’exploitation - 80.500 € - 80.000 € Certificats verts / + 48.700 € Injection d’électricité + 400 TOTAL rentrée 0 € 48.600 € Investissement BRUT / 250-400 k€ Subside (moyenne) 16,5 % TRS 4 à 7 ans Consommation thermique du site = +/- 70.000 l éq. fioul Consommation électrique = +/- 300 MWH
  24. 24. CORETEC - DRIVE YOUR ENERGY 21BIOMASS CHP - Q2/2017 Diffusion interdite sans accord écrit de CORETEC Conclusion La cogénération biomasse par gazéfication est désormais une technologie fiable et rentable. La qualité de la biomasse est un élément essentiel pour garantir la disponibilité de la cogen. Une maintenance par du personnel qualifié est également essentielle. Au niveau rentabilité, le TRI est compris entre 4 et 7 ans. Cette technologie permet en outre des économies de CO2 bien supérieures aux cogens gaz nat.
  25. 25. Rue des gardes-frontière 1 4031 Angleur Belgium +32 4 365 70 25 www.coretec.be - info@coretec.be Merci pour votre attention Califice Pascal Sales Director Pascal.califice@coretec.be 0495 99 80 16
  26. 26. Combined Heat and Power (CHP) Customer presentation
  27. 27. Key Figures 2Combined Heat and Power (CHP) | Customer presentation – 2017/02 Global CHP market Veolia Supplied energy $ 7 billion prospective market by 2020 10,5% of electricity and 15% of heat generation in Europe (2015) € 1,9 billion CHP Heat and Power turnover in 2015 3 272 MWe installed capacity (2015) Equivalent to4 nuclear reactors 8 700 GWhe Supplied electricity in 2015 17 100 GWth Supplied heat in 2015 Equivalent to 1,7 Million European housings energy needs
  28. 28. Our understanding of the challenges 3Combined Heat and Power (CHP) | Customer presentation – 2017/02 Increase performance of core activities thanks to sound utility management Reduce greenhouse-gas emissions and overall environmental footprint Cut down energy bills through cost effective solutions Comply to evolving regulation and legal framework Ensure reliable energy supply
  29. 29. Our solution: CHP configuration 4Combined Heat and Power (CHP) | Customer presentation – 2017/02
  30. 30. Our Commitments 5 • Risk transfer • Improved energy efficiency • Thermal energy quality • Thermal energy and electricity supply • Environmental performance / Carbon footprint reduction Veolia guarantees Combined Heat and Power (CHP) | Customer presentation – 2017/02
  31. 31. Customer benefits 6 Reduced GHG emissions Reliable energy supply Valorized local energies One-stop-shop Reduced energy bill Combined Heat and Power (CHP) | Customer presentation – 2017/02
  32. 32. Some Veolia references 7 Germany Braunschweig Municipal client Biomethane-fueled CHP DBOO of complete system 8 000 tons of CO2 saved per year 15 600 MWh heating and 9 200 MWh electricity generated per year UK Astra Zeneca Industrial client Gas-fueled CHP Design, installation and commission, O&M of the cogeneration plant and other facilities 39 000 tons CO2 reduction per year China Chongqing Changshou Industrial client Gas-fueled CHP Refurbishment of acquired energy, sales price adjusment schemes Improve production and continuity of operations Compliance with EH&S standards USA New York University Commercial client Gas-fueled CHP Expansion of the existing cogeneration plant 43 400 tons of CO2 avoided per year $5 million of energy savings Increased resilience of site Portugal San Joao Hospital Commercial client Gas-fueled CHP DBFOT 10 000 tons of CO2 emissions avoided per year 37.5 Gwe electricity generated per year Combined Heat and Power (CHP) | Customer presentation – 2017/02
  33. 33. Full energy Offer 8Combined Heat and Power (CHP) | Customer presentation – 2017/02 Client’s site Primary energy supply Electricity Thermal energy COGEN “inside the fence”: Self consumption “outside the fence” • Feedin-Tariffs • Free market • Adjustment mechanisms • Primary energy procurement • CHP technical management • Supply of thermal energy • Supply of electricity to the site and/or to the grid
  34. 34. Thermal Offer 9Combined Heat and Power (CHP) | Customer presentation – 2017/02 Client’s site Primary energy supply Thermal energy COGEN • Primary energy procurement • CHP technical management • Supply of thermal energy
  35. 35. Guaranteed Efficiency Offer 10Combined Heat and Power (CHP) | Customer presentation – 2017/02 Client’s site COGEN • CHP technical management
  36. 36. MGGE project Biomass Tri-generation project for CHU Hospital Mont-Godinne 16/06/2017 Xylowatt – Biomass to Energy 0 TWEED WG - Hospital Meeting 19-06-2017
  37. 37. XYLOWATT ➢ Company ▪ Active since 15 years - a 25 FTE highly qualified team ▪ European technology (Belgium) ➢ Technology ▪ Medium scale solutions to turn biomass into renewable energy (gas, heat, cold, power); ▪ Able to gasify Natural Untreated wood and Recycled Treated & Impregnated wood; ▪ Patented multi-staged downdraft fixed bed gasification technology (NOTAR®); ➢ Partnership and references ▪ Supported by top industrial partners (CMI, General Electrics-Japan, Veolia-Japan, Hitachi Zosen,…) ▪ Several references in France and Belgium 16/06/2017 Xylowatt – Biomass to Energy 1
  38. 38. COMPANY PROFILE Section 1 16/06/2017 Xylowatt – Biomass to Energy 2
  39. 39. 16/06/2017 Xylowatt – Biomass to Energy 3 2004 2007 2009 2010 2011 2013 2015 2017 2001 NOTAR® story
  40. 40. 16/06/2017 Xylowatt – Biomass to Energy OUR ECOSYSTEM 4 Our Industrial partner: ▪ Engineering ▪ EPC
  41. 41. TECHNOLOGY Section 2 16/06/2017 Xylowatt – Biomass to Energy 5
  42. 42. A multi-stage downdraft gasifier Advantages: ✓ Clean gas (99,95% tars destroyed) ✓ Elimination of heavy metals and organic pollutants ✓ Ability to use high mineral content feedstock ✓ Compact gasification unit 16/06/2017 Xylowatt – Biomass to Energy 6 NOTAR® TECHNOLOGY Biomass
  43. 43. CO2 CH4 H2CO 16/06/2017 Xylowatt – Biomass to Energy 7 ✓ Stability ✓ LHV : ~ 5.5 MJ/Nm³ ✓ Composition ✓ H2 22% ✓ CO 18% ✓ CO2 13% ✓ CH4 2% ✓ N2 45% ✓ Compatible with engine (CHP) manufacturers specifications NOTAR® technology Syngas characteristics
  44. 44. PROJECT DESCRIPTION Section 3 Xylowatt – Biomass to Energy16/06/2017 8
  45. 45. Project MGGE – CHU Mont-Godinne 16/06/2017 Xylowatt – Biomass to Energy 9 Trigeneration renewable energies production for the Hospital CHU  Electricity, heat and cold  From renewable energy (wood biomass)  Local and circular Economy  Reduction of CO2 emission (45 000 t / 15 years)
  46. 46. MGGE Site situation : 16/06/2017 Xylowatt – Biomass to Energy 10
  47. 47. MGGE Global view 16/06/2017 Xylowatt – Biomass to Energy 11
  48. 48. MGGE site plant : 16/06/2017 Xylowatt – Biomass to Energy 12
  49. 49. Xylowatt – Biomass to Energy 1316/06/2017 CHP MGGE – site view - Mont-Godinne Dryer Gasifier installationWoodchips strorage Plant overview
  50. 50. CHU to become 1st hospital in Belgium to implement green Tri-generation 16/06/2017 Xylowatt – Biomass to Energy 14 2750 MWhc 8700 MWht 4100 MWhe Wood 5600 tons Syngas 15 GWh CHP 7500 h/yr
  51. 51. Competitive Xylowatt’s advantages : ✓ Biomass to energy by gasification - with standard readily available woodchips G50/G30 (Natural & Recycled wood) - using 30% less biomass than incineration technology (steam cycle) ✓ Full integrated turnkey project ✓ Clean syngas proved ✓ Trigeneration : electricity - heat - cold ✓ Zero waste plant ✓ Renewable 24/7 energy production 16/06/2017 Xylowatt – Biomass to Energy 15
  52. 52. Mains points for the CHU Hospital: • Green renewable Energy : – Production of 45% Electricity, 75% Heat and 40% Cold of the Hospital CHU – Local and Circular Economy (local wood) • Energy transition COP 21 – CO2 emission reduction : 3,000 t/Year • Energy transition leader into Belgian Hospital sector : – Trigeneration energy production (Electricity, heat and cold) – 1st Hospital with 3 different green energy supplies in Belgium 16/06/2017 Xylowatt – Biomass to Energy 16
  53. 53. GO Time : September 2017 16/06/2017 Xylowatt – Biomass to Energy 17
  54. 54. 18 Geoffroy CORBISIER corbisier@xylowatt.com Xylowatt – Biomass to Energy16/06/2017 Xylowatt www.xylowatt.com

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