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Production de chaleur - Système à biomasse - École / Royaume-Uni
Mandat de l'étude de cas
La construction d'une nouvelle école primaire est prévue à proximité d'une école secondaire existante. Le conseil régional de comté veut évaluer la faisabilité de combiner les systèmes de chauffage des deux écoles et d'en profiter pour installer une chaufferie utilisant des résidus de bois. La chaudière à biomasse dans la nouvelle école primaire serait reliée, par une boucle à au chaude, à la chaudière au diesel (mazout #2) existant dans l'école secondaire. Le conseil régional de comté vous demande de lui préparer une étude afin de déterminer si ce projet serait financièrement viable.
Données techniques
Les écoles se trouvent au Royaume-Uni, environ 20 km au sud de Birmingham. Les données climatiques disponibles les plus proches sont celles de Londres.
L'école primaire, conçue pour accueillir 210 élèves, aura une superficie de 2 800 m². Elle se trouvera à 200 m de l'école secondaire qui a une surface de plancher de 6 200 m² et qui accueille 650 élèves. L'école secondaire a été construite en 1960 et est actuellement chauffée par une chaudière au diesel (mazout #2) de 750 kW avec un réseau d'eau chaude à température intermédiaire.
La quantité de bois disponible localement est limitée, mais les responsables locaux s'organisent pour développer une sylviculture à rotation rapide, pour la production de bois de chauffage.
Données financières
Les données financières nécessaires à l'analyse vous sont données par le conseil de comté : taux d'inflation de 2 %, ratio d'endettement de 80 %, taux d'intérêts sur la dette de 8 %, taux d'actualisation de 9 % et durée de l'emprunt de 10 ans. La durée de vie du système de chauffage est prévue être de 25 ans. Le prix de détail moyen de l'électricité est de 0,12 $/kWh et le diesel (mazout #2) livré revient à 0,60 $/litre. On estime que les prix de l'énergie évoluent au même rythme que l'inflation. Le prix du bois est estimé à 25 $/tonne.
Préparez une étude RETScreen, justifiez les hypothèses nécessaires à l'étude et tirez les faits saillants de cette analyse.
Solution
Le fichier de données sélectionné dans la base de données de projets RETScreen présente la solution élaborée. L'utilisateur télécharge automatiquement la base de données de projets en téléchargeant le logiciel RETScreen.
Notes explicatives
Projet réel
Résultats
L'école de Weobley, près de Birmingham, fut la première école au Royaume-Uni à être dotée dès la conception d'un système de chauffage au bois. Une boucle de chauffage à eau chaude permet, en plus d'alimenter une école secondaire voisine, de bénéficier de la chaudière au diesel (mazout #2) de celle-ci, en cas de besoin ou pour aider à répondre aux pointes de chauffage. Le système a été mis en service en avril 1998.
En 1998, l'école a remporté le « Built Environment Innovation Award » du UK National Engineering Council. L'école a été conçue par la société ESD Ltd., pour le conseil des comtés de Hereford et de Worcester. La chaudière à bois a été fournie par Nordist et installée par la société Dantrim Ltd. Elle est alimentée depuis par des copeaux de bois produits par une scierie locale, l'élagage et le défrichage des forêts environnantes. Dans le futur, il est prévu qu'elle soit approvisionnée par une terre où on cultiverait, spécialement pour cette école, du taillis à rotation rapide. L'approvisionnement en bois crée l'équivalent d'un emploi à temps plein.
Ce projet a vu le jour grâce au conseil des comtés de Hereford et de Worcester, qui applique des politiques d'avant-garde en ce qui touche l'efficacité énergétique de leurs bâtiments et l'adoption de technologies durables. Le projet de Weobley est appelé à encourager l'adoption de systèmes identiques dans la région. La Communauté Européenne a pris en charge les coûts d'investissement additionnels de ce projet.
Description du système
Le système de chauffage au bois de l'école de Weobley fut installé au cours de l'hiver 1997-98. Les besoins de base en chauffage de l'école primaire sont assurés par une chaudière à bois de 350 kW, de même que ceux de l'école secondaire adjacente. Une chaudière au diesel (mazout #2) de 750 kW installée dans l'école secondaire permet d'assurer une relève en cas de besoin ainsi que de répondre aux pointes de chauffage. Pour la plupart des conditions de température, la chaudière à biomasse répond aux besoins de chauffage des 2 écoles sans l'aide de la chaudière au diesel (mazout #2). La chaudière au diesel (mazout #2) de l'école secondaire pourrait également chauffer les deux écoles en cas de défaillance du système au bois.
Les calculs de conception indiquent que l'école primaire demandera une puissance maximale de chauffage de 115 kW. Cette école est chauffée par une dalle chauffante.
L'école de Weobley utilise annuellement 300 tonnes de copeaux de bois. Elle est approvisionnée localement et les livraisons se font deux fois par semaine. Les copeaux sont stockés dans un silo.
Leçons à tirer
Aperçu général
L'utilisation de bois en provenance d'une plantation proche est une méthode, rentable et bonne pour l'environnement, d'assurer le chauffage de ses locaux. Comme le bois provient d'une exploitation appliquant les principes de développement durable, le système est neutre au niveau des émissions de CO2 et ne contribue pas au réchauffement global. Les systèmes de chauffage à la biomasse permettent d'exploiter une source d'énergie renouvelable produite localement, créant de l'emploi dans la région. Comme on peut s'attendre à ce que les coûts des combustibles fossiles augmente, tandis que ceux des biocombustibles descend, des économies plus importantes sont à attendre de ces installations.
Photo
École - Chaudière - Système à biomasse, Herefordshire, Royaume-Uni
Références
Mandat de l'étude de cas
La construction d'une nouvelle école primaire est prévue à proximité d'une école secondaire existante. Le conseil régional de comté veut évaluer la faisabilité de combiner les systèmes de chauffage des deux écoles et d'en profiter pour installer une chaufferie utilisant des résidus de bois. La chaudière à biomasse dans la nouvelle école primaire serait reliée, par une boucle à au chaude, à la chaudière au diesel (mazout #2) existant dans l'école secondaire. Le conseil régional de comté vous demande de lui préparer une étude afin de déterminer si ce projet serait financièrement viable.
Données techniques
Les écoles se trouvent au Royaume-Uni, environ 20 km au sud de Birmingham. Les données climatiques disponibles les plus proches sont celles de Londres.
L'école primaire, conçue pour accueillir 210 élèves, aura une superficie de 2 800 m². Elle se trouvera à 200 m de l'école secondaire qui a une surface de plancher de 6 200 m² et qui accueille 650 élèves. L'école secondaire a été construite en 1960 et est actuellement chauffée par une chaudière au diesel (mazout #2) de 750 kW avec un réseau d'eau chaude à température intermédiaire.
La quantité de bois disponible localement est limitée, mais les responsables locaux s'organisent pour développer une sylviculture à rotation rapide, pour la production de bois de chauffage.
Données financières
Les données financières nécessaires à l'analyse vous sont données par le conseil de comté : taux d'inflation de 2 %, ratio d'endettement de 80 %, taux d'intérêts sur la dette de 8 %, taux d'actualisation de 9 % et durée de l'emprunt de 10 ans. La durée de vie du système de chauffage est prévue être de 25 ans. Le prix de détail moyen de l'électricité est de 0,12 $/kWh et le diesel (mazout #2) livré revient à 0,60 $/litre. On estime que les prix de l'énergie évoluent au même rythme que l'inflation. Le prix du bois est estimé à 25 $/tonne.
Préparez une étude RETScreen, justifiez les hypothèses nécessaires à l'étude et tirez les faits saillants de cette analyse.
Solution
Le fichier de données sélectionné dans la base de données de projets RETScreen présente la solution élaborée. L'utilisateur télécharge automatiquement la base de données de projets en téléchargeant le logiciel RETScreen.
Notes explicatives
- Lorsque l'on ne connaît pas la nature ni la qualité du bois qui sera utilisé, on applique généralement une hypothèse reconnue qui consiste à choisir un pouvoir calorifique intermédiaire et une teneur en eau de 40 %. Dans cette analyse, cette valeur est légèrement plus élevée car le bois proviendra directement de la plantation.
- Il est supposé que la nouvelle école primaire sera bien isolée alors que la vieille école secondaire a une isolation thermique de modérée à faible.
- La charge de pointe totale en chauffage de l'école primaire est estimée à 126 kW. Un crédit de 126 kW x 100 $/kW = 12 600 $ a été entré dans le tableau équipements énergétiques pour tenir compte de la chaudière au diesel (mazout #2) qu'il aurait fallu installer dans le cas de référence de l'école primaire.
- Les coûts des infrastructures connexes ont été laissés à 0 $, considérant que celles-ci auraient été aussi chères dans le cas de la chaufferie au diesel (mazout #2) que dans celle à la biomasse.
Projet réel
Résultats
L'école de Weobley, près de Birmingham, fut la première école au Royaume-Uni à être dotée dès la conception d'un système de chauffage au bois. Une boucle de chauffage à eau chaude permet, en plus d'alimenter une école secondaire voisine, de bénéficier de la chaudière au diesel (mazout #2) de celle-ci, en cas de besoin ou pour aider à répondre aux pointes de chauffage. Le système a été mis en service en avril 1998.
En 1998, l'école a remporté le « Built Environment Innovation Award » du UK National Engineering Council. L'école a été conçue par la société ESD Ltd., pour le conseil des comtés de Hereford et de Worcester. La chaudière à bois a été fournie par Nordist et installée par la société Dantrim Ltd. Elle est alimentée depuis par des copeaux de bois produits par une scierie locale, l'élagage et le défrichage des forêts environnantes. Dans le futur, il est prévu qu'elle soit approvisionnée par une terre où on cultiverait, spécialement pour cette école, du taillis à rotation rapide. L'approvisionnement en bois crée l'équivalent d'un emploi à temps plein.
Ce projet a vu le jour grâce au conseil des comtés de Hereford et de Worcester, qui applique des politiques d'avant-garde en ce qui touche l'efficacité énergétique de leurs bâtiments et l'adoption de technologies durables. Le projet de Weobley est appelé à encourager l'adoption de systèmes identiques dans la région. La Communauté Européenne a pris en charge les coûts d'investissement additionnels de ce projet.
Description du système
Le système de chauffage au bois de l'école de Weobley fut installé au cours de l'hiver 1997-98. Les besoins de base en chauffage de l'école primaire sont assurés par une chaudière à bois de 350 kW, de même que ceux de l'école secondaire adjacente. Une chaudière au diesel (mazout #2) de 750 kW installée dans l'école secondaire permet d'assurer une relève en cas de besoin ainsi que de répondre aux pointes de chauffage. Pour la plupart des conditions de température, la chaudière à biomasse répond aux besoins de chauffage des 2 écoles sans l'aide de la chaudière au diesel (mazout #2). La chaudière au diesel (mazout #2) de l'école secondaire pourrait également chauffer les deux écoles en cas de défaillance du système au bois.
Les calculs de conception indiquent que l'école primaire demandera une puissance maximale de chauffage de 115 kW. Cette école est chauffée par une dalle chauffante.
L'école de Weobley utilise annuellement 300 tonnes de copeaux de bois. Elle est approvisionnée localement et les livraisons se font deux fois par semaine. Les copeaux sont stockés dans un silo.
Leçons à tirer
- Le faible volume de cendres généré par la combustion du bois et l'échappement des gaz de cheminée peuvent être facilement récupérés pour servir d'engrais naturel pour les plantations dans le jardin de l'école.
- De tels systèmes utilisant les énergies renouvelables, installés dans des écoles, ne font pas seulement qu'assurer des besoins énergétiques. Ils permettent aux élèves de mieux comprendre les enjeux énergétiques et de les sensibiliser à la protection de l'environnement.
Aperçu général
L'utilisation de bois en provenance d'une plantation proche est une méthode, rentable et bonne pour l'environnement, d'assurer le chauffage de ses locaux. Comme le bois provient d'une exploitation appliquant les principes de développement durable, le système est neutre au niveau des émissions de CO2 et ne contribue pas au réchauffement global. Les systèmes de chauffage à la biomasse permettent d'exploiter une source d'énergie renouvelable produite localement, créant de l'emploi dans la région. Comme on peut s'attendre à ce que les coûts des combustibles fossiles augmente, tandis que ceux des biocombustibles descend, des économies plus importantes sont à attendre de ces installations.
Photo
École - Chaudière - Système à biomasse, Herefordshire, Royaume-Uni
Références
- Department of Trade & Industry (UK), http://www.dti.gov.uk/NewReview/nr37/html/back_page.html.
- Iain, Paul, « Communications personnelles », Worcestershire County Council, 2000.
- Ziegler, Urban, « Communications personnelles », PEMtec, 2000.
