GT Hôpitaux et cogénération

Cluster TechnologyofWalloniaEnergy,EnvironmentandsustainableDevelopment

19juin2017

GROUPE DE TRAVAIL:

COGENERATION DANS LES HÔPITAUX

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.

Cluster TechnologyofWalloniaEnergy,EnvironmentandsustainableDevelopment

TWEEDAsblRueNatalis 2– 4020Liège– Belgium

BricoutPaulProjectengineer

[email protected]

OlivierUlriciProjectengineer

[email protected]

CédricBrüllDirector

[email protected]

www.clustertweed.be

DRIVEYOURENERGY

Q2- 2017

CogénérationBiomasse

TechniqueetFinance

CORETEC - DRIVEYOURENERGY 2BIOMASSCHP- Q2/2017 DiffusioninterditesansaccordécritdeCORETEC

Notremission

Améliorerlacompétitivitédenosclientsprofessionnelsenoptimisantleurscoûtsénergétiques.

EngineeringNousétudions,implémentonsetréalisonslamaintenancedesolutionscomplètesdeproductiond’énergiehauteperformance.

InvoicingNousétudions,implémentonsetcontrôlonslesstratégiesd’achatsetdeventesd’énergie(électricité– gaz).

Heatrecovery|Cogeneration|Photovoltaic|Biomasse|PowerPlant|LED BudgetManagement|RiskManagement


SchémagénéralIntroduction

Turbine

Moteur+Génératice

Adaptéaugrandepuissance>MW

Adaptéauxpetitespuissances<MW

Cogénération=

GAZnaturel

Déchetsverts

BOIS

Gazogène

Biométhaniseur

Chaudière VAPEURORC

SYNGAZ

BIOGAZ


4DRIVEYOURENERGY

Cogénération

4 /23

2à5ANSPayBackTime

Disponibilité95%

RéductionémissionC0²

20%

§ L’énergieélectriqueproduiteestprioritairementautoconsomméeetl’énergiethermiqueestvaloriséedanslecircuitdechauffagedusite.

§ L’excédentestrevendusurleréseaudedistributionpublic.§ Laproduction totaled’énergievousdonnedroitàdescertificats

vertsquevousrevendezauprixdumarchéouàElia.

Cogénération

Vousconsommezdelachaleuretdel’électricitéetvousdésirezréduirevosfacturesénergétiquessignificativement?

A partir d’une énergie primaire unique, la cogénération permetla production simultanée de chaleur et d’électricité tout enréduisant les pertes d’énergie.

2à5ANSPayBackTime

Disponibilité95%


20%

2à5ANSPayBackTime

Disponibilité95%


20%

2à5ANSPayBackTime

Disponibilité95%


20%


DRIVEYOURENERGY

Biomasse

5 /23

Voussouhaitezréduirevotrefactureénergétiquetoutenutilisantuncombustiblealternatif?

§ Leprixducombustiblerestestableetmoinscherque leprixdufioul.§ Lesconsommateurspeuvent seregrouperenunréseaudechaleur

pourunemêmechaufferie.§ Lacogénérationvousdonnedroità2,5certificatsvertsparMWh

électriqueproduit.

La biomasse permet la production de chaleur et d’électricité grâce àla combustion du bois. Suivant les besoins, deux types detechnologies peuvent être utilisées: la chaudière biomasse pour laproduction de chaleur et la cogénération bois pour une productionsimultanée de chaleur et d’électricité.

3à8ANSPayBackTime

Rendement80à90%


90%

3à8ANSPayBackTime

Rendement80à90%


90%


Cogénérationbiomasse

Intérêtdecettetechnologie

• Technologie« Innovante » au BENELUXet enFrance

• Technologiemaitrisée,• plus de 600 références• disponibilité >85% sur base annuelle,moyenne sur 10ans

• Rendement global de80 %

• Adapté ausecteurTertiaire,auPME :• Puissance de (10)– 30 – 45– 165 – 180kWe• Combinaison encascadepossible

• Volume de Biomasse nécessaire compatible avec un projetà l’échelle locale

• Rentable en considérant le coût actuel des énergies fossiles (50€/MWh)

RéférenceSPANNER(2016)

Cogénérationbiomasse


Critèresderéussitepourunprojet

Introduction

Disponibilité debiomasseLocaleouviafournisseur

Consommationdechaleur≥50.000litreséq.mazout

Basedeconsommationthermiquestable

Autoconsommationélectrique Unechaufferiebiomasseexistantepermetderéduirefortementl’investissement

Critèresderéussitepourunprojet


Chaleur

Services

Process

Loisir

Collectivité

PorteursdeprojetIntroduction

• Agriculteur• Serriste• Scierie• Petiteindustrie• …..

• Hôtel• Piscine/SPA• …..

• Eco-quartier• Réseaudechaleur• …..

• Hôpital• Maisonderepos• EcoleetInternat• …..


Quelcombustibleutiliser?

AnalyseTechnique

• Biomassenonpolluée (boisA)• Pelletsouplaquettesforestière(G30)• max30%define<4mm:encrassementetmauvaisecombustion• Humidité :entre8%et13%.• Pasdesable,vis,clous,pierre,….Risqued’endommagementdel’équipement

Plaquetteforestière,descierie,déchetsdepaletterie,etc…

Excellente qualité Qualité standard mauvaisequalité

Laqualitéducombustibleconditionneladisponibilité del’équipementetdonclarentabilitéduprojet

Quelcombustibleutiliser?


PrésentationdeséquipementsAnalysetechnique


SchémaGlobal:exemplesur45kwe

Analysetechnique

Gazogène

Moteur+Génératrice

Syngaz90°C

135m³/h

Silo

Silosécheur

OU

Pellets(8%HR,PCI=5MWH/to)

Plaquetteforestière

(30%HR,PCI=3,4MWh/to)

45kg/h(10%HR,PCI=4,3MWh/to)

39kg/h

13,5kW

Pprim =193,5kW

95kW

Valorisationthermique

Tampon5– 10m3

Aéro desecours120kW

Pth =108,5kW

Valorisationélectrique

+/- 20kW

Paux =- 2kW

P.Elec =45kWe

Rendement thermique=56%Rendementélectrique=23,5%

273To/an

1200MAP/an

Surbase7000h/an

SchémaGlobal:exemplesur45kwe


PrincipedelagazéificationAnalysetechnique

Historique• Leprocédédegazéification futmisenœuvredèslemilieu du

19emesiècledansdesusinesàgazpourproduirelesgazmanufacturésutiliséspourl’éclairage publique,lechauffageoule transport.

Définition• Processusàlafrontièreentrelapyrolyse etlacombustion• Décompositionparlachaleurd’unsolidecombustible

carbonéenprésenced’unréactifgazeux

Objectif• Obtenirunmélangegazeuxcombustibleappelé«syngas »

(mélangedemonoxydedecarboneetd’hydrogène)• Limiter laproductiondegoudron(<100mg/Nm³)


Emissionsdegaz,cendresAnalysetechnologique

Lesfuméesont lacompositionsuivante:

Source: Müller-BBM emission tests. December 3. 2015Limite=normeAllemande.LesémissionssontconformeàlalégislationEuropéenne.

Lescendres• Combustioncomplètedubois->tauxdecendreéquivalentàunechaufferieclassique->1,5à3%enmasse.• Peuoupasdeformationdemachefer,pasdeformationdegoudron• Lescendressonttrèsfinesettransportéesaveclegazjusqu’aufiltre.Evacuationparvoiesèche

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 %


LebruitAnalysetechnologique

Unsilencieuxestprévuenbasesurleskid dumoteur, lesbruitsàl’échappementsontdoncmodéré.Commeencogénération gaz,ilfautprévoirun localacoustiquepour lemoteurouuneimplantation enconteneur

Encondition d’exploitation, leprojetnedépassepas35dB->projetcompatibleavecunezoned’habitat.

Pleinrégime45kWDanschaufferie

Pleinrégime45kWHorslocalnonacoustique


Gestiondesrisquesliéàlatechnologie

Analysetechnologique

1.DégagementdeCO

• Ventilationpermanentedulocal.EncasdedétectiondeCO,renouvellementcompletdel’airen2minute.

• DétectiondeCOàplacerdanslelocal.Actionpararrêtmachine,flashetsirène• DétecteurdeCOpersonnelàdispositiondanslelocal.Doitêtreportépartoutintervenantsurles

machines

2.Productiondegaz nonvalorisable• Encasd’arrêtdumoteur,évacuationdesgazàl’atmosphèreetarrêtdugazogène(faiblevolumedegaz

contenudansl’équipement).

3.RisqueIncendie• Anti-retourdeflammeverssilo :clapetcoupe-feusuralimentationenbois• Centrale incendieàmettreenplace :détecteurdechaleuretfumée,stdpourtoutechaufferie>100kW

Gestiondesrisquesliéàlatechnologie


MaintenanceAnalysetechnologique

Interventiondemaintenancepréventiveetcurativenécessaire

Différentniveaudequalificationtechniquenécessaire:

• Entretien journalier :qualificationdebase(checkvisueletanalysed’alarmepremierniveau)

• Entretien/nettoyagebasique:qualificationtypechauffagiste“classique”,essentiellement du

nettoyagedugazogène.Fréquencesuivantqualitéducombustible

• Entretienmoteur:personnelqualifiéousuffisammentexpérimenté (formationcontinuede

l’exploitant)

Exploitation100%réalisableparlepropriétairedelamachine(modèleAllemand– 257machines)Exploitation100%externaliséeversl’installateur(modèleLettonie– 60machines)

ContratCORETECdisponibleavecdifférentniveaud’intervention,ycomprisall-in sur15ans.


ImplantationAnalysetechnologique

Aveccascadedesilopour séchage

Le séchage du bois peut être réalisé parrécupération de l’air de ventilation et doncles pertes par radiation des équipements(+/- 20 kW).Prévoir les sécurités adaptées


ImplantationencascadeAnalysetechnologique

SiloSécheuràbande

Silotampon


ParamètresfinanciersAnalysefinancière

Coûtdesénergies(HTVA) :Mazout:45€/MWhElectricité achetée :150€/MWhElectricité vendue:25€/MWhBiomasseachetéeetlivrée (G30,W10):130€/to

Aidefinancière :AccèsauaideUDE,UREBA

Accessaumécanisme descertificats verts:

Paramètres pourlaWallonieü kECO =1,5

ü KCO2:ü fonctiondelaprovenanceduboisü Tauxdevalorisationdelachaleur (cfr fichierCWAPE)

ü PlafondCV=2,5CV/Mwhe

ü Durée=15ans


AnalyseEconomiqueBusinessCasetype

Surbaseannuelle Référence Cogénération

Achat decombustible - 34.000 €(mazout) - 41.000€(biomasse)

Achat/vented’électricité - 45.000€ - 9.000€

Coût demaintenance - 1500€ - 29.000€(All-in 15ans)

Evacuationdescendres - 1000€

TOTALfrais d’exploitation - 80.500€ - 80.000€

Certificats verts / +48.700€

Injection d’électricité +400

TOTALrentrée 0€ 48.600 €

InvestissementBRUT / 250-400k€Subside (moyenne) 16,5%

TRS 4à7ans

Consommationthermiquedusite=+/- 70.000léq.fioulConsommationélectrique =+/- 300MWH


Conclusion

Lacogénérationbiomassepargazéfication estdésormaisunetechnologiefiableetrentable.

Laqualitédelabiomasseestunélémentessentielpourgarantirladisponibilitédelacogen.

Unemaintenancepardupersonnelqualifiéestégalementessentielle.

Auniveaurentabilité,leTRIestcomprisentre4et7ans.

CettetechnologiepermetenoutredeséconomiesdeCO2biensupérieuresauxcogens gaznat.

Ruedesgardes-frontière14031AngleurBelgium

+3243657025

www.coretec.be - [email protected]

Mercipourvotreattention

CalificePascalSalesDirector

[email protected]

Combined Heat and Power (CHP)

Customer presentation

Key Figures

2Combined Heat and Power (CHP) | Customer presentation – 2017/02

Global CHP market Veolia Supplied energy

$ 7 billionprospective market by 2020

10,5% of electricity

and 15% of heatgeneration in Europe (2015)

€ 1,9 billionCHP Heat and Power turnover

in 2015

3 272 MWeinstalled capacity (2015)

Equivalent to 4 nuclear reactors

8 700 GWheSupplied electricity in 2015

17 100 GWthSupplied heat in 2015

Equivalent to 1,7 Million European housings energy needs

Our understanding of the challenges


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

Our solution: CHP configuration


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

Customer benefits

6

ReducedGHG emissions

Reliableenergy supply

Valorizedlocal energies

One-stop-shop Reduced energy bill


Some Veolia references

7

GermanyBraunschweig

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

UKAstra 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

ChinaChongqing Changshou

Industrial clientGas-fueled CHP

Refurbishment of acquired energy, sales price adjusment schemes

Improve production and continuity of operations

Compliance with EH&S standards

USANew York University

Commercial clientGas-fueled CHP

Expansion of the existingcogeneration plant

43 400 tons of CO2 avoided per year

$5 million of energy savings

Increased resilience of site

PortugalSan Joao Hospital

Commercial client

Gas-fueled CHP

DBFOT

10 000 tons of CO2 emissions avoided per year

37.5 Gwe electricity generated per year


Full energy Offer


Client’s site

Primaryenergysupply

Electricity

Thermal energy

COGEN

“inside the fence”: Self consumption

“outside the fence”

• Feed in-Tariffs• Freemarket• Adjustment mechanisms

• Primary energy procurement• CHP technical management

• Supply of thermal energy

• Supply of electricity to the site and/or to the grid

Thermal Offer


Client’s site

Primaryenergysupply

Thermal energy

COGEN

• Primary energy procurement• CHP technical management

• Supply of thermal energy

Guaranteed Efficiency Offer


Client’s site

COGEN

• CHP technical management

MGGE projectBiomass Tri-generation project for CHU Hospital Mont-Godinne

16/06/2017 Xylowatt – Biomass to Energy 0

TWEED WG - HospitalMeeting 19-06-2017

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


COMPANY PROFILE

Section 1



2004

2007

20092010

20112013

2015 2017

2001

NOTAR® story

16/06/2017 Xylowatt – Biomass to Energy

OUR ECOSYSTEM

4

Our Industrial partner:

▪ Engineering▪ EPC

TECHNOLOGY

Section 2


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


NOTAR® TECHNOLOGY

Biomass

CO2

CH4

H2CO


✓ Stability

✓ LHV : ~ 5.5 MJ/Nm³

✓ Composition✓ H2 22%✓ CO 18%✓ CO2 13%✓ CH4 2%✓ N2 45%

✓ Compatible with engine(CHP) manufacturersspecifications

NOTAR® technology Syngas characteristics

PROJECT DESCRIPTION

Section 3

Xylowatt – Biomass to Energy16/06/2017 8

Project MGGE – CHU Mont-Godinne


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)

MGGE Site situation :


MGGE Global view


MGGE site plant :


Xylowatt – Biomass to Energy 1316/06/2017

CHP

MGGE – site view - Mont-Godinne

Dryer Gasifier installationWoodchips strorage

Plant overview

CHU to become 1st hospital in Belgium to implement green Tri-generation


2750 MWhc

8700 MWht

4100 MWhe

Wood 5600 tons Syngas 15 GWh CHP

7500 h/yr

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


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


GO Time :

September 2017


18

Geoffroy [email protected]

Xylowatt – Biomass to Energy16/06/2017

Xylowatt

www.xylowatt.com

mailto:[email protected]

http://www.xylowatt.com/