Transcript Valorisation des eaux profondes - Billeterie Colloque Martinique

Valorisation des eaux profondes:
Hydro-cooling
(ou Sea Water Air Conditioning, ou
Cooling),
Autres applications
VALORISATION DES EAUX PROFONDES
07 / 05 / 2014
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A ▏État de l’art mondial
B ▏Faisabilité et contexte insulaire
C ▏Autres applications
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A Etat de l’art
mondial
!
►
►
►
►
►
►
Fonctionnement d’un SWAC
Europe
Asie
Amérique
Océanie
Afrique
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A Etat de l’art
Fonctionnement d’un SWAC
Un système d’air conditionné utilisant des
eaux profondes marines
•
•
•
•
•
Bâtiments
Pompage d’eau profonde en mer à une
température comprise entre 4 et 6°C
!
Station de
refroidissement
Échange de chaleur via un fluide circulant
Océan
dans un circuit secondaire
!
Rejet de l’eau marine « chaude » en mer
!
Circulation dans le circuit secondaire d’un
fluide refroidi : fonctionnement similaire à un
réseau d’AC classique
Chaud
Froid
Réseau de distribution d’eau
glacée
Canalisation de retour
d’eau de mer chaude
Tuyau de distribution
d’eau de mer profonde
!
Le rendement de l’installation peut être
amélioré avec la mise en place d’un chiller à la
place de l’échangeur de chaleur
Eléments forts :
Bâtiments
Bâtiments
Bâtiments
Rejet
Sea Water Air
Conditioning
[SWAC]: A
Cost Effective
Alternative
Echangeur de chaleur
Apport profond
froid
Pompe
Distribution
eau glacée
Ressource inépuisable, économie d’énergie
significative
ma
kai
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« En zones tropicales, l’énergie thermique des mers, plus particulièrement son application SWAC pour
la climatisation, entre dans une phase d’expérimentation et de lancement de premières réalisations
opérationnelles, justifiant un soutien public » Rapport de la mission d'étude sur les énergies marines renouvelables
A Etat de l’art
Etat de l’Art
EN EUROPE :
!
Peu de valorisation de la ressource en eau profonde de manière générale
Eléments forts :
Seul Bora Bora revalorise les eaux profondes pour des activités de thalassothérapie et de cosmétique.
Pays
Suède
Projet
SWAC opérationnel :
OUI / NON
Utilisation
• Stockholm
• Oui
Air conditionné bâtiment,
Pays-Bas
• Zuidas (Amsterdam)
• Oui
Air conditionné bâtiment,
Finlande
• Esbo
• Non
N/C
• Oui
• Oui
• Oui
Air conditionné bâtiment :
•Hôtel Hilton/Takau Plazza
•Hôtel Intercontinental
•Hôtel The Brando.
France (Polynésie • Papeete (Tahiti),
Française)
• Bora Bora,
• Tetiaroa (Archipel de
la Société).
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A I Chapitre A
Etat de l’Art
EN AMERIQUE
Noter également LSC (Lake Source Cooling)
Eléments forts :
Longévité de l’installation à Halifax (2002)
Pays
!
Canada
!
!
USA
Projet
SWAC opérationnel :
OUI / NON
Utilisation
• Toronto (Lac Ontario)
•
• Halifax
• Oui
•
• Oui
• AC quartier financier de Toronto
•
• Climatisation immeubles de bureaux
• Université de Cornell
• Oui
• Université d’Harvard
•
• Saint Paul.
• Oui
•
• Oui
• Climatisation de locaux
•
• Climatisation de locaux
•
• Climatisation de locaux
!
!
!
!
!
!
!
!
!
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A I Chapitre A
Etat de l’Art
EN OCEANIE
Avec valorisations de l’eau froide profonde : Hawaï (NELHA (Natural Energy Laboratory of Hawaii Authority), 40
entreprises exploitantes)
Eléments forts :
Les multiples sources de revalorisation en eau profonde pour Hawaï
Pays
Australie
Projet
SWAC Opérationnel :
OUI / NON
Utilisation
Opéra de Sydney
• Oui
Air conditionné
Guam
Guam
• Non
•
Hawaï
•
•
• NON (en construction)
• OUI
•
N /C
Nombreuses
•
Eau potable
•
Aquaculture
•
Produits d’aquarium
•
Restauration environnementale
•
Pharmaceutique
Honolulu (HSWAC)
NELHA
N /C
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A I Chapitre A
Etat de l’Art
EN ASIE
Eléments forts :
Revalorisation pour Taïwan
Pays
Japon
Projet
SWAC
opérationnel :
OUI / NON
Utilisation
•
Toyama, kochi, okinawa,
shizuoka
•
Oui
Chauffage et climatisation de l’immeuble
« Osaka Nanko Cosmo square ».
Corée du Sud
•
•
Goseong
Busan
•
•
Oui
Oui
•
•
Taiwan
•
Hualian, Taitung, et Yilan.
•
Oui
Air conditionné pour le milieu urbain,
aquaculture, boisson, sel
Qatar
•
Lusail City
•
Non
Air conditionné en milieu urbain
!
N /C
Climatisation des Bâtiments de
l’International Exchange and
Cooperation Center
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A I Chapitre A
Etat de l’Art
EN AFRIQUE
Eléments forts :
Quelques projets bien avancés
Pays
Egypte
Projet
SWAC Opérationnel :
OUI / NON
Utilisation
• Région de SahlHasheesh.
• Oui
Climatisation d’hôtels
Ile Maurice
• LBOI
• Non
N/C
La réunion
• St Denis
• Saint PIerre
• Non
• Non
Réseau de froid quartier technopole et
autres applications
Climatisation d’un hôpital
yy
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B Faisabilité en
contexte insulaire
!
Identification du potentiel
► Approche technique
► Impacts environnementaux
► Approche économique
►
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B Faisabilité en contexte insulaire
Identification du potentiel
De fortes contraintes de réalisation
•
•
•
Présence et disponibilité d’eau froide aux
alentours de 4-5°C
!
Proximité au rivage de la ressource identifiée,
c’est-à-dire sur une distance inférieure à 10km
!
Besoin avéré et proche de la ressource de
refroidissement,
ADEM
E
Février
Eléments forts :
Le contexte insulaire est particulièrement propice
à l’implantation de SWAC: accès privilégié aux
eaux profondes
EDF
SEI
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B Faisabilité en contexte insulaire
Identification du potentiel
La Réunion
De forts potentiel dans les DOM COM
Rapport de la mission d'étude sur les énergies marines renouvelables
Guadeloupe
Corse
ED
F
SE
I
DP
I
Eléments forts :
Efficace pour la climatisation à grande échelle,
Pas adapté pour les besoins de froid inferieurs à
1,5 MW (équivalent clim de 300 pièces)
Martinique
•
!
En vert les zones de fort potentiel,
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B Faisabilité en contexte insulaire
Impacts environnementaux 1/2
Des milieux fragiles et des impacts encore
peu connus
•
•
•
•
•
Barrière de corail
!
Possible effet « Cold shock »
!
Refroidissement local des fonds marins à
proximité des canalisations d’acheminement,
impact sur la faune/flore,
!
Forte teneur en nutriment des eaux de rejet,
!
Ho
tel
Re
so
rt
Tet
iar
oa
(T
ahi
ti)
Od
ew
a
Acceptabilité de la population,
Eléments forts :
Bien que ces technologies soient mises en
œuvre dans des milieux fragiles, il faut noter
qu’elle est à l’origine de très peu d’émissions
carbone.
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B Faisabilité en contexte insulaire
Impacts environnementaux 2/2
Efficacité énergétique
•
•
•
Permet d’écrêter les pointes de charge sur le
réseau électrique :effacement de
consommation d’électricité par substitution.,
!
Permet la réduction jusqu’à 80-90% de la
consommation électrique comparée à une
production de froid avec un système classique
!
l’« hydro-cooling » (rafraîchissement direct par
échange avec l’eau) a de très bonnes
performances énergétiques car il ne fait
intervenir qu’un équipement de circulation
(ventilateur, pompe).
A
D
E
M
E
Eléments forts :
Limites:
•lieu d’implantation
•coûts de mise en œuvre sont très élevés.
•applications en réseau et mini-réseau de froid et
les grands bâtiments tertiaires.
3
2
1
BON
A AMELIORER
BLOQUANT
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B Faisabilité en contexte insulaire
Approche technique
Des défis techniques
•
•
•
•
•
Difficultés d’installation des canalisations liées aux
grandes profondeurs
!
Des contraintes de différentiels de température à
considérer pour éviter les pertes et l’usure
prématurée du système
!
Un environnement agressif (pression, corrosion,
sel…)
!
Un dimensionnement à établir en fonction de la
demande, du flux, des dimensions des
canalisations…
!
Possibilité d’installer un stockage d’eau froide
Eléments forts :
Encore peu de projets existants, les REX devraient
aider à appréhender les difficultés pour les
prochaines installations
So
ur
ce
:
O
D
E
W
A
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Approche Économique 1/3
B Faisabilité en contexte insulaire
Paramètres de diagnostic rapide de rentabilité
économique
•Un
fort besoin en climatisation sur toute l’année, par
exemple, en région tropicales ou équatoriales
!
coûts de production du kWh électriques élevés
!
Un potentiel identifié intéressant
!
•Des
•
•La
construction d’un réseau de froid et le
raccordement de grands consommateurs (économie
d’échelle) et complexité du réseau de distribution,
!
!
•Distance
•Taille
à la côte,
de l’unité de climatisation (économie d’échelle)
Rentabilité
économique
intrinsèque
au contexte
Eléments forts :
Rentabilité économique intrinsèque au contexte
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Approche Économique 2/3
B Faisabilité en contexte insulaire
Chaine de valeur
mak
ai
Rentabilité
économique
intrinsèque
au contexte
Eléments forts :
Principal coût du SWAC est l’investissement
Les coûts d’exploitation et de maintenance sont
faibles.
• Pour une période d’analyse de 20 ans
d’exploitation la comparaison des coûts est
favorable au système SWAC
•
•
•
1MW équivalent 285 tonnes par an pour un
système de climatisation
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B Faisabilité en contexte insulaire
Approche Économique 3/3
Comparaison avec les systèmes d’AC
traditionnels
Comparaison relative des coûts
SE
A
W
AT
ER
SO
UR
CE
C
O
OL
IN
G
FO
R
AI
R
C
O
ND
ITI
O
NI
N
G
C
O
M
M
ER
ICI
AL
BU
IL
DI
N
GS
•Un
coût d’investissement presque deux fois plus
élevé
! opérations de maintenance à faible coût
!Des couts d’exploitation restreints à la consommation
•Des
•
électrique du système de pompage, et cas échéant,
du chiller
!
•Un
cout de production relativement stable (pas de
variation de prix de la matière première)
Coût du
capital
Eléments forts :
Comparaison relative des coûts
Coût de
Coût
maintenance
d’exploitation
Climatisation à eau
naturelle froide
Système de refroidissement
conventionnel
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C Autres applications
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C Autres applications
Valorisation des eaux profondes autre que thermique
Projet de valorisation
Exemple d’application
Sites de développement
Hawaï
Potabilisation
Canada
Corée du Sud
Hawaï
Aquaculture
Japon
Taiwan
Japon
Agriculture à basse température
Taiwan
Hawaï
Alimentation
Japon
Corée du Sud
Taiwan
Produits d’aquarium
Eléments forts :
Amélioration de la rentabilité des projets,
Développement de la recherche,
Emploi local
Restauration environnementale
Pharmaceutique
Hawaï
Hawaï
Taiwan
Hawaï
Taiwan
Thalassothérapie
Bora-Bora
Cosmétique
Bora-bora
Refroidissement industriel
Canada
Production d’électricité
Eg
is
Corée du Sud
Taiwan
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Contact
Egis Eau société du groupe Egis – filiale à 75 % de la Caisse des
Dépôts est un groupe de conseil et d'ingénierie dans les
domaines de la construction pour les transports, la ville, le
bâtiment, l'industrie, l'eau, l'environnement et l'énergie
!
Basé en Martinique, Guadeloupe, Guyane, Réunion
Siège à Montpellier
!
!
[email protected]
MERCI DE VOTRE ATTENTION
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