Rencontre des acteurs de l'énergie et de l'eau | Cercle du Lac LLN - 14 juin 2022

Rencontre des acteurs de l'énergie et de l'eau | Cercle du Lac LLN - 14 juin 2022
Orateurs présents : Ana.s, Cebedeau, Fluxys, Hydroscan, Laborelec, Metron, SPGE, Valbiom, Vivaqua, WaFElse
Hydroflex Cercle du Lac LLN - 14 juin 2022
PRODUCTION - #ENERGIESRENOUVELABLES #FLEXIBILITÉ • Mise en place d’une stratégie énergéGque (producGon, économies,...) de moyen et long terme chez Vivaqua – WaFElse & Vivaqua • Hydroflex, une collaboraGon entre la SWDE, ULiège et Haulogy visant la mise en place d’un Energy Management System (EMS) afin d’opGmiser & flexibiliser les opéraGons des pompes DISTRIBUTION - #DIGITALISATION #RÉSEAUX • DigitalisaGon des uGliGes - challenges et opportunités des soluGons IT au sein des réseaux d’infrastructures - Metron • ApplicaGon pour une gesGon opéraGonnelle de l’Eau - Cas des détecGons de fuite en temps réel sur le réseau de distribuGon - Hydroscan • ApplicaGons pour une gesGon décentralisée de l’énergie - Laborelec TRAITEMENT - #EFFICACITÉENERGÉTIQUE #VALORISATION • Défis énergéGques de l’épuraGon des eaux usées - SPGE • Traitements des eaux usées & énergie : un potenGel d’innovaGon et d’opGmisaGon – Cebedeau SESSION SPÉCIFIQUE – GAZ VERT • Place du gaz vert (biogas, biométhane) en Belgique et en Wallonie - Valbiom & Gas.be • Gaz - Un atout essenGel pour la flexibilité - Cas praGques dans l’industrie (Beneo Oraai) & dans des staGon d’épuraGon (Aquiris) - Flexcity • BiométhanisaGon des eaux usées dans le secteur agro-alimentaire - Ana.s
All rights reserved 1 AG Cluster TWEED du 14/06/2022 Rencontre des acteurs de l’énergie et de l’eau en Wallonie
All rights reserved 2 Parce que chaque situation est unique... https://wattelse.be WattElse, Une équipe d'experts pluridisciplinaires qui vous offre une vision réaliste, indépendante et globale de votre empreinte énergétique et vous accompagne dans vos projets de transition énergétique.
3 All rights reserved WattElse prépare et accompagne ses clients à anticiper les changements de demain https://wattelse.be
All rights reserved 4 Accompagnement de VIVAQUA dans l’élaboration de sa stratégie énergétique https://wattelse.be
All rights reserved 5 Présentation VIVAQUA https://wattelse.be Entreprise 100% publique, VIVAQUA est à la source de l'eau qui arrive chaque jour au robinet des consommateurs bruxellois.
6 All rights reserved Cadre de la mission https://wattelse.be VIVANEXT (volet énergie) Autonomie énergétique Diminution de l’empreinte CO2 10% de couverture de la consommation énergétique par des sources renouvelable 7 GWh/an Réduire de 15 % les émissions de CO2 de la consommation énergétique et de la mobilité
7 All rights reserved Besoins de VIVAQUA https://wattelse.be Optimisation énergétique •Vision globale des consommations et dépenses énergétiques par site et par usage énergétique •Identification de pistes d’économies d’énergie au niveau des process et bâtiments •Analyse de rentabilité et planning Plan de Production de 7 GWh d’énergie verte •Potentiel de production renouvelable sur les différents sites de VIVAQUA en Wallonie •Identification des projets en autoproduction rentables et en injection sur le réseau •Etude des solutions de financement des projets
8 All rights reserved
9 All rights reserved Accompagnement de WattElse – Optimisation énergétique https://wattelse.be Etude de l’amélioration du rendement/remplacement de certaines pompes Etude du remplacement de la chaudière Etude de l’isolation de l’enveloppe
10 All rights reserved Accompagnement de WattElse – Plan de production énergie verte https://wattelse.be Potentiel de production PV en toiture, au sol et flottant Potentiel éolien Turbine de récupération hydroélectrique
11 All rights reserved Accompagnement de WattElse – Plan de production énergie verte https://wattelse.be Analyse de la rentabilité des projets Unité PV sur sol en site usine PV en toiture en site usine PV sur petits sites PV Flottant en site Goffart Grand éolien sol en site Lillois-Spontin Projet biomasse en site Tailfer Vedrin Biométhanisation en site BdV Turbine hydroélectrique en site Mazy Modèle économique Autoconsom- mation Autoconsom- mation Autoconsommation Injection pure Injection pure Autoconsommation Autoconsommation Injection pure Coût actualisé de l'énergie LCOE (4%) €/MWh 94,70 € 92,48 € 116,54 € 72,20 € 56,42 € 71,98 € 216,10 € 42,88 € Indicateurs de rentabilité avec CV Temps de retour du projet Années 7 7 9 12 10 12 10 14 TRI Projet (Taux de rentabilité interne) % 14% 14% 9% 5% 9% 6% 6% 6% VAN Projet (4%) € 1.313.607,37 € 638.399,47 € 44.991,80 € 93.398,13 € 3.552.060,68 € 37.049,39 € 901.434,77 € 173.872,99 € Indicateurs de rentabilité sans CV Temps de retour du projet (ans) Années 8 9 11 17 Non rentable 12 Non rentable 14 TRI Projet (Taux de rentabilité interne) % 12% 11% 7% 2% Non rentable 6% Non rentable 6% VAN Projet (4%) € 1.034.010,89 € 456.661,75 € 22.274,59 € 352.191,44 € - 3.892.373,65 € - 37.049,39 € 20.650.618,77 € - 173.872,99 €
12 All rights reserved Accompagnement de WattElse – Plan stratégique https://wattelse.be Portefeuille de 21 projets à l’horizon 2030 Potentiel ENR de 54 GWh/an 11 Actions EE (Tailfer) Gain : 5,5 GWh/an 7 GWh d’électricité autoconsommée Autoconsommation & injection Pompage Ozonation Suivi des consommations Rénovation des bâtiments
All rights reserved 13 dont 20 octobre 2017 Merci de votre attention Frédérique Fauvarque Head of Energy Strategy Department frederique@wattelse.be
AG Tweed - Cluster H2O 14.06.2022 - 5 slides Pierre Granville Energy manager Projet VIVAnext n°36 Stratégie énergétique next
15 Le projet VISION - Autoproduire 10% de notre consommation d’électricité (70 GWh/an) - Participer à la transition énergétique belge. MOYEN Disposer d’une stratégie globale sur la consommation et la production d’énergie. • Débusquer des économies industrielles. • Etablir une liste de solutions / projets classés par faisabilité technique et pertinence €. • Imaginer un financement neutre par rapport à la facture d’eau. 3 MISSIONS confiées à WattElse
16 En sortie : Portefeuille de 22 projets Projets priorisés par pertinence, groupés par marché, classés chronologiquement 1 2 3 > Court terme Moyen terme Long terme 9 projets à court terme ou déjà en étude Energie • 3 GWh/an de production • 1 GWh/an d’économies Aspects financiers • Investissement de 3 M€ (1M€/an) • ROI prod 10 ans ; ROI écon 20 ans • (+ éolien) 2025 7 projets à moyen terme Energie • 2,2 GWh/an de production • 0,2 GWh/an d’économies Aspects financiers • Investissement de +- 1 M€/an 2030 6 projets / idées à long terme • Biométhanisation • PPA • Législation, ..
Des projets avec diverses finalités 17 Economie d’énergie -2,4 GWh/an • Pompages o 90% des consommations o Entretenir / remplacer / Revamper ? • Suivi des consommations • Rénovation de bâtiments • Ozonation • Difficulté o Synchroniser avec autres rénovations • Financement par OPEX • Électricité - photovoltaïque o Toitures des 3 grandes usines et sites autoconsommateurs o Sol grandes usines +4 GWh/an o Fonctionnement / besoin à synchroniser avec l’autoproduction • Chaleur - biomasse o Chaudière à plaquettes à Tailfer o Biométhanisation +11 GWh/an • Difficultés o Permis o Avoir de l’eau à pomper ! • Financement par CAPEX Production autoconsommée 3,8 GWh/an Participation à la transition énergétique Projets complexes ou sans autoconsommation • Photovoltaïque flottant 7 MWc 5 GWh/an • Sol 25+ MWc 20 GWh/an • Éolien : 28 GWh/an • Hydroélectricité / turbinages 1 GWh/an • Réflexions PPA avec producteurs • Flexibilité (R3 d’Elia) en service depuis 2012 • Difficultés o Marché public : Non discrimination o Neutres € & techniquement • Financement par tiers Quels KPI ? Quels objectifs ? Economies ? AutoProduction ? Economies CO² ? Transition ? Quel périmètre ? ex : Flexibilité
Saut quantitatif (5M€ & +5%) avec PV ‘sol’ grandes usines 0 2 000 4 000 6 000 8 000 10 000 12 000 14 000 0% 2% 4% 6% 8% 10% 12% 14% 16% 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 Autoproduction et économies d'énergie Autoproduction autoconsommée (MWh/an) Economies (MWh/an) % (Prod+Eco)/Conso Obj. PV sol PV Toitures PV Captages pompés PV Bloc B Chaudière Objectif Une éolienne Projets d'économie % autoproduction (Lignes) MWh/An (bâtonnets)
19 Eau & Energie : Quelques réflexions Hors stratégie 1 2 3 > L’eau est-elle lourde ? Pompages = Consommations élec mais pas si importantes … Bon moyen de stocker l’énergie ? ‘Que’ 3 Wh pour élever 1 m³ d’eau d’1 m Volumes eau - Flexibilité Importants pour grands sites de production, mais peu nombreux ; Bcp de petits sites, éloignés des réseaux électriques ; Déplacement de charge ≠ des barrages où la ‘chute’ est ne doit pas être repompée ; Ne pas impacter le service final / sécurité d’approvisionnement Volumes de stockages d’eau sont faibles (qqs heures) et hauteurs pas importantes kW et pas MW. Finalement, pour un Energy manager : Jusqu’où sortir de son métier de base pour aider la transition ? Comment mettre en commun ses patrimoines / intérêts ? Jusqu’où faire bouger les lignes ? Exercice d’ingénierie : un Coo s/Meuse est-il possible ?
20 Coo s/Meuse.. Stockage intraday de 40 MWh Réservoir bas : la Meuse Réservoir haut : 130 x 130 m x 6m 100.000 m³ Dénivelé : 150 m Débit : 20.000 m³/h P : 10 MW
Rencontre des acteurs de l’énergie et de l’eau Projet HYDROFLEX Projet financé par le Service Public de Wallonie – Département de l’énergie et du Bâtiment durable
2 Société wallonne des eaux
3 haulogy Votre partenaire pour la transition énergétique Mise en œuvre de la stratégie énergétique en utilisant les plateformes logicielles et les services d’Haulogy, partenaire de long terme pour accompagner les défis énergétiques. Chiffres 2021 130 collaborateurs, 15M€ CA Présence en Belgique, France et Pays-Bas Solutions Energy Management System, Virtual Power Plant, Gestion Réseaux de Distribution, Partage d’énergie, Flexibilité, Mobilité électrique (V2H, V2G, V2B), Facturation Energie, … Services Business & Regulatory Consulting AI Consulting Services Services IT Fournisseur de solutions logicielles et services pour le secteur de l’énergie depuis 2005
4 HYDROFLEX - contexte Réduire l’empreinte carbone globale : - Améliorer la performance des outils (diminution consommations de 1%/an) - Augmenter la production d’origine renouvelable (min 1 MW/an installé) - Améliorer le taux d’autoconsommation → utilisation flexibilité Maîtrise de la facture d’électricité pour maintenir un coût vérité distribution « acceptable ». Bilan Carbone SWDE Consommation Electrique • Electricité Haute Tension : 102 GWh/an • Electricité Basse Tension : 12 GWh/an Production Electricité • Hydro-électrique (2,4 MW): 7 GWh/an • Photovoltaïque (1,3 MW) : 1,3 GWh/an Bilan Electrique OBJECTIFS SWDE
5 HYDROFLEX - solution Projet de recherche soutenu par la RW en 2019 (SWDE, Ulg, Haulogy) Utilisation de la flexibilité des réservoirs en pilotant les pompes haute- pression afin de synchroniser leur utilisation avec les prix marché et la production PV disponible. Respect de contraintes de sécurité forte - Fréquence des arrêts-démarrage de pompes - Hauteurs min et max des réservoirs
6 HYDROFLEX – Détails (1) 1. Identifier le potentiel de flexibilité des réservoirs d’eau 2. Traduire ce potentiel en un déplacement de consommation électrique 3. Anticiper l’évolution des prix à court terme et des processus de traitement d’eau 4. Piloter la flexibilité pour déplacer la consommation des périodes de prix élevés vers les périodes de prix plus faibles et/ou lorsque la production locale (ER) est disponible Méthodologie 1. Prévision de la production/demande d’eau 2. Plan d’utilisation des pompes 3. Prévision production ER (PV, hydro, éolien) 4. Nomination solde vers fournisseur Fonctionnement Day Ahead 1. Contrôle en temps réel afin d’aligner la situation réelle au plan Day Ahead pour éviter les pénalités de déséquilibre 2. Toutes les 15 minutes, régénération des plans d’utilisation des pompes sur un horizon roulant de 24h00 3. Envoi des consignes vers les pompes Fonctionnement Intraday
7 HYDROFLEX – Détails (pilote de Stembert) (2) FonctionnementDay Ahead Zones vertes → hausse de la consommation dans des plages de prix favorables Zones rouges → baisse de la consommation dans des plages de prix défavorables Profil de consommation avant optimisation day ahead Profil de consommation après optimisation day ahead
8 HYDROFLEX – Détails (3) Profil de consommation après optimisation (2 jours) Profil de consommation après optimisation (3 semaines)
9 HYDROFLEX – Solution utilisée La solution de gestion intelligente de la flexibilité a pu être mise en œuvre grâce aux capacités de gestion des données et d’intelligence artificielle de la plateforme AMEO développée par Haulogy. Advanced Management of Energy Operations (AMEO) Community EMS Monitoring Forecast Autres cas d’usage: mobilité électrique (V2H – V2G), maximisation autoconsommation collective/individuelle, partage d’énergie, maîtrise des consommations, ….
10 Bilan HYDROFLEX Economies de coût • Les résultats du site pilote indique que la gestion de la flexibilité permet une économie d’au moins 10% sur la consommation des processus pilotés, sur base de contraintes fortes. • Le gain est encore plus marqué en cas de production renouvelable locale sur le site piloté. Le système de gestion de la flexibilité peut alors déplacer la consommation vers les périodes de production élevée. • L’outil permettra également de piloter les batteries de stockage présentes sur certains sites. Pistes d’amélioration • Court terme • Utilisation des capacités de stockage disponibles • Moyen terme • « Normalisation » des contraintes de sécurité: fréquence arrêt-démarrage et hauteurs de bassin : balance des risques • Extension au-delà du seul pompage de réservoirs (inclure les processus de traitement d’eau) • Long Terme • Se positionner sur les marchés de flexibilité (Elia, réserve tertiaire R3)
11 BernardPEVEE Expert Energie – Pôle Technique +32 498 076 946 bernard.pevee@swde.be
DIGITALIZING UTILITY COMPANIES Challenges & Opportunities linked to IT & AI tanguy.detroz@metronlab.com Deputy CEO
METRON: INTERNATIONAL PRESENCE, LOCAL EXPERTISE A Robust Ecosystem To Support Our Clients And Partners New energy Pioneer INVESTORS AWARDS & HONORS 2 FRANCE JAPAN SOUTH KOREA ITALY Bogota Mexico Paris - HQ São Paulo Singapore Tokyo Dubai Milan Seoul OUR INTERNATIONAL ALLIANCES Moscow East Coast Opening Montréal Louvain La Neuve
ENERGY MANAGEMENT & OPTIMIZATION MATURITY BASIC MANAGEMENT INTELLIGENT ENERGY MANAGEMENT ADVANCED MANAGEMENT MACROSCOPIC OVERVIEW Invoice follow-up Macro energy meters Yearly GhG report Metering Plan ISO 50001 & 14064 Certification Punctual energy efficiency projects (with CAPEX) Augmented Data Analytics Influencing parameters identification Real-time drifts detection (baselines) Real-time simulations of optimal energy & carbon emission conditions Intelligent management of energy flexibility Demand response Energy Resilience DATA VISUALISATION AI MODELLING & SIMULATION ENERGY MARKET INTELLIGENCE Business value PROPERTY INVENTORY Asset register Live data collection
BUILDING A CUSTOMIZED JOURNEY EVERYTHING YOU NEED TO REACH ENERGY & CARBON PERFORMANCE The main functionalities of METRON PLATFORM are focused on what really matters for your organizations: build one common environment, enable all teams to act, and report on achievements. DATA ACQUISITION MANAGEMENT ENERGY PERFORMANCE MONITORING ENERGY INSIGHTS & ANALYTICS ADVANCED ENERGY OPTIMIZATION CARBON IMPACT TRACKING ENERGY COST MANAGEMENT Collect all actionable on-sites data ensuring data quality & highest security standards. Visualize, measure and benchmark energy consumption for trustworthy reports Consolidate all carbon impact data, track progress and easily report on your sustainability strategy. Improve energy costs by monitoring accounting and forecasting budgets. Identify, model and maintain energy optimum and early detect energy losses. Deep-dive into complex AI algorithms, get accurate real-time optimizations for complex assets.
ENERGY MANAGEMENT MODULE ENERGY OPTIMIZATION MODULE ENERGYLAB DATA SCIENCE WORKSPACE Multi-site Monitoring Intensive Site Optimization Data Analysis & Simulation 5 METRON SOLUTION ECOSYSTEM An integrated SaaS Platform for Global Multi-site Groups
ENERGY MANAGEMENT Multi-site module Let’s explore!
Global Energy and Carbon Impact under Control MULTI-SITE ENERGY MANAGEMENT TRUSTWORTHY, CONSOLIDATED ENERGY & CO2 REPORTING STANDARDIZATION OF PRACTICES & TOOLS SUB BILLING MULTI-SITE BENCHMARKING ENERGY COST MANAGEMENT CO2 MANAGEMENT
Water: Example www.coretec.com WATER SUBMETERING Identification of Significant Energy Usage
Water: Example www.purecontrol.com WATER WEATHER FORECASTING Pumping optimisation linked to weather forecast.
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The path to MicroGrid… ELEC / GAS R.E.C. (Renewable Energy Communities) SINGLE LOCATION SEVERAL PRODUCERS / USERS ASYNCHRONOUS DEMAND & PRODUCTION SUB BILLING ARTIFICIAL INTELLIGENCE CONTROL-COMMAND PROCESS RELATED MANAGEMENT ONTOLOGY BASED MANAGEMENT
Global optimisation of ENERGY FLOWS (use case 6 agents interconnected) • METRON’s optimization : best control parameters for each microgrids (every 10 min over 24h) 12 • When linked together, MG 5 and 4 produces more genset electricity to support MG 6 • MG 6 cuts its genset generation by 2/3 and its grid consumption by 25% • The total cost is reduced by 2,7% just by linking the micro-grids together
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WE DIGITALIZE ENERGY TO DECARBONIZE TERRITORIES
Digital Twin - Application pour une gestion opérationnelle de l’Eau - Cas des détections de fuite en temps réel sur le réseau de distribution Rencontre des acteurs de l’énergie et de l’eau en Wallonie AG – 14 juin 2022 – Cercle du Lac, Louvain-la-Neuve
2 Présentation d’HydroScan • Société belge créée en 2003 – Bureaux à Louvain, Gand, Anvers et Gembloux • Spécialiste et pionnier en modélisations hydrauliques et Asset Management des réseaux d’eau • Business transition depuis 2016 • 45 collaborateurs (29 Bioingénieurs / ing. Civil dont 6 PhD’s) • Expansion à l’international • Partenaire local en Allemagne– InnoAqua • Depuis 2019, partenaire local au Vietnam – Lan Anh • Depuis fin 2021, partenaire local en France - HydrauSoft • Maroc, Croatie,... CONSULTANCE SMART WATER SOLUTIONS Smart Water Management Platforms avec nos propres solutions logiciels et services associés Études basées sur la modélisation et analyse des alertes préventives
Smart Water Solutions pour 4 besoins globaux Real-time flood forecasting Jusqu’à 3 heures à l’avance au niveau de la rue Climate-adaptive water availability management Master planning Cost-Saving sewer asset management Reduction of non-revenue water Pour les sociétés d’eau potable
Smart Water Solutions pour 4 besoins globaux Real-time flood forecasting Jusqu’à 3 heures à l’avance au niveau de la rue Climate-adaptive water availability management Master planning Cost-Saving sewer asset management Reduction of non-revenue water Pour les sociétés d’eau potable
5 Quelles sont les problématiques générales? Rendement hétérogène Infrastructures vieillissantes Temps recherche terrain Turnover / manque de personnel Petites fuites invisibles
6 Quel est le process de traitement des fuites ? Monitoring Localisation Réparation Sous sectorisation
7 Sur quelles étapes LeakRedux nous aide ? Monitoring Localisation Réparation Sous sectorisation
Empreintes de secteurs Algorithme Données temps réel
10 A quoi ressemble l’écran de l’opérateur ?
11 Qu’est ce que permet de voir LeakRedux? Empreinte unique par secteur = Consommation optimale selon le rendement objectif Consommation réelle
Qu’est ce que permet de voir LeakRedux? Volume Critique = volume perdu maximum acceptable Volume cumulé perdu = Différence entre consommations mesurée et optimisée
13 Qu’est ce que permet de voir LeakRedux? Temps avant intervention = Temps avant d’atteindre le volume critique Résumé des alertes du secteurs
18 Basé sur l’optimum économique, priorisation pour la réparation de fuites Comment faire une priorisation économique ? Cas d’utilisation de Vivaqua (Bruxelles)
Références 16/06/2022 24 - Bruxelles - 2 400 km de réseau – 2.2M d’abonnés - 53 secteurs opérationnels avec LeakRedux en moins de 6 mois - 2 gestionnaires de réseaux plus petits - 34 000 km de réseau– 3,3 M d’abonnés - Objectif : de 75% à 87.5% de rendement d’ici 2025 - Projet sur 3 ans : 100+ secteurs dans LeakRedux - Intégration dans un portail global (HydroWare Portal) - 13 000 km de réseau – 1,3 M d’abonnés - 80 secteurs dans LeakRedux - 150 secteurs au total
Quelques résultats concrets – detection de petites fuites 16/06/2022 LeakReduxtM 25 Fuite trouvée et réparée sur le secteur Dame Blanche Débit de fuite : 25 m³/h Volume perdu : 54 500 m³ Client : Vivaqua
Quelques résultats concrets – detection de petites fuites 16/06/2022 LeakReduxtM 26 Fuite trouvée et réparée sur le DMA Harenheyde. Quartier industriel, fuite invisible Débit de fuite : 10 m³/h Volume perdu : 87 600 m³/an Gain net : 26 000 €/an Client : Vivaqua
Quelques résultats concrets – detection grosses fuites 16/06/2022 LeakReduxtM 27 Fuite trouvée et réparée sur secteur Palfijn Débit de fuite: 105 m³/h Volume perdu: 1976 m³ Client : Vivaqua
Quelques résultats concrets - Vivaqua 16/06/2022 LeakReduxtM 28 • Démarrage en janvier 2021 – LeakRedux opérationnel sur l’ensemble des secteurs en août 2021 • Depuis août 2021, environ 580 000 m³ économisés grâce à LeakRedux (fuites évitées) • Réduction de 30 % des pertes en eau • 180 000 Euros d’économie en 6 mois • ROI non négligeable et plus qu’intéressant Cas d’utilisation de Vivaqua – Chiffres fournis par Vivaqua • Rendement record de 90,8 % en 2021 • +3,8 % sur la moyenne des 10 dernières années • +4,6% sur 2020 • Pourquoi autant ? • Circonstances climatiques • Autres sociétés belges : ~+1,5 % • L’utilisation de LeakRedux a eu un réel impact • Économie de 2 517 070 m³ sur un an • Économie de production • Économie financière
Et la suite, développement en cours et futur? 16/06/2022 LeakReduxtM 29 • Nombreuses améliorations prévues • Ajout d’une interface cartographique • Visualisation et customisation des indicateurs par secteur (ILP) • Visualisation du positionnement des compteurs • Visualisation des compteurs en défaut • Intégration dans un portail pour prendre en charge l'ensemble de la gestion des événements de fuites d’eau Water Supply Event based Asset Management System
Merci pour votre attention ! Grégory Herman Directeur Business Development +32 476 79 17 94 gregory.herman@hydroscan.be
PUBLIC INTERNAL RESTRICTED SECRET 14 June 2022 Digital Twin - Applications pour une gestion décentralisée de l’énergie Cyril Daniels Rencontre des acteurs de l'énergie et de l'eau
14 June 2022 ● ENGIE Laborelec is a leading expertise and research center in electrical power technology with a strong focus on the Energy Transition and Net Zero Carbon. ● ENGIE Laborelec has a global presence with offices in Belgium, France, the Netherlands, Germany, Chile and the Middle-East. ● With a strong focus on high value delivery for ENGIE and for our external customers, we combine: ● With a highly skilled workforce of more than 335 colleagues (PhD, engineers, specialized technicians), ● We offer: Operational R&D Specialized expertise Tailor-made global solutions Expert knowledge Operational experience State-of-the-art analysis & measurement capability Rencontre des acteurs de l'énergie et de l'eau
14 June 2022 In Belgium 860 MW in 2022 Photovoltaic park has a total capacity of 4,2 GW worldwide at 31 December 2021 Rencontre des acteurs de l'énergie et de l'eau
14 June 2022 Rencontre des acteurs de l'énergie et de l'eau
14 June 2022 Ø No common definition for each signal Ø Different communication protocol from one PV plant to another Ø Manual mapping of the signal with excel file Manual signal mapping to connect Darwin Ø Each component of the PV plant has a unique data model Ø Each attribute of the data model is well described and defined Ø Static (i.e. type and generation of inverter) and dynamic information (i.e. irradiance) IEC61850-7-420 data model Already the case for most of the wind power plant (IEC 61400-25) For all the PV plant connected to DARWIN Rencontre des acteurs de l'énergie et de l'eau
14 June 2022 Some parts of the standards specifically relate to DERs : Rencontre des acteurs de l'énergie et de l'eau
14 June 2022 eDEIE – New solution developped by Enedis to communicate with DER – IEC61850 MMS Engie Green Solution – Usage of a gateway to convert IEC61850 MMS to Modbus TCP Engie Green is willing to reduce the number of communication protocol used in the controller and having a full IEC61850 PV plant controller Rencontre des acteurs de l'énergie et de l'eau
14 June 2022 Rencontre des acteurs de l'énergie et de l'eau
14 June 2022 “Actually our products don’t support IEC 61850 protocol and we didn’t plan to develop it. We are working on the protocols that are mainly used in the market like PLC, ModBus TCP or IEC104” PV inverter manufacturers do not support IEC61850 and it is not forseen in the roadmap Some PV power plant controllers support IEC61850 MMS communication but in a very reduced format • Not possible to load SCL file • Manual mapping of the signal • Do not support data model of IEC61850-7-420 No added value to use 61850 without normative data model for a PV power plant controller MODBUS TCP stays the common practice for communication in a PV powerplant Rencontre des acteurs de l'énergie et de l'eau
14 June 2022 Sunspec Modbus <-> IEC 61850 “The SunSpec Inverter Models are inspired by the IEC 61850 information model To be specific, the SunSpec specification has adopted IEC 61850 semantics, point naming, and encoding practices in order to harmonize SunSpec member product implementations to this important international standard” Sunspec enables to use the added value of the IEC61850 data model and keeping the classical modbus communication protocol Rencontre des acteurs de l'énergie et de l'eau
Any questions? Don’t hesitate to contact Cyril DANIELS Multi-disciplinary Project Manager Business Developer Hybrid Power System | Flexibility | Storage Power Networks & Renewables cyril.daniels@engie.com M +32 475 81 97 36
Investisseur majeur pour l’environnement en Wallonie Défis énergétiques de l’assainissement des eaux usées Clusters TWEED et H2O Assemblée Générale 14 juin 2022 1 Ir. Christian DIDY Responsable du Service Exploitation, Recherche & Développement de la SPGE
La Société Publique de Gestion de l’Eau (SPGE) coordonne et finance le secteur de l’eau en Wallonie afin de préserver la santé publique, protéger et restaurer les ressources en eau et les systèmes aquatiques des pollutions de toutes origines Le Cycle anthropique de l’eau Communes & Intercommunales Traitement & stockage Milieu naturel Consommation d’eau potable Protection & OAA PRODUCTION DISTRIBUTION ASSAINISSEMENT ASSAINISSEMENT COLLECTIF ASSAINISSEMENT AUTONOME EGOUTS COLLECTEURS STATION D’EPURATION Le secteur de l’eau en Wallonie
50,00% 24,00% 11,50% 9,50% 5,00% Privés SFE (80% SRIW- 20 SWDE) Aquawal Socofe Belfius Choix d’une structure publique • La politique de l’assainissement est financée et coordonnée par la SPGE qui délègue à 7 intercommunales agrées par le Gouvernement Wallon l’implémentation et la gestion des infrastructures Le secteur de l’eau en Wallonie C o n t e x t e
Contrat d’agglomération & Fonds Social de l’Eau Contrat d’assainissement (20 ans) communes Missions déléguées : • DCE • Eaux de Baignade Contrat de collecte et d’épuration (20 ans) + contrat d’entretien Contrat de gestion (5 ans) CPAS Producteurs / Distributeurs Epurateurs/ Démergement Contrat de protection (20 ans) Le secteur de l’eau en Wallonie C o n t e x t e Relations contractuelles
L’assainissement des eaux usées… Réseau de Waterloo (inBW) Collecteur du Pisselet (2008, CRDG) Déversoirs d’orage Couvenailles (Jan Nyssen) Bassins d’orage Stations de pompage/relevage Vieille Haine (IDEA) Collecteurs Égouts (gestion communale) Une multitude d’ouvrages de collecte… C o n t e x t e
Dégrillage Dessablage & déshuilage Boues activées Décanteur … et de traitement C o n t e x t e … et de traitement L’assainissement des eaux usées…
L’assainissement des eaux usées… Ouvrages exploités fin 2021, de l’ordre de : - 440 systèmes d’épuration (4,4 M EH – 92%), - plus de 1.200 stations de pompage, - Plus de 2.500 km de collecteurs, - Divers ouvrages annexes : unités de traitement de graisses, bassins d’orage, unités de réception de gadoues, unités de dépotage et de traitement des PCRA, etc. A terme : - 840 systèmes d’épuration (dont traitement approprié), - 1.500 stations de pompage, - Plus de 3.400 km de collecteurs, - Divers ouvrages annexes. Q u e l q u e s c h i f f r e s
L’assainissement des eaux usées 3,6 millions +/-700 industriels 190 GWh 112.000 ± 35.000 tCO2eq* * Bilan Carbone en cours de finalisation 20.000 k€/an - 20% OPEX Q u e l q u e s c h i f f r e s
Les grands consommateurs du secteur Q u e l q u e s c h i f f r e s
Les grands consommateurs du secteur Q u e l q u e s c h i f f r e s
Les défis énergétiques du secteur L e s o b j e c t i f s c o m m u n s Les objectifs wallons pour la transition énergétique sont : Réduction de 55% des émissions de GES, à l’horizon 2030 Volonté de fixer des trajectoires adaptées par filière Utiliser 20% d’énergie renouvelable pour alimenter le secteur (en 2020 : 13 % min) Augmenter le taux de rénovation des bâtiments publics de min 3%/an jusqu’en 2030
Les défis énergétiques du secteur L e s o b j e c t i f s s e c t o r i e l s Les objectifs du contrat de gestion sont : L’accessibilité à l’eau pour tous La maîtrise des coûts L’optimisation des process L’amélioration des performances énergétiques des bâtiments le recours aux énergies renouvelables Réduire de 20% les émissions de GES
Les défis énergétiques du secteur 1. Contenir/réduire le coût par kWh Marchés groupés de fourniture avec une politique d’achat lissée dans le temps et anticipée Sourcing en CV (achat et production propres) Contrat cadre de raccordement Interruptibilité Flexibilité L e s d é f i s s e c t o r i e l s
Les défis énergétiques du secteur 2. Réduire le nombre de kWh consommés Audits obligatoires (Directive 2012/27) et volontaires Comptabilité énergétique (quantifier et suivre) Mise en œuvre des nombreuses actions résultantes : - Optimisation du fonctionnement équipements - Maintenance prédictive et remplacement anticipé - Isolation des bâtiments - Elimination des eaux claires parasites - … L e s d é f i s s e c t o r i e l s
Les défis énergétiques du secteur 3. Produire des kWh renouvelables Installer des unités PV et éoliennes Riothermie Communauté Energies Renouvelables Utilisation de nos déchets comme biomasse Autonomisation du secteur afin d’être plus résilient (délestage) L e s d é f i s s e c t o r i e l s
Les défis énergétiques du secteur 4. Flotte de 460 véhicules Optimiser les tournées (logiciel de tracking) Smartisation des ouvrages de collecte (télégestion) Verdissement de la flotte mais vers quels types de véhicules s’orienter ? L e s d é f i s s e c t o r i e l s
Les défis énergétiques du secteur 5. Un parc d’ouvrages vieillissant Contrat de Performance énergétique Asset Management L e s d é f i s s e c t o r i e l s
Des actions tributaires d’autres éléments et acteurs 1. De facteurs endogènes : 1. Investissements en vue d’augmenter la charge traitée 2. Traitements complémentaires 2. De facteurs exogènes : 1. Des événements météorologiques 2. Des décisions de l’exécutif – Mixte énergétique C o n c l u s i o n
Fédérer pour faire plus et mieux… C o n c l u s i o n Initiative d’Innovation Stratégique « Water in action »
SPGE 14-16 rue Stassart 5000 Namur. Toute reproduction est interdite sans consentement explicite de la SPGE. Crédit images/photos IStock Merci de votre attention
Traitement des eaux usées & énergie : un potentiel d’innovation et d’optimisation. Nos perspectives en Région wallonne Stéphane Nonet (snonet@cebedeau.be) Cluster TWEED – H20 14 juin 2022
SOMMAIRE 1. Notre situation (STEPs urbaines) 2. Réduire la consommation des STEPs en améliorant la gestion et les infrastructures. 3. Changer de paradigme : une épuration > 0 en énergie 4. Conclusions
Who we are CEBEDEAU is a private Research and Expertise Center for Water founded in 1947 within the University of Liège. OUR MISSION : Provide our partners with concrete solutions that meet their sustainability challenges. CEBEDEAU : WHO WE ARE
Who we are OUR COMPANY STRUCTURE 14 Engineers & Scientists Concepts, process design, advices 12 Technicians From routine to custom analysis Lab and pilot testing facility
1. Notre situation La consommation énergétique des STEPs urbaines
Le parc des stations d’épuration de la SPGE • Les STEPs de moins de 1000EH représentent 40% du parc wallon et environ 3% de la consommation énergétique • Alors que les 20% de STEP de plus 10.000 EH totalisent plus de 80% de la consommation énergétique. 14 juin 2022
14 juin 2022 L’impact de la charge organique et hydraulique Valeur médiane : Taux de charge hydraulique : 126 % Taux de charge organique : 42%
Le choix des filières d’épuration 14 juin 2022 I2 ( kWh/m3) selon la filière et la capacité nominale Boues activées Biodisques Extensifs V3 (Taille, EH) N Médiane N Médiane N Médiane <500 45 1.13 5 0.66 2 0.18 500 – 1000 71 0.59 5 0.29 7 0.40 1000 – 2000 36 0.45 5 0.22 4 0.30 2000 – 5000 51 0.45 6 0.18 5 0.15 5000 – 10000 32 0.43 . . 2 0.18 10000 – 50000 50 0.46 . . 1 0.26 >50000 13 0.43 . . . . All 298 0.50 21 0.29 21 0.26 R-16/1886 du 20/02/2017 Etude 15/084 51/60 Figure 33 – Matrice de sélection de la filière de traitement 2.000 EH 5.000 EH 10.000 EH 50.000 EH 1.000 EH 500 EH
14 juin 2022 Que pouvons-nous faire ? Consommer moins Gagner en efficacité Produire de l’énergie à partir des eaux usées
Nous concerter pour innover : IIS : WATER in ACTION 14 juin 2022 Inspiration v v IRT France Organisation collective Universités – Centres de Recherche – Entreprises publiques et privées afin de faciliter le transfert technologique
2. Réduire la consommation des STEPs en améliorant la gestion et les infrastructures.
14 juin 2022 2.1. Gestion optimale des STEPs SPGE – CEBEDEAU – WideTech Projet EwatLink : une approche logicielle pour optimiser la consommation d’énergie des STEPS. Algorithme pour anticiper les variations des charges polluantes. STEP de Bastogne avec monitoring fin des consommations énergétiques (IDELUX Eau)
14 juin 2022 2.2. Les Equipements : l’aération Energy consumption in a WWTP (Yifan Gu & al., 2017) Diffuseurs fines bulles
AERATION PERFORMANTE en Boues Activées : • Configuration des bassins ; • Dimensionnement et choix des équipements ; • Régulation de l’oxygène dissous ; • Maintenance : remplacement des diffuseurs. QUAND ?
14 juin 2022 ANALYSE D’IMAGES CALCUL ½ EMPIRIQUE Performance Perte d’efficacité MAINTENANCE INASEP - SPGE – CEBEDEAU – ADSCIAN Projet IMO2.0 : mesurer l’efficacité de l’aération par analyse des images de la surface des bassins. Maintenance prédictive
14 juin 2022 Duowei Lu et al. 2021, https://doi.org/10.1080/10643389.2020.1734432 2.3. Choix des procédés : les BIOFILMS Transférer de l’oxygène dans un biofilm qui le consomme est 5 à 10 fois plus facile que transférer l’oxygène dans l’eau. Biofilm agit comme une « pompe » à O2. Comment l’appliquer au traitement d’eau ?
14 juin 2022 Membrane Biofilm Aerated Reactor (Oxymem de Dupont) 5 à 10 x supérieur aux fines bulles Potentiel d’évolution des Lits Bactériens et Biodisques
14 juin 2022 Les Boues Granulaires, un procédé performant et moins énergivore. Gain de l’ordre de 15%
3. Changer de paradigme : vers une épuration positive en énergie Trois exemples très contrastés du point de vue technologique.
EXEMPLE 1 : MICROBIAL FUEL CELL (Rocket Science) Générer de l’électricité en captant les électrons qui s’échangent dans les réactions d’oxydo-réduction. Installation pilote de 1000 L, HES-SO Valais-Wallis. Suisses Fabian Fisher, 2019 Densité d’énergie : 0,47 kWh/kg DCO Rendement coulométrique :14,9% Rendement énergétique : 12 % Réduction DCO : 95,6% 14 juin 2022
14 juin 2022 EXEMPLE 2 : POWERSTEP ou repenser l’organisation des technologies existantes www.powerstep.eu Des STEPs neutres ou positives en énergie sont possibles avec des technologies maitrisées (> 25 à 50.000 EH). Des STEPs neutres en carbone restent un rêve.
Digestion anaérobie sur les effluents industriels ANATIS – CEBEDEAU Projet FLUID ANYOLE : réacteur anaérobie pour la biométhanisation d’effluents liquides. Pilote de démonstration sur effluents de brasserie et fromagerie. Charge moyenne de 700 kgDCO/j, avec des pointes à 1000 kgDCO/j. Rdt sur DCO : 90%
14 juin 2022 EXEMPLE 3 : SOUSTRAIRE la POLLUTION dans un ESPRIT de CIRCULARITE : SEPARATION A LA SOURCE ET TRAITEMENT DE L’URINE www.eawag.ch 90 % Azote = 30 % besoins en O2 Gain énergétique : 0,30 * 60 % = 18 % Opportunité d’innovation pour la valorisation du NPK et Mg provenant de l’urine.
CONCLUSIONS
• Nombreuses possibilités d’améliorer l’efficacité énergétique des STEPs. • Opportunités d’innovations technologiques en Région wallonne, pour les exploitants de STEPs, pour les entreprises privées et publiques du secteur de l’eau. à développer de l’activité économique, dont à l’exportation. • Un enjeu : la mobilisation des acteurs de la recherche et de l’innovation autours des grands enjeux du secteur de l’eau è Rôle du Cluster H2O et de l’IIS Water in action
Merci de votre attention
Statut et perspectives du biogaz/biométhane en Wallonie/Belgique AG TWEED – 14 juin 2022
v Etude 2019 sur le potentiel de biométhane injectable en Belgique (Gas.be / Valbiom) v Deep Dive Study biométhane in Belgium 2021 (Gas.be / Valbiom / Biogas-E / Climact) ü Roadmap régionale (WP5: Valbiom / Biogas-E ) v Etude bio-CNG / bio-LNG pour transport 2021 (Gas.be / Sia-partner) v Etude certification en Belgique 2022 (Gas.be / Sia partner) v Planifié 2022 ?: activation de la filière de biométhane en Wallonie Green Gas Platform BE et études déjà réalisées 2 La « Green Gas Platform » en Belgique a été créée en 2020 pour mieux regrouper le savoir-faire existant dans les régions, ainsi que pour lancer conjointement des études et prendre position vis-à-vis des décideurs politiques, tant au niveau régional que fédéral. Nous souhaitons renforcer encore cette coopération avec d'autres partenaires concernés en 2022.
1. Etat des lieux du biogaz/biométhane en Wallonie 2. Contexte actuel régional et européen et perspectives associées 3. Comment déployer la filière ? 4. Quelques recommandations Agenda 3
Etat des lieux du biogaz/biométhane en Wallonie
Etat des lieux de la biométhanisation en Wallonie (2021) 5
Etat des lieux de la biométhanisation en Wallonie (2021) 6
Etat des lieux de la biométhanisation en Wallonie (2021) 7 ~700GWh de biogaz produit, transformés en: • 250GWh électriques • 250 GWh de chaleur • Consommation GN de distribution (ORES+RESA) = 21 TWh
Contexte actuel régional
Le soutien existant pour le biométhane en “fade out” non binding - informative 9 v Le coût de production du biométhane se situe en moyenne entre 70 et 90 euros pour les plus grandes installations. v Soutien pour le biogaz et le biométhane produits en Wallonie uniquement quand utilisés dans un CHP Wallon. v Soutien en Flandre uniquement pour la cogénération au biogaz (CHP local) Tant en Flandre qu'en Wallonie, le budget des régimes de soutien aux cogénérations (au biogaz / biométhane) seront fortement réduits à partir de 2023 - 2024 Average support and costs
Enveloppes de Certificats Verts par an 10 5.300 CV ~=1 unité de 300kWe/an
Enveloppes de Certificats Verts par an 11 Pourtant, le Plan Air Climat Energie donne une place importante au biogaz/biométhane
Contexte actuel européen et perspectives associées
Repower EU: perspectives européennes 13 The potential is strong enough to deliver 35 bcm in 2030 This scale-up can be done using only sustainable feedstocks Equivalent to 10% of today’s natural gas demand 20% of gas imports from Russia 0 5 10 15 20 25 30 35 40 16 bcm Livestock manure 10 bcm Agri residues 2 bcm Food waste 3 bcm Industrial wastewater 4 bcm Sequential crops 35 bcm Scale-up efforts: REPowerEU 350 250 300 200 150 100 50 0 400 Today FF55 REPowerEU 2030 0 190 165 355 +87% Today FF55 REPowerEU 2030 30 150 190 370 +127% Green hydrogen Biomethane EBA, REPowerEU: Joint European action for more affordable, secure and sustainable energy, 11/05/2022
REPowerEU : focus Belgique 14 Prévision 2030: 6,3 TWh, soit 2,5x la production actuelle Basés sur: • Effluents d’élevage • Eaux usées industrielles • Part du potentiel de résidus agricoles EBA, REPowerEU: Joint European action for more affordable, secure and sustainable energy, 11/05/2022 En TWh
REPowerEU : focus « industrial WW » Belgique 15 EBA, GT sur le potentiel des eaux usées industrielles En GWh 7 7 13 30 0 5 114 5 8 2 10 42 0 49 0 0 2 3 0 149 392 Cheese Butter Ice-cream Beer Wine Spirits Ethanol Pulp Juice Tomato ketchup and sauces Meat (bovine) Meat (pigs) Meat (sheep) Frozen potatoes Crisps Starch Flour, etc. Sugar Yeast Veg. oils Biodiesel
v Malgré l'inclusion du biométhane dans le REpower EU, l'électrification est fortement préconisée pour le chauffage domestique et le transport à Les directives respectives créent également de nombreux obstacles supplémentaires à l'utilisation de ces gaz renouvelable v Les solutions de gaz renouvelables sont principalement envisagées dans les pays en transition et pour les secteurs difficiles à électrifier (industrie, transport maritime et lourd). v Pourtant la faisabilité d'une telle électrification (et ses coûts) est de plus en plus remis en question. Electrification avec ou sans gaz renouvelable 16 Source EBA
17 Le potentiel du gaz vert dans l’énergie (1) Electricity infrastructure (domestic) 90 Today 60? -30% HHP(2) + isolation + HP switch + Rest heat 45? -20% Bio- methane 14? 23? Green + recycled gasses 30% 50 % 80 Today 120 ? + EV + HP - isolation 25 30% 60 ? 50 % Gas infrastructure (domestic) RES today RES tomorrow • Coût additionnel pour l’infrastructure en Flandre est estimé à 4-5 bn€ • Pointe consommation est moins impactée (-20%) • Pas de coût infrastructure additionnelle pour le réseau Le biométhane et le syngas vert pourront déjà servir le marché domestique sans compter l’hydrogène (qui sera plutôt destiné à l’industrie) (1) this figures are only qualitative (not quantitative) in order to show possible future impacts. In order to obtain more exact figures in depth studies can provide correct answers. (2) HHP = hybrid heatpump using gas in Winter and electricity for Heat pump
Consommation du gaz en UE et évolution du prix v Le spot (Day Ahead) se stabilise entre 80 -100 €/MWh pour 2022 v A l'horizon 2023, autour de 80 €/MWh v Tout en diminuant en-dessous les 50 €/MWh dans les années à venir. v Et se stabilisant à 40 €/MWh vers 2025 (en raison d'une diminution prévue de la demande de gaz) Mais personne aujourd'hui n’a de boule de cristal et ne peut prédire où en seront les prix du gaz en 2025 v En EU la demande est inférieure de 7% au T1 2022 par rapport au T1 2021. v La demande industrielle de l’EU a été la plus touchée. UK -18%, GE -14%, NL -26% . La demande industrielle en Espagne est restée constante et a augmenté de 23% en Italie v Alors que l’IEA prévoyait une croissance mondiale de 40 milliards de mètres cubes en 2022, elle s'attend à ce que la demande baisse d'environ 10 milliards de mètres cubes.
v L'augmentation du prix du gaz crée une opportunité pour le biométhane, certainement là où il n'y a pas de soutien. v Le marché des biocarburants est le plus disposé à payer, suivi par le ETS v Le marché intérieur sera alimenté par des GO's et le soutien pourrait consister en une obligation de quota renouvelable dans le mix de livraison. v Pour les biocarburants et le système ETS, une aide aux utilisateurs est plus appropriée car elle peut attirer la production intérieure et importée à ce soutien pourrait consister en un contract for difference (CfD energy or CO2 based) v L’Acheteur de gaz renouvelable cherche un « fixed price » afin d’éviter la volatilité du prix de gaz (TTF, ZTP) 19 NEW Evolution: Green gas purchase agreement Long term (5-10y) purchase of Biomethane P = 80% fixed price + 20% TTF (spot/month/quarter) Les possibilités pour le biométhane dans le futur Today 90 € Gas price 30 € Green 10 € Missing 50 € Tomorrow Countries no support Gas price 40 € Gas price 30 € Countries with support GO 20 € BioCH4 cost Gas price 40 € biofuel 40 € ETS 30 € Gas price 40 € Support ? Support ? Support 60 € Support ? Production support or user support ? Subject to EU targets
Comment déployer la filière ?
21 Pas sans le monde agricole… Agriculture : 80 % Ø Lisiers/fumiers Ø Pailles et autres résidus de culture Ø Cultures (cultures intermédiaires) Autres : 20 % Ø Ordures ménagères Ø Boues de traitement des eaux Ø Déchets verts
Utilisation des gisements 22 è du potentiel AGRICOLE à exploiter
• Historiquement, secteur développé sur déchets agroindustriels è besoin de re-lier les unités à la terre ! • Agriculteurs: − Parties prenantes du projet ? − Gestionnaires des matières organiques? (amont et aval) • Quelles tailles d’installations ? Vision REPower EU : Pas sans le monde agricole 23 EBA, REPowerEU: Joint European action for more affordable, secure and sustainable energy, 11/05/2022
Comment évaluer les différentes possibilités? è Il faut d’abord définir sur quelle base évaluer avant de définir un plan raisonné ! Le coût de la tonne de CO2 évitée par la biométhanisation semble pertinent 24 Mc Kinsey
Coût par tonne de CO2 évitée La filière de biométhanisation est capable du meilleur comme du pire. Combien coûte la tonne de CO2 évitée par la biométhanisation ? (en tenant compte de la grande diversité) 25 15% à 50€/tCO2 30% à 100€/tCO2 75% à 250€/tCO2 100% à 500€/tCO2 ?
Coût par tonne de CO2 évitée 26 Coût de production du biométhane (LCoE) CAPEX, OPEX et rentabilité inclus (revenus liés aux digestats déduits) Energie (indexée sur GN) Création d’emplois Economies réseau électrique (coût de l’intermittence) Réductions de GES La valeur de la tonne de CO2 évitée est la variable d’ajustement COÛT BENEFICES ATTENTION : calculs faits en 2020-2021 avec gaz à 19€/MWh !
Comment déployer la filière ? 27 Alimentation ? Valorisation du biogaz ? Zone géographique Valorisation du digestat ? Taille ? Calculer, simuler et comparer des configurations. Entre autres en fonction de: • La taille des installations • Le type d’intrants • Des paramètres techniques (couverture des stockages de digestats, combustion des effluents gazeux, fraicheur des lisiers…) • Zone géographique : unité à Malmedy différente de Gembloux !
Evaluer pour prioriser: coût par tonne de CO2 évitée 28 • Exemple : effet du type d’alimentation 0 200 400 600 800 1 000 1 200 1 400 1 600 1 800 2 000 0 20 000 40 000 60 000 80 000 100 000 120 000 140 000 160 000 €/tCO2 eq Tonnes de MF/an Coût (€) par t CO2e évitée en fonction de la taille de l'unité (t MF/an) WAL - TOUT SAUF EFFLUENTS et CIVE-HERBE - INJECT WAL - CIVE-HERBE - INJECT WAL - MAÏS - INJECT WAL - EFFLUENTS - INJECT - 45j ATTENTION : calculs tenant compte gaz à 19€/MWh !
Evaluer pour prioriser: coût par tonne de CO2 évitée Besoin de développer la filière de manière raisonnée: • Quelles matières ? Quels porteurs de projets ? Quelles tailles d’installations ? Résultats principaux: • Effet de la biométhanisation à la ferme (sur effluents frais) • Niche de la biométhanisation à la ferme, mais quelle valorisation du biogaz ? • Performances identiques aux grosses unités centralisées (>50.000 t/an) 29
Quelques recommandations
v Potentiel en Belgique (Valbiom) = 15,6 TWh v Un objectif ambitieux serait d'atteindre 10 TWh en 2030 Un objectif ambitieux pour la Belgique 31 Antwerpen Dendermonde Bree Lommel Geer Sombreffe Beerse Hebronville Leuven Bio-LNG Zeebrugge Brussel Quevy Le bon villers Leuze Harelbeke Gent Biomethane production projects being studied Biomethane production projects with FID Biomethane production operational Biomethane production Current = 150 GWh By 2023 = 350 GWh By 2025 => 1000 GWh Ieper Baudour Andenne I M P O R T S ? ? WALLONIA ~ 6 TWh or – 0,7 mioT /y Flanders ~ 5 TWh or – 1,2 mioT /y DES MESURES D’ACTIVATION SERONT NECESSAIRES
1. Prise en compte de toutes les réductions d'émissions de gaz à effet de serre provenant de la production et de l'utilisation du biométhane dans les inventaires officiels fédéraux et régionaux. 2. L'intégration de l'utilisation du biométhane dans les différents scénarios de réduction des émissions de gaz à effet de serre et de la part des énergies renouvelables inclus dans les plans énergétiques et climatiques 3. S'efforcer d'utiliser les meilleures techniques disponibles dans le développement des projets de biométhane, y compris l'exploitation et la maintenance d'un site opérationnel. (1) 4. L'introduction de la production de biogaz et de l'injection de biométhane en tant que partie intégrante de la politique agricole afin de boucler les différents cycles de matières et d'énergie au niveau local. 5. Mise en place des mécanismes de soutien dynamique pour activer le potentiel identifié et contribuer à la rentabilité des projets. 6. Harmonisation du système de certification des gaz verts afin de permettre aux acteurs de la filière de valoriser les réductions d'émissions de gaz à effet de serre issues de la production de biométhane au niveau national et européen. 7. L'introduction d'une obligation d'inclure le gaz vert dans les contrats de fourniture de gaz pour les clients domestiques, sur le modèle de l'obligation introduite pour le secteur des transports dans le cadre de REDII. 8. Évaluation du potentiel des autres gaz verts (méthanation, pyrolyse, power-to-gas, etc.). Cela pourrait au moins doubler le potentiel du biométhane. Recommendations 32 (1) Les émissions de gaz à effet de serre qui peuvent résulter de la production de biométhane sont compensées dans une très large mesure par les émissions de CO2 évitées
Gaz Un atout essentiel pour la flexibilité Cas pratiques dans l’industrie (Beneo Orafti) & station d’épuration (Aquiris) 14 Juin 2022 Lien Van Schepdael
2 © 2022 Flexcity - confidential En étant disponibles au bon moment Vous êtes récompensés pour soutenir le réseau Être flexible au bon moment € Gagnez jusqu’à plus de 200 000 € par MW flexible par an
3 © 2022 Flexcity - confidential La flexibilité électrique Principes de fonctionnement Hausse partielle Baisse partielle Démarrage complet Derated Pnom Pnom Pmin Activation Pnom Activation Pnom Pmin Activation Baisse de la production Hausse de la consommation Hausse de la production Baisse de la consommation Hausse de la production Baisse de la consommation
4 © 2022 Flexcity - confidential
5 © 2022 Flexcity - confidential INTEGRER LES RENOUVELABLES EN MODULANT LE GAZ
6 © 2022 Flexcity - confidential 1. Expertise 2. Technologie Flexcity L’interface vers les services ELIA
7 © 2022 Flexcity - confidential Principe de fonctionnement Les enchères journalières permettent d’adapter l’offre à vos disponibilités 6 blocs de 4 heures par jour Planifier les disponibilités flexibles au jour le jour Informer en cas de disponibilité ou d’indisponibilité NON-OFFERT 20:00 0:00 4:00 8:00 MW Bloc 1 16:00 12:00 Bloc 2 Bloc 3 Bloc 4 Bloc 5 Bloc 6 .OFFERT. .OFFERT.
8 © 2022 Flexcity - confidential Pour fournir ce service, il faut pouvoir suivre un signal linéaire en diminuant sa production 4 sec 4 sec ... 4 sec 4 sec 4 sec ... 4 sec 4 sec 4 sec 7,5 min Pnom Pmin Puissance flexible Temps 4 sec ... 4 sec 7,5 min Fréquence d’activation Technologie 7.5 min Rampe linéaire Temps de réaction Activation Automatique via Flexcity Box 0 à 50% Contrôle continu
9 © 2022 Flexcity - confidential Principe de fonctionnement Vous êtes rémunérés pour votre disponibilité et par activation Rémunération de DISPONIBILITÉ Fixe (€/MW/h) Rémunération d’ACTIVATION Variable (€/MWh) NON OFFERT 20:00 0:00 4:00 8:00 MW Bloc 1 16:00 12:00 Bloc 2 Bloc 3 Bloc 4 Bloc 5 Bloc 6 OFFERT OFFERT 24:00 Fixée par le marché Enchères journalières MW €/MWh Choisie et couvre les coûts d’activation Détermine la durée et la fréquence des activations 2 types de Rémunération
10 © 2022 Flexcity - confidential Signal d’activation Modulation automatisée Flexcity box Flexcity cloud Principe de fonctionnement La Technologie Flexcity
11 © 2022 Flexcity - confidential Une marge d’erreur de 15% de la puissance flexible est acceptée Des corrections sont appliquées en cas de dépassement Temps aFRR fourni aFRR demandé Marge de tolérance Divergence d’énergie aFRR Ramp rate (kW/min) = Puissance flexible (kW) 7,5 min
Beneo Orafti accorde sa confiance à Flexcity pour valoriser sa turbine à gaz Beneo Orafti flexibilise sa turbine à gaz Industrie, Agroalimentaire Participation en aFRR (R2) Depuis 2020 5MW - turbine à gaz
Beneo Orafti accorde sa confiance à Flexcity pour valoriser sa turbine à gaz Beneo Orafti flexibilise sa turbine à gaz Industrie, Agroalimentaire Participation en aFRR (R2) Depuis 2020 5MW - turbine à gaz • Optimisation de la turbine à gaz.
Beneo Orafti accorde sa confiance à Flexcity pour valoriser sa turbine à gaz Beneo Orafti flexibilise sa turbine à gaz Industrie, Agroalimentaire Participation en aFRR (R2) Depuis 2020 5MW - turbine à gaz • Optimisation de la turbine à gaz. • Génération de revenus supplémentaires chaque année.
Beneo Orafti accorde sa confiance à Flexcity pour valoriser sa turbine à gaz Beneo Orafti flexibilise sa turbine à gaz Industrie, Agroalimentaire Participation en aFRR (R2) Depuis 2020 5MW - turbine à gaz • Optimisation de la turbine à gaz. • Génération de revenus supplémentaires chaque année. • Action supplémentaire à leur programme d’efficacité énergétique.
Beneo Orafti accorde sa confiance à Flexcity pour valoriser sa turbine à gaz Beneo Orafti flexibilise sa turbine à gaz Industrie, Agroalimentaire Participation en aFRR (R2) Depuis 2020 5MW - turbine à gaz • Optimisation de la turbine à gaz. • Génération de revenus supplémentaires chaque année. • Action supplémentaire à leur programme d’efficacité énergétique. • Contribution à l’équilibre du réseau belge et européen & soutien à la transition énergétique.
Beneo Orafti accorde sa confiance à Flexcity pour valoriser sa turbine à gaz Beneo Orafti flexibilise sa turbine à gaz Industrie, Agroalimentaire Participation en aFRR (R2) Depuis 2020 5MW - turbine à gaz • Optimisation de la turbine à gaz. • Génération de revenus supplémentaires chaque année. • Action supplémentaire à leur programme d’efficacité énergétique. • Contribution à l’équilibre du réseau belge et européen & soutien à la transition énergétique. • La turbine à gaz Beneo Orafti a été la première unité de production décentralisée à soutenir le réseau belge via le marché aFRR.
20 © 2022 Flexcity - confidential Aquiris valorise sa cogénération et ses groupes de secours à travers les services aFRR et mFRR.
21 © 2022 Flexcity - confidential Aquiris valorise sa cogénération et ses groupes de secours à travers les services aFRR et mFRR. Création de deux nouvelles sources de rémunération. Soutien au réseau électrique et à la transition énergétique Optimisation des groupes électrogènes (qui ne sont pas utilisés) et de la cogénération.
22 © 2022 Flexcity - confidential Aquiris valorise sa cogénération et ses groupes de secours à travers les services aFRR et mFRR. I SOLUTION Depuis 2019, Flexcity valorise le potentiel flexible d’Aquiris pour en renforcer les programmes d’efficacité énergétique et leur reverser des rémunérations additionnelles. ● Aquiris réduit journalièrement la production électrique de sa cogénération à travers l’aFRR (R2) pour compenser les petits déséquilibres du réseau. ● Flexcity installe un boîtier de contrôle intelligent sur le site, la Flexcity Box. Création de deux nouvelles sources de rémunération. Soutien au réseau électrique et à la transition énergétique Optimisation des groupes électrogènes (qui ne sont pas utilisés) et de la cogénération.
23 © 2022 Flexcity - confidential Aquiris valorise sa cogénération et ses groupes de secours à travers les services aFRR et mFRR. I SOLUTION Depuis 2019, Flexcity valorise le potentiel flexible d’Aquiris pour en renforcer les programmes d’efficacité énergétique et leur reverser des rémunérations additionnelles. ● Aquiris réduit journalièrement la production électrique de sa cogénération à travers l’aFRR (R2) pour compenser les petits déséquilibres du réseau. ● Flexcity installe un boîtier de contrôle intelligent sur le site, la Flexcity Box. Les solutions de Flexcity n’impactent pas l’activité d’Aquiris. Création de deux nouvelles sources de rémunération. Soutien au réseau électrique et à la transition énergétique Optimisation des groupes électrogènes (qui ne sont pas utilisés) et de la cogénération.
25 © 2022 Flexcity - confidential © 2022 Flexcity - confidential Contact : Lien Van Schepdael Country manager (Ir.) lien.van-schepdael@flexcity.energy +32 (0) 4 78 97 63 72
la solution naturelle qui traite et valorise vos rejets industriels liquides
Une expertise qui se construit depuis 2012 ANATIS Systèmes brevetés Solution pour l’agriculture Solution pour l’agro-alimentaire L’équipe Partenaires
Industrie agroalimentaire Déchets liquides organiques Station d’épuration Egouts Production électrique (10 à 100 kW) et thermique directement bénéfique à l’industrie et garantissant l’autonomie du système Tampon gaz et désulfuration Intégration sur site industriel modulable et à faible empreinte foncière
✓ Réduction conséquente de la charge organique/DCO ✓ Déchargement des stations d’épuration en aval ✓ Internalisation traitement de certains déchets ✓ Diminution globale des coûts de traitements de l’industrie ✓ Production d’énergie verte (électrique et calorifique) ✓ Subsides et certificats verts ✓ Économie circulaire (Europe 2050 « Climate Strategy ») D’une source de coût à un traitement vert et rentable
La technologie ✓ Rendement épuratoire élevé : diminution de 80% à 90% de la DCO, rétention des boues ✓ Autonomie du système : énergétique grâce au biogaz produit et d’exploitation via l’automate ✓ Robustesse & simplicité d’exploitation : repose sur la gestion de paramètres et appareillages simples Fluid-Anyole est un système de traitement et de valorisation des eaux résiduelles industrielles chargées organiquement (< 12 % matières sèches). Sa technologie est basé sur le principe de biométhanisation anaérobie à chicane (type ABR bi-phasique – deux étages métaboliques). Grâce à sa gamme de réacteurs modulaires de petites et moyennes capacités, il permet un traitement efficace pour des charges journalières entre 300 à 2.500 kg de DCO. Fluid-Anyole peut donc être installé seul ou en parfait complément d’une station d’épuration selon le besoin de l’industrie.
RÉALISATION au sein de la Brasserie – Fromagerie d’Orval
Solution sur-mesure : ➢ Respectant les contraintes locale (zone Natura 2000, passage de camions, respect de l’habitat naturel) ➢ Traitement journalier de 50 m3 d’effluents de l’industrie : 100% lactosérum, 40% des ERI de la fromagerie et jusqu’à 20% des ERI de brasserie Retour sur investissement : ✓ Diminution d’environ 80% de la DCO : soulage la station d’épuration du site en aval, et diminue la consommation électrique ✓ Unité de cogénération avec production électrique et calorifique directement utilisable par l’industrie : économie circulaire, autonomie du système et rentable ✓ Diminution des boues et traitement (ré-) internalisé d’effluents : suppression des coûts des traitements des déchets auparavant externalisés comme le lactosérum ou la levure ✓ Amélioration de la performance énergétique globale de l’entreprise : contribution instantanée aux efforts en matière environnementales fixés par les autorités et l’industrie elle-même Installation d’une station de biométhanisation FLUID-ANYOLE® avec unité de cogénération de 57 kW
Parcours général des effluents B201 B202 FA2A FA2B FA1B FA1A FA3 B206 Poche B205 B203 Effluent brasserie Effluent fromagerie
Parcours général du biogaz FA2A FA2B F12B FA1A FA3 Poche C h a u f f e r i e C o g e n Système de mesure gaz à la sortie des cuves FA Système de disconnexion gaz (incendie) Non dangereux : système fermé avec pression de 5 mbar, maintenue grâce à des soupapes de sécurité
Avril 2021 - Finalisation des travaux
àCaractérisation des effluents àDimensionnement de Fluid-Anyole et son intégration dans l’environnement local àAccompagnement aux démarches administratives àMise-en-œuvre de l’installation et de son automatisation àDémarrage àSuivi du fonctionnement àMonitoring Anatis accompagne son client, de l’étude préliminaire jusqu’au suivi du fonctionnement de la station Fluid-Anyole.
Merci

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