Selon Ella Teperi, responsable des services de décarbonisation chez Wärtsilä Energy, les industries à forte consommation d’énergie doivent s’efforcer d’optimiser correctement leur utilisation des énergies renouvelables pour atteindre leurs objectifs de décarbonisation.
Dans les pays africains, en particulier ceux dont le secteur industriel est bien développé, une part importante de la production d’énergie peut provenir des centrales électriques développées par les industriels eux-mêmes. Cela est particulièrement vrai dans les pays où la fiabilité du réseau est faible et où les industries dépendent de l’énergie autoproduite pour assurer un approvisionnement énergétique stable.
Comme partout ailleurs, les entreprises africaines à forte consommation d’énergie sont soumises à une intense pression pour réduire les émissions de CO2 afin de rester compétitives. Wärtsilä le sait bien : beaucoup de nos partenaires miniers et industriels en Afrique exploitent leurs propres micro-réseaux, soit par choix, soit par nécessité. Ils souhaitent déployer des énergies renouvelables, mais doivent le faire de manière efficace et économique.
La gestion de l’intermittence et de la répartition de l’énergie n’est pas une tâche simple, et la plupart des entreprises ont du mal à tirer le meilleur parti des configurations électriques hybrides. Nous démontrerons comment l’équilibrage des énergies renouvelables peut non seulement réduire les émissions de CO2 des opérations, mais aussi assurer la fiabilité globale du système et réduire le coût de l’électricité à l’avenir.
Tirer le meilleur parti de vos actifs
Chaque site industriel est unique, et il n’y a pas de modèle « standard » en matière de décarbonisation. Il existe toute une série de contraintes, de conditions et de variables propres à chaque opération, à chaque site et à chaque installation. Pourtant, il existe une question centrale à laquelle tout le monde doit répondre pour relever ce défi de la décarbonisation : comment puis-je maximiser l’intégration des énergies renouvelables tout en garantissant la fiabilité de l’approvisionnement et des coûts énergétiques compétitifs ?
Lorsque l’on ajoute les énergies renouvelables et l’intermittence aux réseaux, il devient essentiel de gérer intelligemment la complexité accrue qui en découle inévitablement. Éviter les réductions d’approvisionnement, gérer les réserves et optimiser la consommation de combustible des actifs thermiques sont les éléments clés qui vous permettront d’avancer dans le processus de décarbonisation. À un stade précoce, une modélisation avancée du système électrique permettra de mieux comprendre l’impact des différents profils opérationnels, de déterminer les stratégies optimales de production d’électricité et de tirer parti des avantages de l’optimisation de la répartition.
Optimiser votre stratégie de production d’énergie
La stratégie optimale de production d’électricité doit concilier trois objectifs clés qui sont souvent considérés comme contradictoires :
- maximiser la production d’énergie renouvelable afin de réduire les émissions de CO2,
- veiller à ce que le coût total du système reste compétitif,
- garantir que l’approvisionnement en électricité soit régulier et fiable.
Si l’un de ces objectifs n’est pas atteint, c’est tout le plan qui s’écroule et c’est pourquoi les meilleures stratégies de décarbonisation impliquent une vision holistique de l’ensemble du micro-réseau, optimisant la disponibilité des énergies renouvelables pour l’alimentation de base, soutenu par les technologies de stockage d’énergie et de moteur d’équilibrage pour l’alimentation complémentaire.
Certes, les énergies éolienne et solaire peuvent offrir une énergie sans émission à des coûts inférieurs à ceux des combustibles fossiles, mais leur nature intermittente ajoute de l’incertitude au système. L’ajout d’énergies renouvelables à un parc d’actifs nécessitera donc de modifier la façon dont l’équilibre électrique est géré afin de garantir la fiabilité, de minimiser la réduction des énergies renouvelables et de réduire la consommation de carburant des actifs thermiques. Une alimentation flexible doit être disponible pour augmenter ou réduire la production au rythme des fluctuations de la production éolienne ou solaire, mais aussi pour répondre aux fluctuations de la demande d’énergie en temps réel.
Les centrales électriques à moteur flexible et les systèmes de stockage d’énergie (SSE) peuvent fonctionner ensemble pour favoriser l’intégration des énergies renouvelables. Ces deux actifs énergétiques peuvent réagir rapidement et efficacement aux multiples démarrages et arrêts quotidiens. Les systèmes de stockage de l’énergie s’adaptent extrêmement rapidement, tandis que les centrales électriques produisent une énergie flexible et fiable même pendant les périodes de faible production d’énergie renouvelable et offrent l’avantage de pouvoir fonctionner avec différents combustibles, depuis le gaz naturel et les combustibles liquides ou les biocarburants aujourd’hui, jusqu’à l’hydrogène et ses dérivés produits localement, lorsqu’ils deviendront compétitifs et disponibles à grande échelle.
Grâce à cette capacité multi-combustible, les centrales électriques à moteur constituent non seulement une excellente protection contre les risques liés à l’approvisionnement en carburant, mais aussi la technologie « à l’épreuve du temps » par excellence pour la décarbonisation. Les moteurs à gaz peuvent déjà fonctionner avec un mélange de 25 % d’hydrogène sans modifications majeures et nous prévoyons que dans quelques années, les moteurs seront capables de fonctionner entièrement avec des carburants verts comme l’hydrogène pour atteindre 100 % d’énergies renouvelables et donc, un bilan net nul.
Un cerveau puissant pour un système puissant
Un système intelligent de gestion de l’énergie (EMS) permet d’exploiter en toute transparence n’importe quelle combinaison d’actifs énergétiques. La plateforme GEMS Digital Energy de Wärtsilä utilise ainsi des données en temps réel, des prévisions sur les énergies renouvelables ainsi que des algorithmes d’apprentissage automatique, afin d’optimiser la répartition des actifs de production dynamiques avec rapidité, au lieu d’appliquer un modèle rigide basé sur des règles. Les capacités d’optimisation et de contrôle de GEMS permettent d’assurer la fiabilité, de minimiser les émissions et de réduire les coûts.
La décarbonisation est un voyage, pas une destination
Pour que les entreprises restent compétitives, leur processus de décarbonisation doit reposer sur trois piliers : la réduction des émissions, la compétitivité des coûts et la fiabilité. Pour y parvenir, le voyage vers le « net zero » pour les entreprises minières et industrielles en Afrique ne peut s’appuyer sur une solution unique. Il s’agit d’un plan à long terme, à l’épreuve du temps.
