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Potentiel techno-économique d’efficacité énergétique en chauffage et procédés industriels 1 Agence de l’Efficacité Énergétique du Québec Potentiel techno-économique des mesures d’efficacité énergétique pour les utilisateurs industriels de produits pétroliers Pro-1910301 Montréal, le 8 mars 2005 Demande R-3671-2008 AEE-9, Document 2

AEÉ-9, doc. 2, engagement no 2 – Étude Sodexpro

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Potentiel techno-économique d’efficacité énergétique en chauffage et procédés industriels 1

Agence de l’Efficacité Énergétique du Québec

Potentiel techno-économique des mesures d’efficacité énergétique pour

les utilisateurs industriels de produits pétroliers

Pro-1910301

Montréal, le 8 mars 2005

Demande R-3671-2008AEE-9, Document 2

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Potentiel techno-économique d’efficacité énergétique en chauffage et procédés industriels 2

Table des matières

1 Introduction....................................................................................................................................... 3 2 La consommation énergétique du secteur industriel québécois........................................................ 4 2.1 Les données de la consommation des produits pétroliers pour les secteurs industriels............ 4

2.2 Consommation de produits pétroliers dans le secteur industriel............................................... 4

2.3 Consommation de produits pétroliers dans la Petite et Moyenne Industrie (PMI)................... 5

2.4 Mise à jour des données de la consommation de produits pétroliers dans la PMI ................... 6

3 Évolution des habitudes de consommation de produits pétroliers dans le secteur industriel de la PMI 7 3.1 Consommation énergétique de la petite et moyenne industrie (PMI)....................................... 7

3.2 Évolution des comportements énergétiques des PMI ............................................................... 8

4 Évolution des habitudes de consommation de produits pétroliers dans le secteur industriel de la GI 9 5 Inventaire des mesures d’efficacité énergétique pour les chaudières et centrales thermiques utilisant les produits pétroliers ................................................................................................................ 10 5.1 PMI ......................................................................................................................................... 10

5.2 Inventaire des mesures d’efficacité énergétiques pour la GI .................................................. 11

5.3 Mesures d’efficacité énergétique sur les procédés industriels : intégration énergétique........ 13

6 Potentiel techno-économique des mesures d’efficacité énergétique............................................... 19 6.1 Potentiel techno-économique des mesures d’efficacité énergétique pour les GI.................... 19

6.2 Potentiel techno-économique des mesures d’efficacité énergétique pour les PMI................. 23

7 Conclusions..................................................................................................................................... 26

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1 Introduction Sodexpro a reçu un mandat d’étude de l’agence de l’efficacité énergétique du Québec (AEE) afin d’établir le potentiel techno-économique des mesures d’efficacité énergétique applicables aux centrales thermiques industrielles utilisant des produits pétroliers pour le chauffage de bâtiments et les procédés industriels. L’objectif de ce mandat vise à supporter globalement les décisions d’interventions de l’AEE pour les utilisateurs industriels de produits pétroliers. L’étude comprend une revue de la segmentation de marché de l’utilisation des produits pétroliers en fonction du niveau d’intensité énergétique des entreprises industrielles. Nous avons parallèlement dressé une liste de mesures d’efficacité énergétique applicables aux centrales thermiques qui se retrouvent dans les industries. A partir d’une évaluation technique de nature générique, nous avons réalisé une analyse des coûts et bénéfices pour chacune des mesures incluant la période de retour sur l’investissement et la valeur actuelle nette. La présentation des résultats inclut les potentiels d’économie d’énergie par catégorie d’entreprise, soit les petites et moyennes industries et la grande industrie qui ont des profils de consommation et potentiels d’efficacité énergétique très différents. Nos conclusions sont présentées pour chacune de ces catégories.

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2 La consommation énergétique du secteur industriel québécois Le secteur industriel du Québec s’accapare près de 38,2% du bilan énergétique totale de la province, toutes formes d’énergie confondues (électricité, gaz naturel, mazout, biomasse). De cette portion, les grandes industries (GI), telles que celles de l’industrie des pâtes et papiers, la sidérurgie, la fonte et l’affinage et les produits chimiques, utilisent 72% de ces ressources énergétiques (réf. : L’énergie au Québec, portrait statistique). 2.1 Les données de la consommation des produits pétroliers pour le secteur industriel Les données sur la consommation de produits pétroliers sont disponibles globalement dans le bilan de la consommation d’énergie du Québec toutes entreprises et secteurs industriels confondus. On y apprend que la consommation de produits pétroliers dans les secteurs industriels au Québec comptait en 2001 pour 11,83% de la consommation de produits pétroliers au Québec (comprenant le secteur résidentiel, transport, commercial et industriel). Ce pourcentage représente une consommation de 1 762 789 tonnes equivalentes de pétrole (tep) (réf. : L’énergie au Québec édition 2003). On constate qu’en 1991 la consommation de produits pétroliers était de 1 856 940 tep, confirmant une baisse de l’utilisation des produits pétroliers dans le secteur industriel au cours des dix dernières années. On retrouve sensiblement les mêmes résultats au tableau 1 de l’annexe 1 provenant de l’Office de l’efficacité Énergétique du Canada qui présente des tableaux détaillés de la consommation d’énergie par secteurs industriels de 1990 à 2002. Ces données sont utilisées dans les calculs du potentiel techno-économique d’économie d’énergie dans le secteur de la grande industrie. 2.2 Consommation de produits pétroliers dans le secteur industriel Le secteur industriel est divisé pour les besoins de l’étude en deux grandes catégories généralement reconnues, soit la petite et moyenne industrie (PMI) et la grande industrie (GI). Le tableau 1 suivant tiré d’une étude sur les comportements énergétiques des industries réalisée par Hydro-Québec en 1991 qui classait les entreprises industrielles en fonction de leur niveau de consommation d’énergie globale ou intensité énergétique. Ces données incluait toutes les formes d’énergie confondus. On y note que la catégorie Grandes industries comprends les sociétés qui affichent une puissance souscrite électrique supérieur à 5 Mw d’électricité auprès d’Hydro-Québec. Ce tableau nous aide à visualiser l’importance relative de l’intensité énergétique versus le nombre d’entreprise en opération. Par ailleurs, on retrouve uniquement la consommation de produits pétroliers pour la PMI illustrée à la figure 1 tiré de la même étude sur les comportements énergétiques des insdustries. Cependant, la classification typique de la PMI et de la GI se définie normalement en fonction du nombre d’employés des industries concernées. La PMI emploie normalement moins de 200 personnes et la GI, plus de 200 employés.

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Tableau 1 – Répartition des entreprises industrielles du Québec par rapport à leur intensité énergétique (1991)

Catégorie d’entreprise

Intensité énergétique Consommation d’énergie totale (TJ)

Puissance électrique appelée moyenne

Nombre d’entreprise

Très petite (moins de 1 500 GJ)

3 074 45 kw 7446

Petite (1 500 à 11 999 GJ)

12 281 269 kw 2983

Moyenne (12 000 à 99 999 GJ)

32 524 996 kw 959 PMI

Supérieur (100 000 GJ et plus)

42 294 3 904 kw 129

Grande industrie

552 147 5 000 kw et plus 204

Cette classification nous dresse un portrait éloquent de la répartition de la consommation d’énergie des entreprises. La grande industrie représente près de 90% de toute l’énergie consommée par le secteur industriel, toutes énergies confondues, et ne représente qu’une fraction des entreprises manufacturières en nombre. 2.3 Consommation de produits pétroliers dans la Petite et Moyenne Industrie (PMI) D’autre part, des données de consommation de produits pétroliers dans la petite et moyenne entreprise (PMI) nous viennent principalement de l’étude réalisée pour le compte d’Hydro-Québec en 1991 sur les comportements énergétiques des PMI. L’intérêt des résultats de cette étude dans le cadre du présent mandat concerne les données sur la consommation des produits dans les PMI, données qui se sont avérées autrement introuvables. L’étude sur les comportements énergétiques des petites et moyennes industries collige les résultats d’un vaste sondage téléphonique à la presque totalité des entreprises de fabrication au Québec (code SIC). Le sondage consistait à interroger les responsables des entreprises sur les comportements énergétiques des petites et moyennes entreprises. Les principaux résultats d’intérêt pour la présente étude sont les suivantes: 1. La consommation d’énergie des PMI par type d’énergie 2. Le nombre de PMI utilisant les produits pétroliers (huile no 2 et no 6) 3. La quantité de produits pétroliers utilisée vs le nombre d’entreprise 4. Le type d’utilisation de l’énergie répartie entre le chauffage de bâtiments et les procédés Les résultats sont reproduits ici avec la permission d’Hydro-Québec et sont d’un intérêt certain dans l’évaluation du potentiel techno-économique des mesures d’efficacité dans les secteurs des PMI.

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Dans un premier temps, on constate que 73% des entreprises manufacturières ont une intensité énergétique inférieure à 2000 GJ. Cette intensité énergétique se traduit par une facture énergétique variant de $2 000 à $15 000 par année. D’emblée on peut cerner le potentiel absolue attribuable à l’implantation de mesures d’efficacité énergétique pour cette catégorie d’entreprise qui demeure marginal comparativement autres catégories d’entreprises. 2.4 Mise à jour des données de la consommation de produits pétroliers dans la PMI Les données de l’étude des comportements énergétiques datant de plus de 14 ans nous avons ajusté les données de consommation de produits pétroliers dans les PMI en fonction de l’évolution du nombre de petites et moyennes entreprises manufacturières depuis 1991 et des habitudes de consommation de l’énergie dans le secteur des PMI. L’étude des comportements énergétiques des PMI a utilisé comme base de données des entreprises le répertoire du centre de recherche industriel du Québec (CRIQ). Le secteur industriel des fabricants ayant une place d’affaire sur le territoire du Québec selon le code des activités économiques des entreprises du Québec (CAEQ) compte 13 530 entreprises inscrites en 2005. En 1991, la même recherche produisait sensiblement les mêmes résultats soit 13 258. Cependant, la banque de données comporte des erreurs, des entreprises en faillite ou mal répertoriées. Le nombre d’entreprises retenu en 1991 était de 11 517 en tenant compte des 10242 entrevues téléphoniques complétées. Un facteur de pondération par code d’activité économique avait été utilisé afin de totaliser l’ensemble des PMI. En résumé, on peut supposer que le nombre totale d’industrie n’a pas sensiblement changé mais la distribution du nombre d’entreprises par code d’activité économique, lui, a évolué tel que démontré par le tableau 2 suivant. Ainsi, à chaque année le taux de roulement des entreprises est d’environ 10%. Ce sont principalement des entreprises qui disparaissent et sont remplacées par de nouvelles et cela principalement dans le secteur des très petites entreprises.

Tableau 2 Évolution de la consommation de mazout par selon l’intensité énergétique des

entreprises Catégorie d’entreprise

Nombre d’entreprise en 2004 utilisant du mazout

Nombre d’entreprise en 1991 utilisant du mazout

Très petite 1454 1736 Petite 793 946 Moyenne 251 319 Supérieur

52 63

Grande industrie 181 204 Total 2 731 3268

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Potentiel techno-économique d’efficacité énergétique en chauffage et procédés industriels 7

Le tableau 2A donne la distribution du nombre d’entreprises des PMI en fonction de leur consommation de mazout. Ce tableau s’obtient à partir des mêmes sources d’informations que celles du tableau 2. Ainsi, la consommation totale estimée de mazout en 2004 vaut 261675 kl.

Tableau 2A - Consommation de mazout vs nombre d'entreprise

Milliers de litre par année kl/an moy no entr. kl total0-50 25 1886 4715050-99 75 337 25275100-199 150 132 19800200-349 275 89 24475350-499 425 35 14875500-999 750 28 210001000-2400 1700 23 391002500 et plus 3500 20 70000Total 2550 261675

3 Évolution des habitudes de consommation de produits pétroliers dans le

secteur industriel de la PMI L'Association québécoise du chauffage au mazout (AQCM) et l'Association québécoise des indépendants du pétrole (AQUIP) ont été contactées pour jauger cette évolution et ainsi que le distributeur de gaz naturel Gaz Metro. 3.1 Consommation énergétique de la petite et moyenne industrie (PMI) Les produits pétroliers ont été utilisés en 1991 par un peu plus de 3000 PMI, ce qui a représenté une consommation de 442 321 000 litres ou 17621 TJ, soit 19% de la consommation énergétique totale des PMI. Plus de 85 % des PMI ont utilisé le mazout 2 ou huile légère pour la production d’énergie de chauffage. Les industries de catégories supérieures ont utilisé pour leur part à prés de 50%, le mazout no 6, dans leurs opérations manufacturières et sont au nombre de 62. La surface moyenne des bâtiments est 24 416 pi 2 dont les deux tiers de cette superficie sont utilisés pour les activités de fabrication. L’étude sur les comportements énergétiques révélaient par ailleurs que les entreprises du secteur du papier représentaient le tiers de la consommation totale de mazout de la PMI. Les autres secteurs sont le secteur des produits chimiques (133 entreprises), pour 16% de la consommation. En contrepartie, les secteurs des équipements électroniques, du cuir et les entreprises manufacturières diverses ne consomment que très peu de mazout.

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L’analyse selon la catégorie de l’entreprise démontre que la consommation de mazout est principalement le fait des plus grandes PMI. Ainsi les moyennes entreprises (22%) et les entreprises de taille supérieure ont représenté en 1991 plus 80% de la consommation totale de mazout de la PMI. L’ajustement des données sur le comportement énergétique des PMI pour notre étude a tenu compte des facteurs suivants.

1. Les pertes ou fermetures d’entreprises dans certains secteurs d’activités comparativement aux entreprises existantes de 1991. Les gains d’entreprises ne sont cependant pas considérés à cause de ce qui suit,

2. Le fait qu’il n’y a, pour ainsi dire, aucune nouvelle installation de chaufferie utilisant les

produits pétroliers dans les nouvelles constructions de bâtiments industriels,

3. La compétitivité et la disponibilité des sources d’énergie (Gaz Naturel et électricité) pour les besoins de chauffage des entreprises,

4. Le remplacement des chaufferies existantes par une production de chaleur décentralisée est une

mesure d’économie d’énergie intéressante en raison des gains d’efficacité thermique et une diminution des coûts d’entretien des installations,

5. Le remplacement des produits pétroliers par des combustibles alternatifs comme la biomasse

pour la production de chaleur dans les industries du bois. 3.2 Évolution des comportements énergétiques des PMI Depuis 1991 dans le secteur des petites et moyennes industries, les habitudes de consommation d’énergie au Québec ont évolué en faveur de l’électricité et du gaz naturel pour les petites et moyennes industries. En effet, toute nouvelle construction de bâtiments industriels est principalement munie de chauffage à l’électricité et/ou au gaz naturel lorsqu’elle peut être desservie par ces types d’énergie. La simplicité et le coût très compétitif des installations de chauffage à l’électricité et au gaz naturel expliquent ce phénomène. Les nouvelles constructions de bâtiments industriels tentent d’éviter la construction de chaufferie centrale qui généralement est plus dispendieuse et demande un entretien et une surveillance plus grande que les autre types d’installation. Cela justifie la progression de l’électricité et du gaz naturel pour ces catégories d’entreprises. Une rencontre avec le représentant de marketing de Gaz métro nous a confirmé ces faits, chiffres à l’appui. Les nouvelles installations utilisant le mazout, s’il s’en trouve, se situeraient donc dans les entreprises non-desservies par le réseau de distribution du gaz naturel. Il s’agit donc d’entreprises manufacturières en région et leur nombre doit être considéré comme négligeable étant donné le nombre d’entreprises potentielles et leur poids par rapport au nombre total d’entreprises utilisant les produits pétroliers. Pour toutes ces raisons et avec les données colligées, on peut supposer que le chiffre de 3064 PMI recensé en 1991 utilisant les produits pétroliers est révisé en baisse d’environ 20% à 2550 entreprises.

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4 Évolution des habitudes de consommation de produits pétroliers dans le

secteur industriel de la GI La consommation énergétique du secteur industriel est en progression constante depuis 1991 toutes sources d’énergie confondues. Pour la plupart des secteurs industriels, l’énergie spécifique par unité de production a diminué comme le démontre le tableau de l’Office de l’efficacité énergétique du Canada en annexe 1. Dans le cas de la grande industrie, on constate une évolution des habitudes de consommation des produits pétroliers différente par rapport au secteur de la PMI. En effet les prix de l’énergie électrique et du gaz naturel ont freiné l’utilisation de ces types d’énergie pour le chauffage et pour les procédés industriels. Si le prix de l’énergie influe sur la décision d’un client de changer de type de combustible fossile pour ses opérations manufacturières, ce phénomène se matérialise surtout dans la grande industrie ou les prix de mazout no 6 n’ont pas suivi la flambée des cours du baril de pétrole. En effet, le mazout no 6, qui est en fait un résidu du procédé de raffinage des produits pétroliers, est beaucoup moins cher que les autres combustibles pour les mêmes quantités d’énergie. Globalement toutefois on note que la consommation totale de produits pétroliers a chuté d’environ 2 % de 1991 à 2001 malgré les augmentations de capacité de production des usines. On peut attribuer ce phénomène aux causes suivantes.

1. La modernisation des procédés industriels pour utiliser entre autres d’autre formes d’énergie; 2. Les réductions de la consommation d’énergie : les efforts de rationalisation des opérations

manufacturières génèrent des économies d’énergie appréciables; 3. L’utilisation de la biomasse comme combustible de remplacement des produits pétroliers dans

le secteur de pâtes et papiers; 4. Les fermetures d’usines dans les secteurs à forte intensité énergétique.

Le gaz naturel, qui avait fait une percée dans les grandes industries avant 2001 a vu ses parts de marché chuter de près de vingt pour cent suite aux augmentations de prix de la molécule de gaz naturel. Tous les clients industriels qui ont pu remplacer le gaz naturel par le mazout l’ont rapidement fait au cours de l’année qui a suivi l’augmentation des coûts du gaz. Nous avons par ailleurs évalués que le nombre grandes entreprises répertoriées est passé de 204 en 1991 à 181 en 2004.

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5 Inventaire des mesures d’efficacité énergétique pour les chaudières et centrales thermiques utilisant les produits pétroliers

5.1 PMI Les mesures d’efficacité énergétique applicables à des petites chaudières au mazout no 2 se retrouvant dans les petites entreprises industrielles sont les suivantes. 5.1.1 Remplacement des chaudières par des chaudières plus efficaces Certaines installations de chauffage au mazout utilisent des modèles de chaudière en fonte qui datent des années 70 et parfois encore moins récentes. L’efficacité de ces modèles de chaudière au mazout no 2 avoisine les 60% d’efficacité de combustion tant les pertes de chaleur sont importantes dans les gaz de combustion. Le remplacement de ces types de chaudière par des chaudières à haute efficacité génère des économies d’énergie appréciables entre 10% et 25%. Les temps de retour associés à ces mesures oscillent cependant entre 7 et 10 ans. Coût des travaux : $10 000 à $100 000. Économies d’énergie réalisables : 20%. 5.1.2 Contrôle de température de l’eau chaude du circuit de chauffage en fonction de la

température extérieure Afin de maintenir une température d’eau des installations de chauffage adéquate, on peut jumeler à l’aquastat un régulateur automatique intérieur-extérieur qui fait varier la température de l’eau en fonction de la température extérieure. Coût des travaux: environ 300 $. Économies annuelles réalisables: 2 %. 5.1.3 Amélioration de l’efficacité de combustion de la chaudière Pour les brûleurs à mazout, on peut installer une tête de retenue de la flamme et une valve solénoïde qui réduisent l’accumulation de suie. Coût des travaux: de 300 $ à 700 $. Économies annuelles réalisables: de 5 % à 12 %.

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5.1.4 Entretien annuel de la chaudière par une entreprise spécialisée Un programme régulier de nettoyage, d’entretien et de mise au point du brûleur par un spécialiste permet d’obtenir un rendement optimal d’un système de chauffage. Les tâches qui devraient être effectuées chaque année au moment de la vérification et du nettoyage sont les suivantes : 1. Inspecter l’intérieur et l’extérieur de la cheminée. 2. Nettoyer le conduit de raccordement, le registre de tirage et la base de la cheminée. 3. Nettoyer l’échangeur thermique de l’appareil. 4. Nettoyer ou remplacer le filtre à air (systèmes à air chaud seulement). 5. Vérifier le brûleur afin de nettoyer et de lubrifier le moteur ainsi que le ventilateur au besoin. 6. Remplacer le gicleur au besoin. 7. Vérifier la pression du mazout acheminé au brûleur et inspecter tous les raccords pour s’assurer

qu’il n’y a pas de fuites. Coût des travaux :$200 à $1200. Économies annuelles réalisables : 2%. 5.1.5 Installation d’un thermostat programmable L’opération du système de chauffage peut être modulée en fonction des heures d’occupation des bâtiments pour ainsi abaisser la température ambiante de locaux pendant les heures d’inoccupation. Les économies d’énergies peuvent atteindre 5% Coût des travaux $500-$5000. Économies annuelles réalisables 5%. 5.2 Inventaire des mesures d’efficacité énergétiques pour la GI Les mesures d’efficacité énergétique applicables à la chaufferie industrielle sont les suivantes. 5.2.1 Augmentation de l’efficacité de combustion des chaudières Les chaudières utilisant les produits pétroliers devraient afficher une efficacité minimum de75% (PCS, pouvoir calorifique supérieur) qui se calcule en plaçant la valeur calorifique de la vapeur produite sur l’énergie fournie par le combustible. Efficacité (%) = chaleur contenue dans la vapeur/ énergie du combustible (PCS) Il est toujours mieux de considérer l’efficacité globale d’une chaufferie en tenant compte des facteurs qui influencent l’efficacité des composantes d’une centrale thermique et les mesures suivantes sont considérées.

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5.2.2 Optimisation des conditions de combustion

1. Vérifier les conditions de combustion (qualité de la flamme et des brûleurs). 2. Installer les brûleurs avec contrôle de combustion numérique. 3. Minimiser l’excès d’air de combustion sans produire un niveau excessif de monoxyde de

carbone ou du carbone. Potentiel d’augmentation d’efficacité 5%. 5.2.3 Traitement des eaux d’alimentation de chaudière Un traitement adéquat des eaux d’alimentation est essentiel pour une opération efficace des chaudières et des systèmes à eau chaude. Les impuretés naturelles présentes dans l’eau peuvent mener à des problèmes de corrosion, à des dépôts calcaires et à la contamination de la vapeur. Un système de traitement d’eau doit être en mesure de bien contrôler les paramètres tels que le pH, l’alcalinité et les solides dissous totaux. Un bon traitement de l’eau réduit les besoins en produits chimiques et en coût d’entretien, et génère des économies importantes d’énergie en permettant de réduire le taux de purge des chaudières. Potentiel d’augmentation d’efficacité 2%. 5.2.4 Économiseurs sur les gaz de combustion Les économiseurs sur les gaz de combustions sont tout simplement des échangeurs de chaleur installés dans la cheminée des centrales thermiques afin d’abaisser la température des gaz de combustion à un niveau acceptable pour prévenir la condensation de l’eau contenue dans ceux-ci. La condensation de l’eau pourrait abîmer les revêtements intérieurs de la cheminée. Le gain thermique est normalement utilisé pour préchauffer l’eau d’alimentation des chaudières. Le gain d’efficacité potentiel de la chaufferie se situe entre 3 et 5%. 5.2.5 Contrôle de l’excès d’air Un contrôle de l’excès d’air présent dans les produits de combustion influe sur l’efficacité de combustion. Un excès trop important refroidi les fumées et abaisse ainsi l’efficacité de la chaudière. De plus, les changements de densité de l’air en fonction des saisons ou l’état des éléments de filtration affecte le ratio d’excès de la chaudière. Un contrôle automatisé de l’oxygène des fumées pouvant maintenir l’efficacité de combustion aussi haute que possible produit des économies situées entre 1 et 2%.

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Potentiel techno-économique d’efficacité énergétique en chauffage et procédés industriels 13

5.2.6 Récupération de chaleur sur les purges de chaudières Les chaudières produisant de la vapeur doivent maintenir les solides dissous en deçà d’un niveau recommandé. Pour maintenir le niveau requis, on effectue des purges de condensat de manière régulière. La chaleur contenue dans cette purge peut être récupérée par des échangeur de chaleur afin de préchauffer l’eau d’alimentation de la chaudière, par exemple. Les gains d’efficacité thermique sont évalués entre 1 et 3%. Ce type de mesure s’applique évidemment à des centrales thermique produisant de la vapeur. 5.2.7 Gestion des opérations de plusieurs chaudières dans une même centrale thermique La gestion de l’opération de plusieurs chaudières dans une même centrale thermique permets de générer des économies d’énergie additionnels de la façon suivante. 1. Diminuer les pertes dues à l’opération en attente ou à basse charge des chaudières (Stand-by). 2. Utiliser une séquence d’opération optimale et minimiser le nombre de chaudières en opération pour

répondre aux fluctuations et à la demande des charges thermiques. 5.3 Mesures d’efficacité énergétique sur les procédés industriels : intégration

énergétique Dans le cas des procédés industriels qui impliquent des processus de transformation de nature physico-chimique, les besoins en chauffage ne se limitent pas nécessairement aux besoins des bâtiments et de production d’eau chaude mais incluent aussi tous les besoins de chauffage du procédé lui-même. Dans ces conditions, en plus des mesures d’économie d’énergie qui sont directement applicables aux centrales thermiques en vue d’en réduire la consommation de produits pétroliers comme le mazout no 6, il faut aussi considérer les mesures d’économies d’énergie qui touchent directement les procédés eux-mêmes et qui permettront de réduire les besoins de production de chaleur par les chaudières.. L’ensemble des mesures d’économie d’énergie applicables aux procédés industriels est très diversifié et propre à chaque installation industrielle. De même, les mesures applicables généreront des économies dont l’ampleur dépendra des effets croisés entre celles-ci. Pour contourner ces difficultés, nous avons élaboré une méthodologie basée sur notre expertise en intégration énergétique. Cette approche est décrite dans les sections suivantes. 5.3.1 Description de l’intégration énergétique des procédés L’intégration énergétique repose essentiellement sur une expertise appelée analyse de pincement. Par une analyse rigoureuse de nature thermodynamique, cette approche permet d’identifier les besoins minimums en chauffage d’un procédé et de concevoir les mesures d’économies d’énergie qui

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permettent de rencontrer ce minimum. À travers ce processus d’analyse, toute la panoplie de mesures possibles est examinée, ce qui inclut les éléments génériques suivants :

1. Récupération d'énergie: échangeurs de chaleur, mélange direct de courants, économiseurs, tours de condensation, et tout autre technologie d'échange de chaleur pertinente au procédé à l'étude;

2. Optimisation des services en relation avec le procédé: choix optimum des niveaux de pression de la vapeur, récupération et préchauffage des condensats, récupération de chaleur sur les purges et les fumées...;

3. Identification de modifications judicieuses du procédé: équipements et opération (consignes de température, de pression, de débit...);

4. Minimisation des inefficacités découlant de la dynamique de procédé (fluctuations, modes de contrôle du procédé);

5. Identification des équipements inefficaces et des solutions pour accroître au maximum leur efficacité;

6. Positionnement optimal pour les pompes à chaleur, la thermocompression, la recompression mécanique des vapeurs, la cogénération...;

7. Réutilisation / recyclage de rejets (ex.: eau); 8. Positionnement optimal au sein du procédé des équipements de procédé énergivores comme les

évaporateurs, les séchoirs, les colonnes à distiller, etc. Une fois l’analyse de pincement complétée, on obtient donc une liste optimale de projets adaptés au procédé et à son environnement particulier (économique, saisonnier, opérationnel, …) pour un niveau de rentabilité désiré par les propriétaires. Cette liste donne les économies d’énergie nettes qui seront obtenues en tenant compte des effets croisés. Une étude en intégration énergétique comprend une phase de développement et de calage d’une simulation détaillée du procédé sur informatique et cette simulation permet de considérer les impacts entre chaque mesure recommandée, donc d’évaluer les économies qui seront réellement obtenues. Afin de rendre plus concret la nature des résultats découlant de cette approche, les tableaux 3 et 4 suivants donnent des exemples de projets recommandés dans différentes études réalisées par les ingénieurs de Sodexpro depuis 1986. Nous avons joints à ce rapport un fichier de présentation PowerPoint plus détaillée sur l’intégration énergétique des procédés.

La présentation Power Point est sans doute à venir.

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Potentiel techno-économique d’efficacité énergétique en chauffage et procédés industriels 15

TABLEAU 3

SOMMAIRE DES MESURES ÉNERGÉTIQUES RECOMMANDÉES POUR

L’ENSEMBLE DE L’ÉTUDE

USINE PÉTROCHIMIQUE

Mesures

Réduct. de la consom. d’énergie

(%)

Économie annuelle

($)

PRI

(ans) Automatiser la vanne à la succion du 3e stage

0.27

6,900

2.2

Modification du contrôle de la pression du ballon F-627

4.2

158,900

0.1

Augmentation de la pression de succion de J-642

4.1

92,000

(156000)2

0

Système de dégivrage automatique U-112 (J-640 & J-641)

2.3

85,900

0.7

Remplacement des lattes de PVC dans la tour U-112 (J-640 & J-641)

1.45

62,500

Réduire la charge avec un réseau optimum d’échangeurs de chaleur

15.6

598,100

3.2

Augmenter la pression de E6093

très rentable

Réduction annuelle

27.9

1,004,000

2.00

Toutes les économies sont additives, les effets croisés ayant été considérés. Référence pour la base des calculs : avril à décembre 1995

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Potentiel techno-économique d’efficacité énergétique en chauffage et procédés industriels 16

# Mesure Économies temps de retourannuelles

1Préchauffage d'une partie de l'eau d'appoint de la chaufferie en refroidissant une fraction de l'eau blancheallant aux meules avec un échangeur de chaleur (au niveau du classage) $ 229000 13 mois

2Préchauffage d'une partie de l'eau d'appoint de la chaufferie avec la vapeur sous vacuum de la machine àpapier no. 10 ("quench") $ 54100 17 mois

3Préchauffage d'une partie de l'eau d'appoint de la chaufferie avec la vapeur sous vacuum de la machine àpapier no. 11 ("quench") $ 65500 14 mois

4Second préchauffage d'une partie de l'eau d'appoint de la chaufferie avec la vapeur de flash du réservoircentral de condensat de la MAP no. 11 $ 66600 8 mois

5Remise en service de la tour de chauffage de la MAP 11 pour chauffer l'eau du réservoir d'eau chaude.Installation d'un tamis au niveau du réservoir d'eau chaude (comme le réservoir de la MAP 10) $ 270000 1 mois

6 Chauffage final de l'eau chaude de la MAP 11 à la tour de chauffage avec un échangeur de chaleur $ 135000 9 mois

7Élimination du flash du réservoir de 67 kPa de la MAP 11. Introduction directe des condensats des sections 3 à5 de la MAP dans la tuyauterie de retour (modification des pompes) et transformation du réservoir en pompe à $ 26900 11 mois

8Élimination des 2/3 de la vapeur sous vacuum de la MAP 10 allant au condenseur en remplaçant lesthermocompresseurs des sections 1 à 4 par de nouveaux thermocompresseurs ayant une capacité supérieure $ 115000 11 mois

9Échange continue d'eau blanche entre le cuvier d'eau blanche riche au classage et la MAP 10 pour augmenterla température de l'eau de cette dernière (6800 l/min) tout en contribuant à refroidir l'eau qui retournera à la $ 119000 21 mois

10Chauffage de la liqueur de lessivage allant aux lessiveurs avec respectivement la vapeur de flash allant à latour de condensation actuelle via un échangeur en amont de la tour, et avec la vapeur des raffineurs, aussi $ 160000 11 mois

11 Retourner le maximum d'eau blanche au cuvier d'eau de lavage des copeaux pour les réchauffer au maximum $ 32000 6 mois12 Enlever l'échangeur de refroidissement des tours de SO2 et introduire directement l'eau fraîche eau fraîche instant.

Sommaire des mesures d'économie d'énergie recommandéesUsine de pâtes et papiers

Tableau 4

Page 17: AEÉ-9, doc. 2, engagement no 2 – Étude Sodexpro

Potentiel techno-économique d’efficacité énergétique en chauffage et procédés industriels 17

5.3.2 Méthodologie pour l’application de l’intégration des procédés pour cette étude Comme nous l’avons vu, l’intégration énergétique permet de considérer tout l’univers des mesures possibles d’économie d’énergie en tenant compte des effets croisés pour un seuil de rentabilité fixé par une entreprise. Autour des années 1998, dans le cadre d’un mandat pour l’Association de l’Industrie Forestière du Québec concernant l’évaluation des potentiels d’économie d’énergie par intégration énergétique pour ce secteur, nous avons démontré, suite à la compilation de plusieurs résultats d’étude et par des analyses statistiques, qu’une équation relativement simple permettait d’évaluer le potentiel de cette approche de manière généralisée avec une précision statistiquement espérée de l’ordre de +/- 30% et ce, malgré la grande diversité des mesures d’économie qui étaient préconisées dans chaque site industriel utilisé pour élaborer la relation. Cette relation dépendait des facteurs suivants :

1. La consommation d’énergie minimale d’un site donné, obtenu par l’analyse de pincement pour chaque type de procédé à considérer;

2. La consommation actuelle d’un site; 3. Le niveau nominal d’économie d’énergie désiré, en GJ/h.

Le niveau nominal d’économie d’énergie dicte la grosseur moyenne des équipements et intervient dans l’estimation des investissements. La distance entre la consommation actuelle et la consommation minimale intervient aussi dans l’évaluation des investissements. Plus cette distance est faible, plus le procédé examiné est bien intégré, et plus les nouveaux projets considérés seront chers. En effet un meilleur niveau d’intégration au départ signifie que les différentiels de température encore disponibles pour la récupération d’énergie sont plus faibles, d’où l’utilisation d’équipements plus gros. Donc un seuil d’économie choisi en GJ/h, par exemple, permettait d’évaluer les économies monétaires et quantitatives de combustible, ainsi qu’un ordre de grandeur des investissements. La relation qui fût obtenue présentait une grande marge d’erreur pour des niveaux de récupération d’énergie faibles, ceux pour lesquels les temps de retour directs sont rapides (moins d’un an). La précision augmentait considérablement pour des seuils de rentabilité moins élevés, soit des temps de retour directs de 2 ans et plus ou des taux de rendement internes de 50% et moins. Dans ces cas là, le niveau de récupération d’énergie, en GJ/h, devient plus élevé et les projets requis pour les rencontrer finissent toujours par comprendre, par exemple, quelques installations d’échangeurs de chaleur. On se trouve donc dans une région dans laquelle la nature des projets implantés aura tendance à être similaire peu importe le site considéré. Dans le cas des projets à faible temps de retour, les solutions proposées sont souvent extrêmement variables d’un cas à l’autre car les projets identifiés sont axés sur les inefficacités de nature secondaire propres à chaque site qui peuvent se solutionner presque sans investissements mais qui génèrent aussi peu d’économie : recyclage dans le procédé d’un courant rejeté aux égouts, élimination d’un débordement de cuvier, ajustement d’une boucle de contrôle, changement d’un point de consigne de température, utilisation de vapeur rejetée dans l’atmosphère, etc. Chaque site contient une panoplie de ces petites sources d’inefficacité mais leur nature est extrêmement variable d’un cas à l’autre, d’où l’imprécision plus élevée qui est associée à leur évaluation potentielle. Cependant, pour les fins des études comme celle-ci, ces seuils d’économie et de rentabilité ne représentent pas la plage qui est normalement examinée car on est normalement intéressé par des

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Potentiel techno-économique d’efficacité énergétique en chauffage et procédés industriels 18

analyses qui portent sur des seuils d’économie plus élevés et l’imprécision relevée ici a peu de conséquences pratiques. Finalement, il est aussi bon de rappeler que les notions de statistique nous rappellent que l’écart type d’une erreur sur une moyenne diminue avec la dimension de l’échantillon. Puisque cette relation sera appliquée à un ensemble d’usines pour un secteur donné, la précision finale de l’exercice sera améliorée. Pour utiliser cette approche, nous aurons besoins d’identifier un seuil minimum de consommation d’énergie pour chaque secteur industriel. Ce seuil sera plutôt remplacé dans cette étude par un potentiel technique maximal de récupération d’énergie. Cette valeur n’est pas vraiment disponible dans la littérature pour l’intégration des procédés et nous utiliserons notre expérience pour l’évaluer, ainsi que les informations fournies dans quelques publications scientifiques et les compilations de résultats d’études faites par d’autres consultants dans ce domaine. Au cours des 20 dernières années, les ingénieurs de Sodexpro ont eu la chance d’effectuer des analyses énergétiques de toute sorte dans tous les secteurs industriels sans exception et ils ont donc eu la chance de bien connaître les opérations industrielles utilisées et les bilans d’énergie des entreprises étudiées. Cette connaissance combinée aux résultats connus des études d’analyse de pincement sera utilisée pour définir ce potentiel maximal d’économie d’énergie. 5.3.3 Relation utilisée pour l’évaluation des potentiels Suite aux explications précédentes, l’équation suivante a été obtenue et utilisée pour rencontrer les objectifs de ce mandat :

Confidentiel 5.3.4 Potentiels maximums d’économie d’énergie par secteur industriel (grandes entreprises)

Le tableau 5 suivant donne les potentiels maximums moyens d’économie d’énergie que nous avons utilisés pour cette étude.

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Potentiel techno-économique d’efficacité énergétique en chauffage et procédés industriels 19

Tableau 5 – Potentiel maximal d’économie d’énergie pour le GI

Secteur industriel No d'entreprises Potentiel maximal d'économie d'énergie, %

Aliments et boisson 14 30.00% Produits en matière plastique/caoutchouc 4 20.00% Textiles de première transformation 5 30.00% Produits textiles 2 30.00% Bois 15 30.00% Papier et produits connexes 51 50.00% Première transformation des métaux 35 25.00% Machinerie (sauf électrique) 6 15.00% Matériel de transport 9 15.00% Produits électriques et électroniques 7 10.00% Produits minéraux non métalliques 3 30.00% Produits raffinés du pétrole et du charbon 3 30.00% Produits chimiques 18 30.00% Autres manufactures 9 20.00% TOTAL SECTEUR 181

6 Potentiel technico-économique des mesures d’efficacité énergétique 6.1 Potentiel techno-économique des mesures d’efficacité énergétique pour les GI Les tableaux 6 à 8 suivants résument le potentiel techno-économique des mesures d’économie d’énergie appliquées aux GI qui utilisent des produits pétroliers. Des temps de retour direct de 2, 3 et 4 ans servent de base pour chacun des tableaux. Considérant la source d’information qui a été utilisée pour obtenir ces résultats, chaque temps de retour choisi correspond à un ensemble de projets dont le temps de retour global moyen vaut la valeur choisie. Chaque projet individuel a un temps de retour qui varie autour de la valeur moyenne mais elle varie peu. On doit donc voir chaque ensemble comme un seul projet global qui présente le temps de retour sélectionné. Chaque ensemble de projets inclue aussi des mesures qui touchent directement les centrales thermiques.

Page 20: AEÉ-9, doc. 2, engagement no 2 – Étude Sodexpro

Potentiel techno-économique d’efficacité énergétique en chauffage et procédés industriels 20

Tableau 6 – Potentiel techno-économique obtenu pour un temps de retour de 2 ans dans les GI

Secteur industriel No d'entreprises Potentiel maximaltotal prod. pétroliers GN et autres total % p/r à la consommation d'économie d'énergie, %TJ TJ TJ millions $ approx. industrielle totale

Aliments et boisson 14 14014 418 13596 84.08 7.3% 30.00%Produits en matière plastique/caoutchouc 4 3980 183 3797 23.88 2.1% 20.00%Textiles de première transformation 5 3406 583 2823 20.44 1.8% 30.00%Produits textiles 2 4285 287 3998 25.71 2.2% 30.00%Bois 15 4694 3660 1034 28.17 2.4% 30.00%Papier et produits connexes 51 62068 28228 33840 372.41 32.1% 50.00%Première transformation des métaux 35 50492 6761 43731 302.95 26.1% 25.00%Machinerie (sauf électrique) 6 1355 46 1309 8.13 0.7% 15.00%Matériel de transport 9 2705 249 2456 16.23 1.4% 15.00%Produits électriques et électroniques 7 2280 40 2239 13.68 1.2% 10.00%Produits minéraux non métalliques 3 9180 1197 7983 55.08 4.7% 30.00%Produits raffinés du pétrole et du charbon 3 20449 10779 9670 122.70 10.6% 30.00%Produits chimiques 18 12735 2256 10479 76.41 6.6% 30.00%Autres manufactures 9 1645 339 1307 9.87 0.9% 20.00%TOTAL SECTEUR 181 193288 55027 138261 1159.73 100.0%

Coût utilisé pour le combustible: 6$/GJ PCSÉconomies: 7500 hres d'opération par année

Secteur industriel Cons. moy. produits Investissementspétroliers par usine qui quantité % de la monétaire temps de retour VPN sur 20 ans

en utilise, GJ/h TJ consommation millions $ millions de $ années millions $ (TA=11%)Aliments et boisson 133.5 38.83 9.3% 0.23 0.47 2.00 1.39Produits en matière plastique/caoutchouc 132.7 8.74 4.8% 0.05 0.10 2.00 0.31Textiles de première transformation 90.8 42.69 7.3% 0.26 0.51 2.00 1.53Produits textiles 285.7 35.15 12.3% 0.21 0.42 2.00 1.26Bois 41.7 122.81 3.4% 0.74 1.60 2.17 4.27Papier et produits connexes 162.3 5680.12 20.1% 34.08 68.16 2.00 203.23Première transformation des métaux 192.3 567.85 8.4% 3.41 6.81 2.00 20.32Machinerie (sauf électrique) 30.1 0.77 1.7% 0.00 0.01 2.71 0.02Matériel de transport 40.1 4.96 2.0% 0.03 0.08 2.56 0.16Produits électriques et électroniques 43.4 0.46 1.2% 0.00 0.01 2.74 0.01Produits minéraux non métalliques 408.0 160.71 13.4% 0.96 1.93 2.00 5.75Produits raffinés du pétrole et du charbon 908.9 1691.02 15.7% 10.15 20.29 2.00 60.50Produits chimiques 94.3 169.98 7.5% 1.02 2.04 2.00 6.08Autres manufactures 24.4 9.73 2.9% 0.06 0.16 2.69 0.31TOTAL SECTEUR 142.4 8534 15.5% 51.20 102.59 2.00 305.15

RentabilitéÉconomies d'énergie

Consommation de combustible fossile

Page 21: AEÉ-9, doc. 2, engagement no 2 – Étude Sodexpro

Potentiel techno-économique d’efficacité énergétique en chauffage et procédés industriels 21

Tableau 7 – Potentiel techno-économique obtenu pour un temps de retour de 3 ans dans les GI

Secteur industriel No d'entreprises Potentiel maximaltotal prod. pétroliers GN et autres total % p/r à la consommation d'économie d'énergie, %TJ TJ TJ millions $ approx. industrielle totale

Aliments et boisson 14 14014 418 13596 84.08 7.3% 30.00%Produits en matière plastique/caoutchouc 4 3980 183 3797 23.88 2.1% 20.00%Textiles de première transformation 5 3406 583 2823 20.44 1.8% 30.00%Produits textiles 2 4285 287 3998 25.71 2.2% 30.00%Bois 15 4694 3660 1034 28.17 2.4% 30.00%Papier et produits connexes 51 62068 28228 33840 372.41 32.1% 50.00%Première transformation des métaux 35 50492 6761 43731 302.95 26.1% 25.00%Machinerie (sauf électrique) 6 1355 46 1309 8.13 0.7% 15.00%Matériel de transport 9 2705 249 2456 16.23 1.4% 15.00%Produits électriques et électroniques 7 2280 40 2239 13.68 1.2% 10.00%Produits minéraux non métalliques 3 9180 1197 7983 55.08 4.7% 30.00%Produits raffinés du pétrole et du charbon 3 20449 10779 9670 122.70 10.6% 30.00%Produits chimiques 18 12735 2256 10479 76.41 6.6% 30.00%Autres manufactures 9 1645 339 1307 9.87 0.9% 20.00%TOTAL SECTEUR 181 193288 55027 138261 1159.73 100.0%

Coût utilisé pour le combustible: 6$/GJ PCSÉconomies: 7500 hres d'opération par année

Secteur industriel Cons. moy. produits Investissementspétroliers par usine qui quantité % de la monétaire temps de retour VPN sur 20 ans

en utilise, GJ/h TJ consommation millions $ millions de $ années millions $ (TA=11%)Aliments et boisson 133.5 78.58 18.8% 0.47 1.41 3.00 2.34Produits en matière plastique/caoutchouc 132.7 21.92 12.0% 0.13 0.39 3.00 0.65Textiles de première transformation 90.8 105.07 18.0% 0.63 1.89 3.00 3.13Produits textiles 285.7 57.75 20.1% 0.35 1.04 3.00 1.72Bois 41.7 595.09 16.3% 3.57 10.71 3.00 17.72Papier et produits connexes 162.3 9434.97 33.4% 56.61 169.83 3.00 280.97Première transformation des métaux 192.3 1077.67 15.9% 6.47 19.40 3.00 32.09Machinerie (sauf électrique) 30.1 3.11 6.7% 0.02 0.06 3.00 0.09Matériel de transport 40.1 17.79 7.2% 0.11 0.32 3.00 0.53Produits électriques et électroniques 43.4 1.79 4.4% 0.01 0.03 3.00 0.05Produits minéraux non métalliques 408.0 248.02 20.7% 1.49 4.46 3.00 7.39Produits raffinés du pétrole et du charbon 908.9 2359.27 21.9% 14.16 42.47 3.00 70.26Produits chimiques 94.3 408.08 18.1% 2.45 7.35 3.00 12.15Autres manufactures 24.4 30.93 9.1% 0.19 0.56 3.00 0.92TOTAL SECTEUR 142.4 14440 26.2% 86.64 259.92 3.00 430.02

RentabilitéÉconomies d'énergie

Consommation de combustible fossile

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Potentiel techno-économique d’efficacité énergétique en chauffage et procédés industriels 22

Tableau 8 – Potentiel techno-économique obtenu pour un temps de retour de 4 ans dans les GI

Secteur industriel No d'entreprises Potentiel maximaltotal prod. pétroliers GN et autres total % p/r à la consommation d'économie d'énergie, %TJ TJ TJ millions $ approx. industrielle totale

Aliments et boisson 14 14014 418 13596 84.08 7.3% 30.00%Produits en matière plastique/caoutchouc 4 3980 183 3797 23.88 2.1% 20.00%Textiles de première transformation 5 3406 583 2823 20.44 1.8% 30.00%Produits textiles 2 4285 287 3998 25.71 2.2% 30.00%Bois 15 4694 3660 1034 28.17 2.4% 30.00%Papier et produits connexes 51 62068 28228 33840 372.41 32.1% 50.00%Première transformation des métaux 35 50492 6761 43731 302.95 26.1% 25.00%Machinerie (sauf électrique) 6 1355 46 1309 8.13 0.7% 15.00%Matériel de transport 9 2705 249 2456 16.23 1.4% 15.00%Produits électriques et électroniques 7 2280 40 2239 13.68 1.2% 10.00%Produits minéraux non métalliques 3 9180 1197 7983 55.08 4.7% 30.00%Produits raffinés du pétrole et du charbon 3 20449 10779 9670 122.70 10.6% 30.00%Produits chimiques 18 12735 2256 10479 76.41 6.6% 30.00%Autres manufactures 9 1645 339 1307 9.87 0.9% 20.00%TOTAL SECTEUR 181 193288 55027 138261 1159.73 100.0%

Coût utilisé pour le combustible: 6$/GJ PCSÉconomies: 7500 hres d'opération par année

Secteur industriel Cons. moy. produits Investissementspétroliers par usine qui quantité % de la monétaire temps de retour VPN sur 20 ans

en utilise, GJ/h TJ consommation millions $ millions de $ années millions $ (TA=11%)Aliments et boisson 133.5 93.40 22.3% 0.56 2.24 4.00 2.22Produits en matière plastique/caoutchouc 132.7 26.59 14.5% 0.16 0.64 4.00 0.63Textiles de première transformation 90.8 127.27 21.8% 0.76 3.05 4.00 3.03Produits textiles 285.7 66.60 23.2% 0.40 1.60 4.00 1.58Bois 41.7 756.80 20.7% 4.54 18.16 4.00 18.00Papier et produits connexes 162.3 10901.49 38.6% 65.41 261.64 4.00 259.24Première transformation des métaux 192.3 1270.71 18.8% 7.62 30.50 4.00 30.22Machinerie (sauf électrique) 30.1 4.38 9.5% 0.03 0.11 4.00 0.10Matériel de transport 40.1 24.17 9.7% 0.14 0.58 4.00 0.57Produits électriques et électroniques 43.4 2.53 6.3% 0.02 0.06 4.00 0.06Produits minéraux non métalliques 408.0 282.70 23.6% 1.70 6.78 4.00 6.72Produits raffinés du pétrole et du charbon 908.9 2630.71 24.4% 15.78 63.14 4.00 62.56Produits chimiques 94.3 493.33 21.9% 2.96 11.84 4.00 11.73Autres manufactures 24.4 43.05 12.7% 0.26 1.03 4.00 1.02TOTAL SECTEUR 142.4 16724 30.4% 100.34 401.37 4.00 397.69

RentabilitéÉconomies d'énergie

Consommation de combustible fossile

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Potentiel techno-économique d’efficacité énergétique en chauffage et procédés industriels 23

6.2 Potentiel techno-économique des mesures d’efficacité énergétique pour les PMI Le tableau 9 suivant présente les données du potentiel techno-économique des mesures d’efficacité énergétiques applicables aux installations de chauffage pour la catégorie des PMI, sur la base des données présentées précédemment. Les hypothèses de calcul qui n’apparaissent pas dans le tableau sont :

• Mazout à $0.50/l • 5000 heures d’opération en moyenne • Effets croisés considérés pour le potentiel d’économie • Entretien : le coût annuel est actualisé sur 20 ans pour le calcul de la VPN

6.2.1 Choix des hypothèses de calcul Les pourcentages d’économie utilisés dans le tableau 9 diffèrent souvent des chiffres présentés précédemment lors de la description de chaque mesure. Puisque nous recherchons un potentiel d’économie global qui découle de la somme de toutes les mesures du tableau 9, il faut considérer les effets croisés entre les mesures. Une mesure appliquée seule pourra générer les économies indiquées dans sa description mais en combinaison avec d’autres, elle générera normalement moins d’économies. Il faut aussi considérer que les valeurs d’économie fournies dans les sources d’information utilisées sont rencontrées dans le meilleur des mondes et que la réalité amène toute sorte de contraintes et variations qui réduisent des fois significativement les économies obtenues. Le facteur d’économie utilisé dans le tableau 9 a donc été ajusté de manière à refléter notre expérience concrète dans ce domaine. Ces commentaires s’appliquent entre autres à l’exemple de la mesure « Entretien annuel de la chaudière ». Au niveau des coûts, nous avons choisi ici aussi une fourchette de coût qui correspond à une certaine réalité basée sur notre expérience. Prenons encore l’exemple de l’entretien annuel de la chaudière. On peut investir entre 200 et 1200$ pour différents programmes d’entretien qui généreront des bénéfices différents. On peut s’attendre à ce qu’un programme qui coûte $1200 génère plus d’économies mais à toutes fins pratiques, à moins d’une situation particulière, cette dépense ne sera pas rentable et la fourchette normale se situera naturellement entre 200-300$, d’où notre choix dans le tableau. À 1200$, la rentabilité obtenue sera mauvaise et cela revient à dire que le marché investira naturellement moins pour obtenir quand même en bout de ligne une rentabilité acceptable. Le taux de pénétration utilisé est technique et non pas économique, il représente, au meilleur de notre connaissance, la fraction des entreprises qui n’utilisent pas la mesure en question et chez qui cela serait techniquement réalisable. Aucune des mesures du tableau 9 n’utilise le concept de coût marginal. Nous considérons qu’il ne s’applique pas de manière générale aux mesures de ce tableau. Même dans le cas des thermostats programmables, les besoins courants de changement des thermostats sont très rares, à toute fin pratique le potentiel d’économie par renouvellement des thermostats existants s’étirerait sur une trop longue

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Potentiel techno-économique d’efficacité énergétique en chauffage et procédés industriels 24

période de temps pour être intéressante dans le contexte de l’information recherchée par les mandataires de cette étude.

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Potentiel techno-économique d’efficacité énergétique en chauffage et procédés industriels 25

Tableau 9 - Potentiel techno-économique d'économie de produits pétroliers pour les PMI

TOTALNombre d'entreprise 1886 337 132 89 35 28 23 20 2550Consommation de mazout, kl 0-49 50-99 100-199 200-349 350-499 500-999 1000-2400 2500 et plus moyenne choisie 25 75 150 275 425 750 1700 3500 103Mesure 1 1 1 2 3 4 6 6 6Amélioration de l'efficacité de combustion% économie 7 7 7 7 7 7 7 7taux de pénétration potentiel, % 15 15 15 15 15 15 15 15économies, kl 495 265 208 257 156 221 411 735 2748économies, k$ 248 133 104 128 78 110 205 368 1374coût de la mesure, $ 300 357 414 471 529 586 643 700coûts, k$ 85 18 16 19 11 15 13 13 190Mesure 2 1 1 2 3 4 6 6 6Entretien annuel% économie 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5taux de pénétration potentiel, % 80 80 80 80 80 80 80 80économies, kl 189 101 79 98 60 84 156 280 1047économies, k$ 94 51 40 49 30 42 78 140 523coût de la mesure, $ 200 214 229 243 257 271 286 300coûts, k$ annuel 302 58 48 52 29 36 32 29 585Mesure 3 1 1 2 3 4 6 6 6Thermostat programmable% économie 2 2 2 2 2 2 2 2taux de pénétration potentiel, % 80 80 80 80 80 80 80 80économies, kl 754 404 317 392 238 336 626 1120 4187économies, k$ 377 202 158 196 119 168 313 560 2093coût de la mesure, $ 500 1143 1786 2429 3071 3714 4357 5000coûts, k$ 754 308 377 519 344 499 481 480 3763Mesure 4 1 1 2 3 4 6 6 6Contrôle de la température de l'eau chaude% économie 1 1 1 1 1 1 1 1taux de pénétration potentiel, % 50 50 50 50 50 50 50 50économies, kl 236 126 99 122 74 105 196 350 1308économies, k$ 118 63 50 61 37 53 98 175 654coût de la mesure, $ 300 300 300 300 300 300 300 300coûts, k$ 283 51 40 40 21 25 21 18 498TOTAL 1 1 2 3 4 6 6 6économies, kl 1674 897 703 869 528 746 1388 2485 9289économies, % 3.6% 3.6% 3.6% 3.6% 3.6% 3.6% 3.6% 3.6% 3.6%économies, k$ 837 449 351 434 264 373 694 1243 4645coûts, k$ 1877 521 554 707 448 630 594 583 5914temps de retour, ans 2.24 1.16 1.58 1.63 1.70 1.69 0.86 0.47 1.27VPN (TA = 11%, 20 ans), k$ 4819 3068 2258 2768 1664 2352 4958 9357 31244

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7 Conclusions et recommandations Cette étude a permis d’évaluer le potentiel techno-économique d’économie d’énergie applicable è la réduction de la consommation de produits pétroliers de l’industrie québécoise. L’essentiel des résultats obtenus est présenté dans le tableau 10 suivant. On peut constater que le potentiel est excellent en termes de pourcentage de réduction et de rentabilité économique. On peut aussi constater que le potentiel dans la GI est 10 fois plus élevé en $ et 20 fois plus élevé en quantité de produits pétroliers que celui des PMI pour un nombre 20 fois moindre d’entreprise. Comme ordre de grandeur, on peut dire que près 95% du potentiel d’économie des produits pétroliers proviendra des mesures d’économie d’énergie appliquées aux procédés industriels. L’atteinte des potentiels d’économie d’énergie dépende, entre autre, du développement d’une industrie de l’industrie de l’efficacité énergétique qui demeure très marginal afin de d’aider les industriels. L’agence pourrait favoriser l’organisation de partenaires, et axer ses interventions sur les réalisations de projets. Tableau 10 – Sommaire des résultats

PMI

Consommation de produits pétroliers, kl/an 261675 1334237 TJ/an 10792 55027No. d'entreprise 2550 181

Potentiel d'économie TR = 2 ans TR=3 ans TR=4 ans kl/an 9289 206807 346902 405608 % 3.6% 15.5% 26.0% 30.4% k$/an 4 645 $ 51 204 $ 86 640 $ 100 344 $ TJ/an 383 8534 14440 16724Coûts, k$ 5 914 $ 102 590 $ 259 920 $ 401 370 $ Temps de retour, ans 1.27 2 3 4VPN 20 ans, TA=11%, k$ 31244 305150 430020 397690

GI

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7.1 Recommandations pour la Petite et Moyenne Industrie En ce qui concerne la promotion de l’efficacité énergétique et pour favoriser l’implantation de mesures d’efficacité énergétiques auprès des petites et moyennes industries, nous nous permettons de faire les recommandations suivantes :

1. Identifier les entreprises consommatrices de produits pétroliers par une recherche marketing. 2. Regroupés les très petites industries dans les programmes résidentiels et/ou commerciaux

puisque, techniquement, les installations de chauffage sont similaires 3. Préparer des fiches techniques sur les moyens d’économiser de l’énergie et effectuer une

distribution aux clients ciblées. 4. Faire la promotion de certaines mesures d’efficacité énergétiques signifiantes tel que la

géothermie et l’énergie solaire afin de stimuler ces activités économiques en émergence. 5. Effectuer un projet pilote pour une dizaine de clients pour déterminer les économies potentiels

réels pour les mesures envisagés. 6. Fournir des ressources techniques sous différentes formes (fiches techniques, étude de cas, etc..)

efficace et abordable au client utilisant les produits pétroliers. 7. Développer une source de financement alternative des projets d’économie d’énergie

7.2 Recommandations pour la Grande Industrie Le potentiel de réduction d’énergie en terme absolu réside dans la participation des grands industriels dans des programmes de réduction d’énergie. Afin d’atteindre des réductions de consommation de produits pétroliers substantiels au cours des cinq prochaines années, nous nous permettons de formuler les recommandations suivantes :

1. Adresser de front l’épineuse question du financement des mesures d’efficacité énergétique. Les industriels n’investissent pas suffisamment afin d’exploiter le plein potentiel d’efficacité énergétique de leur procédé. Les temps retour visé sont souvent inférieur a un an. Un financement des projets à même un fond autofinancés par les projets d’efficacité énergétique est une solution concrète aux problèmes de sous financement et d’atteinte de résultats probants. (Fonds national d’efficacité énergétique auto généré de $100 millions garantie par le gouvernements du Québec)

2. Favoriser la création de postes de gestionnaire de l’énergie pour un période de cinq ans avec des mesures incitatives de la même nature que les crédits impôts pour les salaires dans les secteurs de la haute technologie. Les projets d’efficacité énergétique ont besoin d’un champion en entreprise afin de faire avancer les projets.

3. Favoriser le mesurage des données de l’utilisation de toutes formes d’énergie des entreprises afin de faciliter le suivi et les actions en efficacité énergétique.

4. Définir des niveaux de Benchmarking des entreprises et publications de cibles potentiels. 5. Faciliter la réalisation d’études en économies d’énergie utilisant les méthodes d’intégration des

procédés et de l’analyse du pincement. 6. Suivi des mesures d’efficacité énergétiques

Gaétan Noël, ing. M.Sc. et François J. Gagnon