RÉDUCTION DES COÛTS DE L'ÉNERGIE DANS LES USINES EXISTANTES

La transformation d'une usine existante pour qu'elle réponde aux spécifications de l'usine modèle exige souvent des investissements considérables, et il arrive que ce projet ne soit pas économiquement réalisable quand les coûts de l'énergie en sont l'unique avantage. Toutefois, il existe d'importantes possibilités de réduction de la consommation d'énergie à un coût raisonnable dans les usines de pâte et de papier existantes [14, 16]. La référence 14 donne une explication détaillée des meilleures pratiques et décrit une série d'outils de planification d'une approche systématique permettant d'appliquer ces meilleures pratiques dans les installations actuelles. La référence 14, qui sert de base pour un cours abrégé sur l'efficacité énergétique présenté par l'Association technique des pâtes et des papiers du Canada (ATPPC), est résumée dans la référence 15 et dans les paragraphes qui suivent.

Revue de la direction

Avant de mettre en oeuvre un programme d'économie d'énergie dans une usine, il faut souvent transformer sa culture. Les changements culturels commencent au niveau de la haute direction. Les dirigeants doivent en effet s'engager dans le processus, élaborer un plan d'action rationnel, offrir le leadership nécessaire et allouer des ressources suffisantes. Un programme d'économie d'énergie peut entraîner d'importants avantages, mais on constate plus souvent un grand nombre de petits gains. Donc, il faut des efforts continus pour maintenir les avantages le plus longtemps possible après la réalisation des projets.

L'analyse comparative est l'une des premières étapes que doivent entreprendre les usines. Cette étape permet à la haute direction de comparer le rendement de son usine à celui d'usines similaires ou d'une usinemodèle représentant lesmeilleures pratiques actuelles. Elle offre la motivation nécessaire pour chercher des occasions d'économie d'énergie dans toutes les opérations.

Par ailleurs, il faut mettre en place un programme d'efficacité énergétique. Ce programme doit être dirigé par un ingénieur et il faut que des ressources suffisantes lui soient allouées. L'ingénieur doit ainsi être assisté d'une équipe du personnel de l'usine, de consultants externes et d'autres experts provenant de différents secteurs de l'usine. Comme l'explique la référence 1, cette équipe multidisciplinaire verra aux détails de la mise en oeuvre du programme.

Analyse des procédés et optimisation énergétique

Les usines existantes comptent souvent plusieurs chaînes de production de pâte et de papier installées à des intervalles de 10 ou 20 ans depuis leur construction originale. Dans bien des cas, le matériel original a été enlevé, mais le matériel auxiliaire comme les systèmes d'approvisionnement en vapeur ou en eau sont toujours en place. On y trouve aussi de nouveaux systèmes de traitement des effluents et peut-être même de nouvelles chaudières ou usines de cogénération installées à des intervalles variables. Au moment de l'installation, chaque nouveau système a été plus ou moins bien intégré aux systèmes en place, de sorte qu'il existe souvent une forte interdépendance entre les anciens et les nouveaux systèmes. En raison de cette complexité, il est difficile de s'assurer que les économies d'énergie réalisées dans une partie de l'installation n'entraîneront pas de pertes ailleurs. Il est essentiel d'élaborer une approche basée sur l'ingénierie des systèmes pour s'assurer que tout projet d'efficacité énergétique aura pour effet de réduire la consommation énergétique de l'ensemble de l'usine au lieu de déplacer la consommation d'énergie d'un service à un autre.

L'outil d'analyse des procédés le plus simple est la simulation par ordinateur des bilans massique et énergétique de l'usine. Le personnel de l'usine peut ainsi formuler des hypothèses et intégrer des projets dans le modèle informatique pour vérifier leur effet sur la consommation énergétique de l'ensemble de l'installation. Les modèles peuvent également servir à prédire les variations saisonnières des économies d'énergie imputables aux changements de température de l'eau fraîche. Enfin, une simulation dynamique permet d'analyser le comportement du système en régime instable et, par le fait même, d'évaluer l'effet d'un changement apporté au procédé sur le comportement pendant les perturbations du procédé.

Toutefois, la formulation d'hypothèses exige souvent beaucoup de temps et n'aboutit pas nécessairement aux meilleures solutions. Les outils d'intégration des procédés, comme l'analyse de pincement, permettent de définir le niveau de consommation d'énergie minimal théorique d'un procédé et d'élaborer des directives relatives aux modifications devant être apportées pour atteindre ce niveau minimal. L'analyse de pincement est un outil fort utile qui doit être néanmoins utilisé avec rigueur, car de nombreux obstacles peuvent empêcher un projet de récupération de chaleur en particulier d'être réalisé. En outre, le niveau de consommation énergétique minimal peut exiger d'importants investissements et les projets de récupération de chaleur ne sont pas tous économiquement réalisables à un prix donné de l'énergie. Par contre, le simple fait de connaître le niveau de consommationminimal théorique devient un puissant motivateur pour améliorer l'efficacité et réduire le gaspillage.

Procédés et matériel de procédé

Chaque aspect d'un procédé dans une usine doit être comparé à la moyenne de l'industrie et à l'usine modèle pour voir où il se situe par rapport aux meilleures pratiques et comment on peut l'améliorer. La référence 14 traite de la consommation énergétique d'usines de pâte chimique, de pâte mécanique et de pâte désencrée, de machines à papier et de secteurs tels les centrales thermiques, les chaufferies, les installations de cogénération et les systèmes de traitement des effluents. On y retrouve également des conseils sur le choix et le contrôle des pompes et des ventilateurs. En outre, les références 16 et 17 donnent des exemples de projets réalisés dans des usines, accompagnés d'estimations des coûts en capital et des économies réalisées sur les coûts d'exploitation. Enfin, chaque secteur de l'usine est décrit en détail dans le cours de l'ATPPC intitulé « Improving Energy Efficiency in the Pulp and Paper Industry ».

Stratégies d'achat d'énergie

Compte tenu du contexte de déréglementation, l'achat d'énergie comporte des défis et les variations des prix peuvent avoir un impact important sur les activités d'une usine. Les décisions concernant les sources d'énergie doivent donc viser un certain nombre d'objectifs : exigences opérationnelles de l'usine, nécessité de réduire les coûts, obligation de réduire les émissions de CO 2 et élimination des résidus de scieries et autres. La restructuration des marchés de l'énergie offre des occasions de réaliser des économies au chapitre des achats d'énergie à condition que les usines puissent faire preuve de souplesse dans leur consommation. Il peut être nécessaire de transformer la culture pour pouvoir exploiter ces occasions, notamment par une gestion plus active des demandes d'énergie et par une intégration accrue des fonctions de gestion et d'achat d'énergie. Les outils de gestion des risques financiers prendront de l'importance àmesure que lesmarchés de l'énergie seront déréglementés.

Identification et choix des projets

Le choix des projets fait partie des tâches courantes du personnel de l'ingénierie d'une usine, qui doit calculer le délai de récupération, le rendement des investissements et d'autres indicateurs économiques. Toutefois, il faut aussi tenir compte d'un certain nombre de préoccupations dans le classement des projets visant à améliorer l'efficacité énergétique.

Par exemple, l'ordre dans lequel une série de projets est réalisée peut avoir un impact sur le rendement total. Ainsi, tout projet dans le cadre duquel la chaleur est transférée à l'eau d'appoint de la chaudière n'aboutira pas à des économies continues si, à une date ultérieure, d'autres projets visant entre autres à réduire la consommation de vapeur ou à améliorer le retour de condensat ont pour effet de diminuer le débit de l'eau d'appoint. Il est important de tenir compte de ces effets croisés au début du processus de sélection des projets.

En outre, le fait de réduire les émissions de carbone peut entraîner des avantages économiques. L'échange des droits d'émissions est une réalité tout à fait nouvelle qui pourrait procurer des revenus substantiels à mesure que les programmes visant à limiter les émissions de gaz à effet de serre acquerront de la notoriété auprès des organismes législatifs et réglementaires. Il peut arriver que les avantages économiques découlant de la réduction de la consommation d'énergie dépassent les économies dues simplement aux coûts d'énergie, et pourraient inclure un crédit pour chaque tonne de réduction des émissions de carbone rendue possible par la réduction de la consommation de combustibles fossiles ou par le remplacement d'un combustible sale par un autre plus propre.

Enfin, il faut également considérer les possibilités de réduire la consommation d'énergie lorsqu'on planifie des augmentations de production ou des améliorations à la qualité du produit. On obtient souvent de meilleurs délais de récupération au moyen d'un investissement additionnel, peut-être minime, pour acquérir de l'équipement plus efficace ou améliorer les méthodes de traitement que si le projet énergétique était considéré seul à une date ultérieure.

Enfin, il faut également considérer les possibilités de réduire la consommation d'énergie lorsqu'on planifie des augmentations de production ou des améliorations à la qualité du produit. On obtient souvent de meilleurs délais de récupération au moyen d'un investissement additionnel, peut-être minime, pour acquérir de l'équipement plus efficace ou améliorer les méthodes de traitement que si le projet énergétique était considéré seul à une date ultérieure.

Tout programme visant à améliorer l'efficacité énergétique doit tenir compte de ces préoccupations et d'autres méthodes de classement des projets.

Surveillance et amélioration continues du rendement

Une fois que les budgets d'immobilisations ont été alloués et les projets réalisés, il est important d'être en mesure de démontrer que les économies se répètent d'année en année. De plus, il faut considérer l'efficacité énergétique comme un processus d'amélioration continue : une fois qu'une série de projets a été réalisée, il est important de commencer à planifier la phase suivante. C'est pour ces raisons qu'il faut mettre en place un système de surveillance et d'amélioration continues. S'appuyant sur du matériel, des logiciels et des pratiques de gestion, ces systèmes s'assurent qu'une fois qu'une conduite de vapeur est fermée, elle reste fermée, qu'une fois qu'un processus a été corrigé, il demeure corrigé et que les avantages économiques continuent de s'accumuler.

Haut de la page