Memoire Online - Tests technico-économiques sur la plateforme gazeifieur: de l'étude de la ressource à l'utilisation du gaz dans un moteur pour la production d'électricité

Une analyse de la plateforme relevée sur 6 mois a permis d'établir un graphe des plages de fonctionnement couvertes (figure 12) et les pannes qui ont empêché l'exploitation efficiente relevé dans le tableau 24.

Causes des problèmes	Mars	Avril	Mai	juin	Juillet	Août	Pourcentage de jours avec des problèmes
Gazeifieur (réacteur et auxiliaires)	3	5	7	7	9	2	30%
Générateur (Maintenance et réparation)	0	0	0	0	3	10	11,82%
Ressources (biomasse et personnel)	7	4	5	1	2	5	21,82%
Autres (charges,organisationetc..)	5	6	4	16	5	4	36,36%
Total/184 jours	15	15	16	24	19	21	59,78%

Tableau 24 : Tableau représentant les jours de non-fonctionnement et leurs causes

Ces résultats montrent que la plupart du temps c'est les charges (BRF, usine de recyclage)qui sont en défaut ou le gazogène qui présente des problèmes à savoir les problème de goudron qui bouchent les systèmes de refroidissement et le moteur, suivit de près par la biomasse à savoir sa disponibilité et son conditionnement. Outre ces cas, la plateforme étant plus utile pour la démonstration, ceci amène à un problème d'organisation qui ne permet pas d'assurer la continuité de fonctionnement. Ceci fait ressortir les facteurs pouvant influencer sur la gestion de la plateforme de gazéification.

2.1.2. Scénarios technico-économiques

Les éléments ci-après ont été pris en compte dans l'estimation économique :

v cout OM : 3 % de cout d'investissement (inclus les couts du charbon de bois, du fuel pour l'amorçage, de l'eau de lavage) et ceci pour chaque scénario ;

v Cout personnel : deux opérateurs qualifiés plus un opérateur non qualifié : 290 000 FCFA/mois, dans un souci de simplification des calculs on considère quel que soit le taux de couverture le personnel sera mobilisé en permanence, ce qui est spécifique au cas de Songhaï et peut être revue en fonction des besoins et condition de fonctionnement ;

v Matière première produit à songhaï, car Songhaï est un centre agro-industriel et est a même de se fournir par ses propre plantations ;

v Coût de la facture d'électricité calculé sur la base de la facturation de la SBEE de 111 FCFA/KWh, qui correspond au tarif appliqué aux abonnements professionnels. L'estimation de la facturation a été faite en prenant un temps de consommation d'heure/jour 30 minutes pour le démarrage et 30 minutes pour l'arrêt ;

v Le productible en énergie est estimé sur 5 jours de fonctionnement par semaine sur toute l'année multiplié par le taux de charge ;

Les hypothèses suivantes caractérisent le système et sont communes à tous les scénarii :

§ Température des fumées par cogénération au niveau du séchoir à biomasse : 120°C

Paramètres d'étude technico-économique
Scénario	1(6h/jr)	2(12h/jr)	3(18h/jr)
Moyenne temps journalier d'utilisation	25 %	50 %	75%
Energie productible (kWh)	49 920	99 940	149 760
Consommation ressource bois (t/an)	68	139	205
*Coût matière première (Bois) FCFA/an³**	2 556 377	5 117 875	7 669 299
Coût matière première (coques de noix de coco) FCFA/an	1 238 016	2 478 512	3 714 048
Investissement Total (Bois)	68 325 569	70 887 067,29	73 438 492
Investissement Total (coques de noix de coco)	67 007 208	68 247 704	69 483 240
TRI avec le bois (an)	14,1	6,8	4,5
TRI avec coques (an)	13,8	6,5	4,3
Prix élec FCFA/kWh (Bois)	217	112	78
Prix élec FCFA/kWh (coques de noix de coco)	213	108	74

L'étude technico-économique de la plateforme gazeifieur nous permet de dégager les trois scénarios de base qui font ressortir l'influence nette du taux de couverture journalier et du taux de charge sur le cout de l'électricité, outre celle des coûts d'investissement et coût d'opération et de maintenance.

Les différents scénarios nous permettent de dégager un coût et le dégagement de bénéfices à partir de 50% de couverture journalière. Le cout de la matière et son conditionnement comme décris dans l'étude de la ressource influence clairement.

On observe que le coût de l'électricité avec le bois comme combustible, peut alors chuter de 217 FCFA/kWh à 78 FCFA/kWh,quand on monte de 25% à 75% de couverture journalière à 75% taux de charge, ce qui devient attractif et largement inférieur au prix du réseau qui est de 111 FCFA/kWh.

Le prix de l'électricité ne varie pas trop avec l'utilisation des coques de noix de coco et est entre 213 et 74FCFA/kWhpour une variation de 25%à 75 % de couverture journalière. Par contre elles présentent l'avantage de ne pas nécessiter ni trop le temps et de moyenspour le conditionnement.

Les résultats nous amènent à conclure qu'à partir de 50 % de couverture la plateforme pourrait commencer à dégager des bénéfices et rendre la technologie attractive et dégager des bénéfices à 75% de taux de couverture.

Au-delà des pannes des équipements de la plateforme sur le gazeifieur et les auxiliaires qui paralysent le fonctionnement, le système fourni de l'électricité à des charges qui ne sont pas très fiables et qui subissent trop de pannes ou dépendent de la programmation des activités inhérents à ces sections, ce qui amène à des périodes creuses pouvant s'étaler sur des semaines ou le gazeifieur ne fonctionne pas. Il faudrait dans ce cas multiplier les charges autour de la plateforme ou penser à l'injecter sur le réseau interne du centre.

La non-disponibilité de la biomasse bien conditionner fait partie des facteurs qui réduisent l'efficacité de la plateforme.Ce facteur est vraiment déterminant car il influe sur le prix de l'électricité.

Les problèmes et leurs causes relevés sur les six mois d'étudesont signalés dans le tableau 24,et cela montre que la technologie n'est pas bien maitrisée. Les équipements dont certains critiques pour la valorisation électrique étant régulièrement en pannes rendent le systèmedifficilement rentable sauf dans des conditions de fonctionnement optimales.

Une étude comparée des retours d'expérience et de notre système font ressortir les points suivants :

La figure 13 montre qu'on est généralement toujours généralement en deca du coût de l'électricité du réseau, sauf dans les cas où on n'a pas un bon taux de couverture journalière comme dans le scénario N°1 de Songhaï. La figure 14 suivante montre la variation du coûtce qui montre la fluctuation du coût dépendamment du taux de couverture de 4 à 75%.

Figure 14 : Variation du LEC Gazeifieur en fonction du Taux de couverture journalière

Cette variation est observé sur la plupart des systèmes basé sur la gazéification, nous pouvons prendre par exemple le cas de la plateforme dans le village de Anlong Ta Mei Battambang disposant d'un gazéifieur de 9 kW on arrive à diviser le prix par trois (3) quand il fonctionne avec un taux de charge et de couverture élevé. A 25% de taux de couverture à Songhaï on reste perdant et le TRI passe au double qu'à 50% de charge alors que quand on estime un temps de dépréciation sur dix (10 ans), on a tout intérêt à augmenter ce taux de couverture.

Le coût d'investissement aura une grande influence car le montant dépensé regroupe tous les frais liés au transport et à l'ingénierie du point de fabrication (Inde) à l'installation (Porto Novo),on pourrait réduire fortement cet impact en se fournissant dans un rayon restreint mais on est limité par le manque de fournisseur. On remarque par exemple que dans la littérature sur de telle puissance on trouve des coûts de 1000 à 1500 Dollar/kW installé alors que sur la plateforme Songhaï on est à 2000 dollar/kW installé (investissement pour le gazeifieur de 80 milles dollar et 40milles dollars pour le bâtiment pris en compte).

Dans le cas de Songhaï Porto-Novo il faudrait envisager, afin de réduire les couts d'exploitation et réduire les périodes liés à des pannes autres que le gazogène, une valorisation thermique du syngaz vers l'usine de production de jus ou vers d'autres des postes de consommation relocaliser vers Songhaï-Est.

Concernant des projets éventuelsd'installation de gazéifieur sur d'autres sites Songhaï qui disposent soit de grande de surface pour les plantations comme Parakou,Savalou ( au moins 400 ha) ou de matière première ( balles de riz) comme kewindji par exempleil faudrait s'assurer de la flexibilité de la technologie surtout en termes de ressources en se fournissant avec d'autres types de biomasse comme les coques de noix de coco ou les coques de noix de palmes qui sont à notre avis pas assez exploités compte tenu de l'abondance noté dans l'environnement béninois.Dans ces cas on devrait s'orienter vers d'autres fournisseurs avec des technologies (gazéifieurou bi-étagés par exemple) de traitement du syngas (intérêt du traitement catalytique de la biomasse) plus efficace et n'étant pas assujettie à des pannes fréquentes venant des auxiliaires ou du gazogène lui-même ; ou privilégier les générateurs `'Dual Fuel'' pour suppléer au carence de la gazéification comme dans le cas du retour d'expérience au Cambodge ou on arrive à avoir une installation performante pour un taux de remplacement du diésel de 77%.

Dans de futur cadre d'étude technico-économique il faudrait en plus prendre en compte le calcul de la Limite de Distance Economique (EDL :Economic Distance Limit) qui est déterminé en faisant une analyse comparée du coût de cycle de vie du système et celui de l'extension du réseau.On pourrait en outre s'appuyer dans le cadre de futurs projets de gazéification sur les étapes suivit sur les expériences validées d'électrification rurale des villages Hosahalli et Hanumanthanagara afin de mieux cerner les tenants et les aboutissants surtoutdans un contexte aussi délicat que l'Afrique de l'Ouest.

Le coût affecté au traitement des déchets est nulle car nous avons pu remarquer que bien que disposant d'un système de traitement de l'eau de lavage, il n'a pas été procédé à son utilisation, le centre préférant la valoriser pour la fertilisation des champs.

La cendre, le goudron et les particules fines recueillies ont étéutilisées pour le compostage. La sciure issue du conditionnement du bois est utilisée comme matière première pour la production des champignons. Il faudrait néanmoins procéder à une étude pour montrer l'impact de l'application de ces types de valorisation en particulier l'aspect environnemental pour l'eau de lavage et surtout économique sur le reste des déchets car cela pourrait devenir non négligeable dépendamment de la puissance installée sur de futur plateforme.

Tests technico-économiques sur la plateforme gazeifieur: de l'étude de la ressource à l'utilisation du gaz dans un moteur pour la production d'électricité

2. Analyse technico-économique

2.1.1. Etat de la plateforme gazeifieur

2.1.2. Scénarios technico-économiques