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Valorisation de la chaleur des gaz d'échappement du groupe thermique numéro 8 de la centrale électrique de Kossodopar Jacob Lassina NEBIE Ecole Superieure des Techniques Avancées - Ingénieur 2016 |
Chapitre 3: Etude environnementale et financièreDans ce chapitre, il est question tout d'abord, d'évaluer l'impact de la mise en place de la turbine à vapeur sur les émissions de gaz carbonique du groupe thermique N°8 puis d'estimer les bénéfices engrangés à travers la commercialisation de l'énergie électrique produite par cette turbine à vapeur. 3.1 Etude environnementale En plus de la réduction de la consommation d'énergies primaires du groupe thermique N°8, la valorisation de la chaleur des gaz d'échappement permet de réduire ses émissions de gaz carbonique CO2. En effet, la quantité de CO2 rejetée dans la nature pendant le fonctionnement du groupe thermique diesel est proportionnelle à la quantité d'énergies primaires brulées. Ainsi, une diminution de la quantité d'énergies primaires consommées entraîne également une diminution de la quantité de gaz carbonique rejetée dans l'atmosphère. 3.1.1 Estimation de l'énergie supplémentaire produite Le groupe thermique N°8 fonctionne pratiquement 24h/24 et 7J/7. En effet, compte tenu de son importance dans le maintien de la stabilité du réseau électrique, il n'est mis à l'arrêt qu'en cas de maintenance. Pour évaluer l'énergie supplémentaire produite, considérons le temps moyen annuel de fonctionnement du groupe 8 qui est de 6000h/an. Ainsi, en prenant en compte la valeur de la puissance de la turbine obtenue à la section 2.3.2.3, on obtient: Eannuelle = 1500000 kWh, soit Eannuelle = 1,5GWh Jacob Lassina NEBIE 2015/2016 Page 38 Valorisation de la chaleur des gaz d'échappement du groupe thermique numéro 8 de la centrale électrique de Kossodo 3.1.2 Quantité de CO2 dont l'émission est évitée Au Burkina Faso, on estime à 720 g la quantité de gaz carbonique émise lors de la production de 1kWh (Coulibaly 2010). Ainsi, pour une énergie électrique économisée de 1500000 kWh/An, l'ajout de la turbine à vapeur dans le cycle à vapeur évite l'émission d'environ 1080 tonnes de CO2 par an dans l'atmosphère. 3.2 Etude financière Dans cette section, il est question d'évaluer la rentabilité du projet de production d'énergie supplémentaire à partir de la chaleur contenue dans les gaz d'échappement du groupe thermique N°8. Pour cela, nous évaluerons le coût d'investissement, le coût d'exploitation et les gains liés à l'installation de la turbine à vapeur. 3.2.1 Coût d'investissement et d'exploitation 3.2.1.1 Coût d'investissement Le coût d'investissement prend en compte le coût des éléments suivant:
Pour estimer les coûts relatifs au groupe (turbine + alternateur), nous avons contacté via le site internet www.chinapowerequipement.com l'entreprise Qingdao Quickleader international qui a bien voulu nous transmettre un Valorisation de la chaleur des gaz d'échappement du groupe thermique numéro 8 de la centrale électrique de Kossodo devis contenant le coût et les spécifications techniques d'une turbine à vapeur de 250 kW. Pour le transport, les frais de transit et de douane nous avons contacté des professionnels du domaine qui ont bien voulu, compte tenu des dimensions approximatives de la turbine à vapeur, nous donné les estimations suivantes: Ø frais de transport= 6700 dollars; Ø frais de transit et de douanes= 1,085*(6700+85000+25000)=126.619,5 dollars. En ce qui concerne le coût du génie civil, nous l'avons compte tenu, des coûts des installations antérieures au niveau de la centrale thermique de Kossodo et de la taille réduite de l'ouvrage, estimé à 50 millions de FCFA. Le tableau 5 nous donne une estimation globale du coût d'investissement du projet: Tableau 5 : Coût d'investissement (CI)
Il en ressort un coût d'investissement d'environ 221,65 millions de francs CFA
3.2.1.2 Coût d'exploitation Jacob Lassina NEBIE 2015/2016 Page 39 Il s'agit essentiellement du coût de la maintenance. Pour l'évaluer, une simplification a été introduite en considérant que les dépenses en entretien Valorisation de la chaleur des gaz d'échappement du groupe thermique numéro 8 de la centrale électrique de Kossodo sont constantes et égales chaque année à un pourcentage de l'investissement total. Pendant la première année, ces dépenses sont nulles compte tenu du fait que le projet sera encore en période de garantie, après la première année, elles évoluent graduellement d'une manière linéaire en fonction du nombre d'années d'exploitation avant de se stabiliser à 9% à partir de la dixième année. L'estimation des charges de maintenance est présentée dans le tableau 6 : Tableau 6 : Coût de maintenance (CM)
Il en ressort un coût de maintenance d'environ 99,7 millions de francs CFA pour une décennie d'exploitation de la turbine à vapeur. 3.2.2 Gain lié à la mise en place de la turbine à vapeur D'après la section 3.1.1, l'installation de la turbine à vapeur permettra la production d'environ 1500 MWh annuellement. En considérant le kilowattheure à 75FCFA, nous pouvons évaluer le chiffre d'affaire suite à la mise en place de la turbine à vapeur. Le tableau ci-dessous nous présente une estimation du chiffre d'affaire annuel et décennal: Tableau 7 : Chiffre d'affaire lié à la mise en place de la turbine à vapeur
Jacob Lassina NEBIE 2015/2016 Page 40 Jacob Lassina NEBIE 2015/2016 Page 41 Valorisation de la chaleur des gaz d'échappement du groupe thermique numéro 8 de la centrale électrique de Kossodo Ce tableau montre que la mise en place d'une turbine de 250 kW permettra d'obtenir un chiffre d'affaire annuel d'environ 112,5 millions de francs CFA. 3.2.3 Synthèse Les résultats des sections 3.2.1 et 3.2.2 nous permettent d'évaluer les bénéfices liés à la mise de la turbine à vapeur au bout de dix (10) années de fonctionnement: Le bénéfice réalisé est évalué à partir de la formule suivante: B=CA-(CI+CM) (18) B = bénéfice au bout de 10 années de fonctionnement [en million de FCFA] CA = chiffre d'affaire au bout de 10 années de fonctionnement [en million de FCFA] ; CI= coût d'investissement [en million de FCFA] ; CM = coût de maintenance [en million de FCFA] ; Avec CA = 1125 ; CI = 22 1,65 et CM = 99,7, on obtient B = 803,65. Après dix années d'exploitation de la turbine à vapeur, le bénéfice engrangé sera d'environ 803,65 millions de francs CFA. 3.3 Conclusion Au terme de ce chapitre, il ressort que l'ajout d'une turbine à vapeur dans le cycle à vapeur de la centrale thermique diesel G8 présente des avantages aussi bien sur le plan environnemental que financier. En effet, l'étude environnementale montre que l'on peut éviter l'émission d'environ 1080 tonnes de gaz carbonique par an. Quant à l'étude financière, elle révèle qu'à partir d'une turbine de 250 kW et en maintenant la chaudière actuellement en Jacob Lassina NEBIE 2015/2016 Page 42 Valorisation de la chaleur des gaz d'échappement du groupe thermique numéro 8 de la centrale électrique de Kossodo service, l'on peut engranger environ 803,65 millions de bénéfices en dix (10) ans. Cette recette pourrait même être optimisée par l'utilisation d'une turbine de puissance plus élevée. Dans la suite, nous présentons les conditions nécessaires pour l'obtention d'une puissance beaucoup plus élevée. Jacob Lassina NEBIE 2015/2016 Page 43 Valorisation de la chaleur des gaz d'échappement du groupe thermique numéro 8 de la centrale électrique de Kossodo |
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