suivi et optimisation de réseaux de chaleur bois énergie gérés en régie
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Suivi et optimisation de réseaux de chaleur bois énergie gérés en régie
Þ Développement notable des réseaux de chaleur de taille moyenne, gérés en régie, avec :
• Accompagnement en phase amont +++
• Accompagnement en phase exploitation +
Contexte de la démarche
Constat
Collectivités sans expérience= risque d’une mauvaise optimisation des installations• Fonctionnel (rendement, pérennité du matériel, …)• Environnemental (gestion des cendres, émissions, …)• Economique (prix de revient)• Administratif (budget équilibré, facturation, …)
Þ Disposer d’une meilleure vision des conditions d’exploitation et des marges d’optimisation de la performance de ces réseaux, au travers :
• D’un audit sommaire, portant sur les aspects techniques, économiques et contractuels ;
• Puis un suivi sur un an, à partir d’indicateur clés.
Contexte de la démarche
Enjeu de la mission
L’enjeu n’est pas de « pointer du doigt les disfonctionnements »
Þ Déterminer les indicateurs, modalités et outils de suivi pertinents et suffisants pour améliorer les conditions d’exploitation et de gestion.
Contexte de la démarche
Objectifs de la mission
Þ Capitaliser et diffuser l’information entre les collectivités impliquées et chez les partenaires du projet.
Þ Définir le contenu, le budget et la plus value (technique, économique et environnementale) :
• D’une démarche de capitalisation des données clés (par installation) à une échelle territoriale pour suivi et analyse en continu
• D’un accompagnement annuel à proposer ou mettre en œuvre de façon « systématique » par installation Þ Diffuser des bonnes pratiques et engager des
formations.
Réalisé
En cours
A venir
Les réseaux concernés
A ce jour, 8 réseaux bois énergie – gérés en régie - sont suivis :– en Rhône Alpes :
• 5 dans le cadre du programme sus cité,• 2 pour lesquels Kalice est missionné en direct par la commune,
– un en Auvergne, dont Kalice est AMO (suivi d’exploitation).
Leurs âges (entre 1 et 13 ans) et puissances bois installées sont volontairement divers.
Un cas particulier par sa taille : les constats sont néanmoins assez proches de ceux observés sur les autres.
Les données présentées concernent les 6 premiers réseaux (audit en cours pour les 2 autres).
1 Isère 2009 4502 Savoie 2009 3203 Savoie 2000 9004 Ain 2001 34005 Ain 2008 9006 Haute Loire 2012 6007 Ain 2009 2208 Savoie 2012 400
Réseauannée mise en service
Puissance bois (KW)
dept
Les réseaux concernés
Ces réseaux desservent
pour la plupart des bâtiments communaux, des établissements de santé et scolaires, des logements collectifs, avec des répartitions qui peuvent être
pour un seul : uniquement des logements, construits dans le cadre d’une ZAC … dont les deux tranches s’étalent entre 2009 et 2016
Confluences8%
Salle polyvalente
13%
DDE3%
Maison retraite
18%
Collège30%
Le Roselend Saiem
3%
La Girettaz 12%
Duc-Goninaz5%
Le Doron 5%
Répartition des consos annuelles
Sur les aspects techniques et énergétiques
Constat n°1 SURDIMENSIONNEMENT DES CHAUDIÈRES BOIS
INDICATEURS :
Nombre d’équivalent d’heures pleines puissancesNbre de MWh sortie chaudière/ puissance boisDoit-être supérieur à 3000 heures
Taux de couverture boisNe peut pas dépasser 85% si chaudière trop puissance
Sur les aspects techniques et énergétiques
Constat n°1 SURDIMENSIONNEMENT DES CHAUDIÈRES BOIS
en MWh/anen % des ventes
actuelles1 1000 450 45% 93% 3300 90 8%2 400 320 80% 83% 1200 736 210%3 1865 900 48% 98% 2350 1035 64%4 7400 3400 46% 52% 2100 4760 41%5 1600 900 56% 71% 1250 2025 169%6 1385 600 43% 96% 3400 60 4%
Réseau
Production complémentaire possible par chaudière boisNbre heures equivalent
pleine puissance (bois) durant saison de chauffe
taux de couverture
bois
% bois /souscrite
Puissance bois (KW)
Puissance souscrite KW
Le dimensionnement de la chaudière bois n’apparait correct que sur 2 installations
L’impact sur le taux de couverture est net. Les marges de développement sont très fortes sur ces réseaux.
Sur les aspects techniques et énergétiques
Constat n°1 SURDIMENSIONNEMENT DES CHAUDIÈRES BOIS
LES CAUSES :
Choix du bureau d’étude
Problème de raccordement au réseau• « Plusieurs bâtiments prévus qui ne se raccordent pas »• Pas de démarche « prospective » des maîtres d’ouvrage
(pas de recherche de nouveaux abonnés)
Mauvaise estimation de la puissance souscrite Mauvaise estimation de la puissance souscrite
Sur les aspects techniques et énergétiques
Constat n°2 PUISSANCE SOUSCRITE SURÉVALUÉE
INDICATEURS :
Au réel, à partir de la puissance maximale appeléeVia la GTC (si elle fonctionne !)
Consommation MWh/an
Puissance souscrite
KW
équivalence heures pleine
puissance
Référence nbre d'heures
Batiment A 120 180 667 1250 -84 -47%
Bâtiment 2 218 220 991 1250 -45,6 -21%
Bâtiment 3 51 60 850 1250 -19,2 -32%
Bâtiment 4 288 400 720 1950 -252 -63%
Bâtiment 5 475 500 950 1350 -148 -30%
Bâtiment 6 45 60 750 1351 -27 -44%
Bâtiment 7 203 140 1450 1850 -30 -22%
Bâtiment 8 76 90 844 1850 -49 -54%
Bâtiment 9 75 75 1000 1850 -34 -46%
Bâtiment 10 97 100 970 1850 -48 -48%
Bâtiment 11 13 20 650 1250 -10 -48%
Bâtiment 12 7 20 350 1850 -16 -81%
1668 1865 894 -763 -41%
Ecart sur Puissanceen KW en %
Estimation, à partir du nombre d’heures équivalent pleine puissance
A comparer aux valeurs usuelles par type de bâtiment
Sur les aspects techniques et énergétiques
Constat n°3MANQUE DE RELEVÉS, PÉNALISANT
L’OPTIMISATION DES INSTALLATIONS
1 2009 1000 450 93% ? ? ? 402 2009 400 320 83% ? ? 50% 143 2000 1865 900 98% ? ? 68% 304 2001 7400 3400 52% 78% 79% 67% 286 2012 1385 600 96% 74% 93% 69% 31
Rendement production
Ratio élec Kwhe/MWhth
Rendement distribution
Rendement global
Réseauannée mise en service
taux de couverture
bois
Puissance bois (KW)
Puissance souscrite KW
Þ les données nécessaires à la détermination des rendements de production (chaudières) et distribution (pertes réseaux) ne sont relevées que sur 2 réseaux sur 6 ! Les valeurs sont faibles à médiocres.
Or il s’agit de données cruciales pour le suivi et l’optimisation du réseau et pour le prix de vente de la chaleur !!
Sur les aspects techniques et énergétiques
Constat n°3MANQUE DE RELEVÉS, PÉNALISANT
L’OPTIMISATION DES INSTALLATIONS
LES CAUSES :
Disfonctionnement des GTC (dans 1 seul cas elle fonctionne correctement) et pas d’investissement par les maîtres d’ouvrages
2 actions essentielles « non réalisées » par les maîtres d’ouvrages
• Pas de relevés mensuels des compteurs en chaufferie (lorsqu’ils fonctionnent !)
• Incertitude sur le pouvoir calorifique du bois livré (pas de mesure de l’humidité)
Sur les modalités d’exploitation et de gestion
Constat n°1 LACUNES DU PERSONNEL COMMUNAL
Le Personnel Communal SANS RÉELLE FORMATION TECHNIQUE a la charge pour tout ou partie des missions suivantes (en fonction de ce que confie la commune à un tiers via un contrat d’exploitation) :
• Suivi de l’approvisionnement ;• Petit entretien et nettoyage ;• Gestion du P3 ;• Relevé des compteurs et suivi mensuel des indicateurs clés ;• Facturation.
Ce besoin de montée en compétence explique une part des disfonctionnements
Sur les modalités d’exploitation et de gestion
Constat n°2 AUCUN INDICATEUR DE PERFORMANCE DANS LES CONTRATS
D’EXPLOITATION, ET AUCUN INTÉRESSEMENT
Ce constat met en évidence la nécessité d’améliorer les contrats d’exploitation (qu’ils portent sur le P2, le P1+P2, ou le P1+P2+P3) :
- Être plus précis sur les tâches à mener par le prestataire- Indiquer des niveaux de performance à atteindre
CONSÉQUENCES :
Partage des tâches pas toujours clairement défini
Aucun suivi mensuel d’indicateurs clés, permettant de juger de la performance des installations
Sur les modalités d’exploitation et de gestion
Constat n°3 MAUVAISE GESTION DU P3
Quelles modalités pour Inscription comptable du P3 dans une comptabilité publique ? => besoin de vulgarisation !
4 RÉSEAUX SUR 6 N’ONT AUCUNE GESTION DU P3 :
Impact sur le calcul du prix de l’énergie vendu (fonction du prix de revient => « obligation légale »)
Risque économique important pour la collectivitéexemple : pour une installation suivie, changement la même année des grilles et du réfractaire du foyer
Sur les modalités d’exploitation et de gestion
Constat n°4 LES CONSÉQUENCES NÉGATIVES DES MODALITÉS D’APPROVISIONNEMENT
ACTUELLESDANS 3 CAS (SUR 6) L’ACHAT AU MAP PÉNALISE LE SUIVI ET DONC L’OPTIMISATION DES INSTALLATIONS :
Difficulté d’estimer précisément la quantité d’énergie livrée (varie de +/- 30% suivant le taux d’humidité et l’essence !).
MIEUX PRÉCISER LES TERMES DU CONTRAT, NOTAMMENT D’UN POINT DE VUE QUALITATIF :
Achat au MWh ou à la tonne. Indicateur de performances et application des pénalités prévues
au contrat.
Indicateurs économiques et aspects contractuels inhérents
Constat n°1DES RÉGIES BIEN SOUVENT « EN
DÉFICIT »(BUDGET DU SPIC NON ÉQUILIBRÉ)
LES CAUSES :
Pas de suivis des installations et des contrats (achat de bois, exploitation, vente de chaleur) :
• Achat de bois avec un contenu énergétique pouvant varier de 30% ;
• Aucun indicateur suivi mensuellement ;• Pas d’engagement de performance pour l’exploitant.
Pas de recherche d’équilibre des charges et des ventes Pas de démarche prospective pour augmenter le nombre
d’abonnés Pas de calcul du prix de revient Une réévaluation annuelle déconnectée du prix de revient (impact
des formules de révision « quand il y en a ! »)
Indicateurs économiques et aspects contractuels inhérents
Constat n°1DES RÉGIES BIEN SOUVENT « EN
DÉFICIT »(BUDGET DU SPIC NON ÉQUILIBRÉ)
Et cela avec un prix de revient qui est (à une exception près) réellement compétitif
Synthèse
Facteurs d’améliorations constatés
Les contrats (achat de combustible et exploitation) doivent s’inscrire dans une démarche performantielle, en non forfaitaire=> Exemples d’objectifs de performance
Synthèse
=> Exemples d’objectifs de performance Taux de couverture bois supérieur à 96% Rendement de production moyen annuel supérieur à 76% Rendement de distribution moyen annuel supérieur à 85% Délai maximum d’intervention : 2 h Nombre d’interruption au service maxi annuel :
• Partiel : < 3, sur 4 heures• Total : < 1 sur 4 heures
=> Intéressement Si taux de couverture bois > 96% : partage 50/50 du gain lié à
la non consommation de fuel (calculé sur le différentiel de coût entre les combustibles)
Si rendement global annuel > 66%, partage 50/50 du gain lié à la moindre consommation de combustible
Synthèse
=> Exemples d’objectifs de performance Taux de couverture bois supérieur à 96% Rendement de production moyen annuel supérieur à 76% Rendement de distribution moyen annuel supérieur à 85% Délai maximum d’intervention : 2 h Nombre d’interruption au service maxi annuel :
• Partiel : < 3, sur 4 heures• Total : < 1 sur 4 heures
=> Pénalités Si taux de couverture bois < 95% : prise en charge de 80% du
surcoût de consommation de fuel Si rendement global annuel < 62% : prise en charge de 80% du
surcoût de consommation bois et fuel Si délai d’intervention trop long, nombre d’interruptions du
service : forfait
Synthèse
Facteurs d’améliorations constatés
Augmenter l’implication des maîtres d’ouvrages sur le suivi, le contrôle et l’optimisation continue d’indicateurs de performances
Ceci passe notamment par une collecte rigoureuse de donnéesÞ Prévoir entre 2 et 4 heures d’analyse par moisÞ Tableau de saisi + calculateur des indicateurs développés
dans le cadre de la mission
Les contrats (achat de combustible et exploitation) doivent s’inscrire dans une démarche performantielle, en non forfaitaire=> Exemples d’objectifs de performance
Synthèse
L’énergie entrante (mesure H% à chaque livraison)
Achat fioul Achat fioulm3 Tonnes H% PCI kWh/t MWh entrée Litres Litres
04/12/2012 60 13,8 36% 2840 3907/12/2012 70 17,48 39% 2673 4711/12/2012 17,48 37% 2784 4919/12/2012 16,04 37% 2784 4524/12/2012 16,84 37% 2784 4728/12/2012 16,1 37% 2784 45
Bilan 130 98 37 271 0 0
DateAchat bois
DécembreAbonné Caractéristiques Prévision Réel Ecart(%) Prévision Réel Ecart(%)
Besoins MWh 23,00 25,52 7,87 20,00 24,80 24,00
Puissance souscrite kW 150,00 150,00 0,00 150,00 150,00 0,00
Nombre d'heures de panne h 0,00 0,00 - -
Besoins MWh 6,00 3,10 48,33 5,00 3,10 38,00
Puissance souscrite kW 30,00 30,00 0,00 30,00 30,00 0,00
Nombre d'heures de panne h 0,00 0,00 - -
Besoins MWh 7,00 7,46 6,57 6,00 7,33 22,17
Puissance souscrite kW 50,00 50,00 0,00 50,00 50,00 0,00
Nombre d'heures de panne h 0,00 0,00 - -
Mairie/école/salle poyvalente
Presbytère
Caserne pompiers
Janvier Février
La consommation des abonnés
Unités Réel Réel
Energie sortie chaudière bois MWh 205 234
Energie sortie chaudière appoint MWh 13 10
Energie départ réseau MWh 218 244
Energie vendue MWh 209 239Puissance souscrite kW 1125 1140
Nombre d'heures de fonctionnement pleine puissance
(chaudière bois 1)h 341 391
Janvier Février
L’énergie produite et distribuée
Pertes réseau MWh 12,5 8,3
Rendement de distribution
% 92,6 94,4
Bois 69,5 69,2Appoint 1 - -Appoint 2 - -
Global 69,7 69,2
Taux de couverture bois
% 99,8 100,0
Avril Mai
Rendement de production
Calcul des rendements
Les charges
Synthèse
FévrierCaractéristiques Unités Réel Réel
Tonage livré t 115 109
Coût €HT 8477 8058
Humidité % 43 41
Tonage consommé t 115 117PCI kWh/t 2769 2866
MWh entrée chaudière MWh 262 301
Quantité livrée m3 4,0
Quantité consommée m3 1,5 1,5
PCI kWh/m3 10000 10000
MWh entrée chaudière MWh 15 11
Achat Télécom Coût €HT 50,0 50,0
Coût €HT 500,0 500,0
Quantité consommée MWh 5,0 5,0
Nombre d'heure h 30,0 30,0
Coût €HT/h 20,0 20,0
Coût €HT 600,0 600,0
Coût forfaitaire €HT 989,0 989,0
Coût variable €HT 0,0 0,0
Gros entretien renouvellement
Coût €HT 450,0 600,0
Emprunt 1 €HT 0,0 0,0Emprunt 2 €HT 2825,6 2825,6
Assurance+ divers
Coût €HT 100,0 100,0
Suivi+ Contrôle Coût €HT 0,0 500,0
Janvier
Annuité emprunt
Achat bois
Employés communaux
Achat fioul
Exploitant
Achat électricité
P1 (€HT) 11457 8058P1' (€HT) 550 550
Entretien/maintenance P2 (€HT) 1589 1589
Gros entretien renouvellement
P3 (€HT) 450 600
Annuités P4 (€HT) 2826 2826
Autres 100 600
Energie vendue MWh 209 239
Charge variable(R1)av
13596 10197
Charge fixe(R2) sans P2 €HT
3376 4026
TOTAL 16972 14223
Conso (€HT) 11077 12700
Abont (€HT) 4585 4646
TOTAL 15663 17346E
R1 -2519 2502 -R2 1210 621 -
TOTAL -1309 3123
Prix de revient R1 (€HT/MWh) 65 43R2 (€HT/kW) 30 35
Coût moyen de l'énergie €HT/MWh 81 59
Charges globales
Recettes globales
Achat énergie
Balance
Janvier Février Synthèse économique
Synthèse
Facteurs d’améliorations constatés
Augmenter l’implication des maîtres d’ouvrages sur le suivi, le contrôle et l’optimisation continue d’indicateurs de performances
Les contrats (achat de combustible et exploitation) doivent s’inscrire dans une démarche performantielle, en non forfaitaire=> Exemples d’objectifs de performance
Ceci passe notamment par une collecte rigoureuse de donnéesÞ Prévoir entre 2 et 4 heures d’analyse par moisÞ Tableau de saisi + calculateur des indicateurs développés
dans le cadre de la mission
Synthèse
Facteurs d’améliorations constatés
Ceci passe notamment par une collecte rigoureuse de donnéesÞ Prévoir entre 2 et 4 heures d’analyse par moisÞ Tableau de saisi + calculateur des indicateurs développés
dans le cadre de la mission
UTILISATION PAR LA COMMUNE ELLE-MÊME PEU CONCEVABLE EN L’ÉTAT
Pistes de réflexion
Une plateforme de saisie multi-projet , plus intuitive ? Une prestation externalisée – coût entre 2500 et 4000 € HT /an ?
o Prestataires privés ?o EIE ?
Mutualisation intercommunale ?
A venir…
PROPOSITION D’UNE FORMATION AUX EIE ?
Þ Comment faire un audit ?• Quelles données collecter ?• Comment remplir le tableur ?• Comment lire les indicateurs ?
Þ Comment optimiser les différents contrats ?• P1• P2, P2+P3• Vente de chaleur
Þ Comment faire un suivi ?
A venir…
PROPOSITION D’UNE FORMATION AUX EIE ?
½ JOURNÉE DE RESTITUTION/INFORMATION/ECHANGES ENTRE MAITRES D’OUVRAGES DE RÉSEAUX BOIS
DES JOURNÉES DE FORMATION• « Comment exploiter ma chaufferie et mon réseau ? »
Pour le personnel des services techniques• « Comment gérer un régie ? »
Pour DGS/DST/service administratif
MUTUALISER LA GESTION DES RÉSEAUX• A LA RECHERCHE DE TERRITOIRE D’EXPÉRIMENTATION ?
Merci de votre attention
Communes forestièresMaison des Parcs et de la Montagne256 rue de la République73000 ChambéryTél. 04 79 60 49 05http://www.territoiresforestiers-rhonealpes.eu