Pré-étude
économiqueQuelques chiffres
Dans les évaluations qui
suivent, on admettra les équivalences énergétiques suivantes
:
- PCI d'un m3 de méthane = 34 000 kJ ;
- PCI d'un litre de fuel
= 42 000 kJ ;
1 litre de fuel équivaut 1,25 Nm3 de méthane (Nm3
: m3 à 0°C et pression atmosphérique) ;
1 MNm3 de méthane
= 800 tep (tonne équivalent pétrole) ; Le pouvoir calorifique
du bois (au Rwanda généralement eucalyptus) est plus difficile à
estimer. Les valeurs de masse volumique recueillis dans la littérature
pour un stère de bois varient entre 300 kg/st et 500 kg/st. Nous pensons
qu'une valeur de l'ordre de 350 kg/stère est sans doute proche de la réalité. Le
PCI du bois sera pris à 15 000 kJ/kg
La comparaison du bois et du gaz
sur le plan énergétique s'établit donc à :
1 stère
de bois équivaut à 150 Nm3 de gaz - soit environ 5 GJ ; Les
prix pratiqués au Rwanda en Août 2004 sont :
- 1 stère
de bois = 5 000 FRW, soit 7,15 € ou 8,6 US$ ;
- 1 litre de fuel = 350
FRW, soit 0,5 € ou 0,6 US$ ;
(équivalence : 1 € = 700 FRW
= 1,2 US$) Comparaison du prix du bois et du prix du fuel en terme énergétique
:
- Fuel : 1 GJ = 12 € = 14 US$ ;
- Bois : 1 GJ = 1,36 € = 1,65
US$. On voit que le prix du fuel est actuellement de l'ordre de 8 à
9 fois plus élevé que celui du bois ce qui est un élément
à ne pas perdre de vue dans la réalité économique
du pays :
- le méthane aura des difficultés à lutter
en terme de coût par rapport au bois ;
- le méthane sera d'une
rentabilité exceptionnelle en produit de substitution du fuel. Les
prix annoncés ci-dessus sont susceptibles de varier sensiblement dans le
temps. On peut prévoir une augmentation continue et exponentielle du prix
du bois du fait de la pénurie des réserves et de l'accroissement
des besoins. Il est difficile par contre de faire des pronostics d'avenir concernant
le prix du fuel (le baril de pétrole tourne autour de 45 US$ en début
septembre 2004). | Evaluation des besoins énergétiques
de l'usine à thé PfundaLa production de thé est une
activité saisonnière : ainsi la production de l'usine de Pfunda
est variable au cours de l'année. La consommation d'énergie le reflète
bien avec un pic au mois de mars (178% de la moyenne mensuelle) et un minima au
mois d'août (32% de la moyenne mensuelle).
La capacité d'approvisionnement
en méthane devrait donc être calculée sur la période
de consommation maximum de bois. Actuellement, durant le mois de mars, au milieu
de la saison des pluies, la consommation de bois pour le séchage du thé
est de l'ordre de 20 stères par jours. Il faudrait donc dimensionner l'unité
d'extraction de méthane de manière à fournir 20x150 = 3000
Nm3 de méthane par jour, soit environ 1,1 MNm3 de gaz par an.
Les responsables
actuels de la Pfunda nous ont affirmé que la sécherie avait des
plans d'expansion dans les années qui viennent. Nous envisageons de mettre
en place une station d'extraction d'une capacité de 1,5 MNm3/an de méthane,
permettant donc de remplacer 27 stères de bois par jour durant la saison
des pluies.
Du fait de la forte variation de production de thé
durant l'année (figure ci-dessus), il devrait y avoir un surplus de méthane
disponible durant la saison sèche.
Ce gaz pourrait être vendu
par UPEGAZ à la Bralirwa en remplacement du fuel (aux conditions actuelles
qui sont 90% du prix du fuel, à PCI équivalent).
La consommation
annuelle de bois de la Pfunda était de l'ordre de 4300 stères pour
l'année 2003. Cette quantité nécessiterait 650 000 Nm3 de
méthane et laisserait donc un excès de 950 000 Nm3 de gaz, soit
l'équivalent de 760 000 litres de fuel.
Les chiffres de consommation
de bois dans la période 2004 - 2009 sont encore plus important puisque
les prévisions tablent sur 5800 stères de bois par an (ce qui devrait
correspondre à un maximum de consommation de 27 stères par jour).
La quantité de méthane qui pourrait alors être vendu à
la Bralirwa serait alors de 730 000 Nm3 de gaz par an, soit l'équivalent
de 585 000 litres de fuel.
En tablant sur le prix actuel du fuel de 0,5 €
par litre et en tenant compte de la réduction de 90% par rapport au fuel,
la vente à la Bralirwa rapporterait à UPEGAZ :
- dans le cas
de figure actuelle : 760 000 x 0,5 x 0,9 = 342 000 €/an ;
- dans l'hypothèse
d'une extension : 585 000 x 0,5 x 0,9 = 263 000 €/an ; |
Entrepôt
de séchage de l'usine à thé Pfunda |
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Par ailleurs, l'usine de PFUNDA consomme pour d'autres usages du process une quantité
d'électricité annuelle de l'ordre de 1 950 000 kWh (information
obtenue sur place auprès de la direction en octobre 2003 avec une consommation
moyenne de 1 500 000 kWh en 2002 pour une production de thé de 1 020 t
et une facture d'électricité de 63 M FRW ou 105 000 US$ ), consommation
inégalement répartie dans l'année.
L'usine dispose aussi
d'un groupe électrogène de 450 kVA qui fonctionne lors des coupures
ou indisponibilité du réseau, périodes qui couvraient environ
2 à 3 % du temps en 2003 (probablement beaucoup plus actuellement, en période
de pénurie d'électricité). Cette quantité d'énergie
correspond à une consommation supplémentaire de 58 500 kWh environ
par le groupe et une consommation de fuel d'environ 1.7 M FRW par an ou 2 800
US$. On peut donc suggérer de valoriser encore un peu plus le projet
en y intégrant une génération associée d'électricité
à partir du gaz, mettant à profit l'arrivée du combustible
à bon marché à l'usine.
Ceci pourrait s'effectuer :
-
soit en transformant le générateur diesel au gaz (coût environ
50 à 60 000 $ si cette transformation est réalisable sur place)
-
soit à partir d'un nouveau groupe de 300 kW (qui pourrait d'ailleurs être
équipé d'un dispositif de récupération de chaleur
utilisable en préchauffage de la chaudière)
- et en conservant
en secours le raccordement au réseau (auquel les excédents pourraient
d'ailleurs être vendus à condition qu'un cadre légal à
cette cession au réseau puisse être trouvé dans le temps de
la faisabilité du projet ) La consommation de gaz correspondant à
un groupe de 450 kW existant (ou 300 kW neuf) pour fournir l'électricité
à l'usine serait d'environ 25 000 GJ ou 750 000 Nm3 par an.
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Projet technique de substitution du bois
par le gaz méthaneExtraction du méthane du lac Kivu
Le
procédé d'extraction du gaz des couches profondes du lac Kivu, puis
d'enrichissement en méthane a été exposé par ailleurs
(cf. rapport de Data Environnement " Exploitation du méthane du lac
Kivu ; projet de station pilote ", Juin 2003). Un document de synthèse
est rappelé en annexe.
Une étude préliminaire a été
réalisée sur un dispositif d'extraction dimensionné pour
la production de 1,5 MNm3/an. Par comparaison avec la station pilote précédemment
étudiée, d'une capacité de 3,5 à 4 MNm3/an, le projet
proposé nous permettrait de valider nos codes de calcul et de contraindre
certains paramètres encore incertains. Rappelons que nos précédentes
expériences au lac Nyos au Cameroun n'ont jamais dépassé
des diamètres de colonne d'extraction de 140 mm. La station pilote proposée
dans le document de 2003 prévoit un diamètre de 440 mm. Le diamètre
de la colonne de la station Pfunda serait dimensionnée à 280 mm,
ce qui nous permettrait d'effectuer une étape intermédiaire ce qui
est toujours souhaitable dans un domaine technique largement inexploré. |
