Méthanisation à la ferme Retour d’expériences Auvergne Rhône-Alpes

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Méthanisation à la ferme Retour d’expériences Auvergne Rhône-Alpes

24 avril 2018

Vincent Caussanel

Réseau régional énergie des Chambres d’agriculture Auvergne Rhône-Alpes

En collaboration avec AURA-EE

Avec le soutien de :

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Une équipe régionale

de 6 conseillers dans les

Chambres d'agriculture

Une collaboration inter-OPA : Coop de France, FRCUMA, ITAVI, Interporc

ENERGIE

Sensibilisation, conseil, accompagnement des projets et suivi des réalisations

• Economies énergies directes et indirectes

• Énergies renouvelables hors biogaz

• Biogaz

Missions Chambres d’agriculture et AURA-EE

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• Suivi réalisé sur les méthaniseurs agricoles

• Recueil des données par les Chambres d’Agriculture

• Synthèse des données par AURAEE et les Chambres d’Agriculture

• Périmètre région Auvergne Rhône-Alpes

• Photo 2016, complété par photo 2017 sur les données techniques

• Unités ayant plus d’un an de fonctionnement

Retour d’expérience régional

fin 2017 : 29 unités service en Auvergne Rhône-Alpes

• 27 unités en service depuis plus de 4 mois

• 2 unités en démarrage

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

8 7 6 5 4 3 2 1

Nombre d'unités

Année de fonctionnement

Années de fonctionnement

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• Périmètre région Auvergne Rhône-Alpes

• Photo 2016

Retour d’expérience régional

Fin 2016 : 25 unités réalisées

15 unités > 1 an de fonctionnement

8 unités analysées -> Année 2016 -> Description technique

-> Analyse de performance

7 unités avec données

incomplètes pour calcul d’indicateurs

5 unités Avec mise en service

difficile 5 unités

mises en service en

2016

20 unités en service en 2016

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Les 20 unités en service en Auvergne Rhône-Alpes en 2016

Procédé

• 19 unités voie liquide

• 1 unité voie sèche discontinue silos

• 13 constructeurs

Energie

• 20 unités en cogénération

• 203 kWé installé en moyenne

• 4 066 kWé installés au total

Typologie

• 16 unités individuelles à la ferme

• 3 unités agricoles collectives

• 1 unité territoriale

0 2 4 6 8 10

Nombre d'unités

Puissance installée (kWe)

Puissance installée des 20 unités

0 1 2 3 4 5 6

7 6 5 4 3 2 1

Nombre d'unités

Années de fonctionnement

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Description des 8 installations 2016 étudiées

Intrants

• 18 TMB /j

• 75% d’effluents d’élevage en tonnage

Digestion

• 29 Nm3 CH4 /h

Energie

• 130 kWé installé

Investissement

• 1 043 000 €d’investissement

8 unités analysées

 Année 2016

 Description technique

 Analyse de performance

Age des 8 unités



5 unités sont entre la 3^e et la 7^e année de fonctionnement

 3 unités sont en 2^e année

0 1 2 3 4

7 6 5 4 3 2

Age des 8 unités analysées

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• 75% en effluents d’élevage représente 50% du potentiel énergétique

• 1 seule unité 100% autonome

Description des 8 installations 2016

< 65 kWe

(3 unités)

> 150 kWe

(5 unités)

Effluents d'élevage

84%

Autres intrants internes

6%

Intrants externes;

8%

Tonnage

Effluents d'élevage

69%

29%

Tonnage

Effluents d'élevage;

62%

Cives - cultures;

10%

Intrants externes;

27%

Energie

Effluents d'élevage;

42%

55%

Energie

Intrants

• 18 TMB /j

• 75% d’effluents d’élevage en tonnage

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Description des 8 installations 2016

• Total de 1 054 kWé installés

• 7 100 MWh électriques vendus en 2016

• 1 500 000 € de chiffre d’affaire en 2016

Energie

• 56 kWe installés

• 1 235 MWh élec en 2016

Energie

• 175 kWe installés

• 5 893 MWh élec en 2016

< 65 kWe

(3 unités)

> 150 kWe

(5 unités)

Energie

• 132 kWé installé

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• Investissement moyen de l’ordre de 8 669 €/ kWé installé

• Des dépenses réalisées un peu plus élevées que le prévisionnel (+6%)

Description des 8 installations 2016

Investissement

• 10 931 €/kWe installé

• Dépenses réalisées = +1% du prévisionnel

< 65 kWe

(3 unités)

Investissement

• 7 389 €/kWe installé

• Dépenses réalisées = +6% du prévisionnel

> 150 kWe

(5 unités)

Investissement

• 1 043 000 € d’investissement

€-

€2 000

€4 000

€6 000

€8 000

€10 000

€12 000

€14 000

€16 000

Ratio d'investissement (€ / kWé)

Ratio d'investissement des installations en fonctionnement en 2016

(10)

0 € 2 000 € 4 000 € 6 000 € 8 000 € 10 000 € 12 000 € 14 000 €

Investissements moyens par tranche de puissance

Ratios d’investissements sur 14 installations d’AURA

•

< 50 kWe : 10 235 € / kWe

•

60-110 kWe : 9 289 € / kWe

•

150-180 kWe : 8 169 € / kWe

•

200 – 250 kWe : 7615 € / kWe

Par tranches de puissance

< 50 60 - 110 150 - 180 200-250

14 installations mises en service entre 2009 et 2017

(hors valeurs extrêmes)

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0 € 2 000 € 4 000 € 6 000 € 8 000 € 10 000 € 12 000 € 14 000 €

Ind Ind Ind Ind Ind Ind Ind Ind Ind Ind Coll Coll Coll Coll

Ratio investissement (€/kWe)

Ratios d’investissements sur 14 installations d’AURA

Par âge d’unité

Par type de projet (individuel / collectif)

Individuels Collectifs

14 installations mises en service entre 2009 et 2017

0 € 2 000 € 4 000 € 6 000 € 8 000 € 10 000 € 12 000 € 14 000 €

8 5 5 5 4 3 3 3 3 2 2 2 1 1

Ratio investissement (€/kWe)

(12)

89%

108%

78% 81%

0%

20%

40%

60%

80%

100%

120%

Installée Prévue Installée Prévue

Dispo cogénération

Performance des 8 installations en 2016

Energie

• Dispo cogénération / puissance prévisionnelle : 91% (7 950 h)

NB : objectif = 8 000 h (91,3% de disponibilité)

• Grande

hétérogénéité entre les

unités sur le taux de disponibilité

< 65 kWe (3 unités)

• 9 500 heures en moyenne (heures pleine puissance prévue)

> 150 kWe (5 unités)

• 7 000 heures en moyenne (heures pleine puissance prévue).

0%

20%

40%

60%

80%

100%

120%

140%

160%

0 Répartition disponibilité des

moteurs de cogénération en

2016

< 65 kWe > 150 kWe

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Performance : zoom sur 12 installations en 2017

< 80 kWe (4 unités)

> 150 kWe (8 unités)

84%

97%

79% 80%

0%

20%

40%

60%

80%

100%

120%

Installée Prévue Installée Prévue

Dispo cogénération

< 80 kWe > 150 kWe

0%

20%

40%

60%

80%

100%

120%

140%

160%

0

Répartition disponibilité des moteurs de cogénération en

2017

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Performance : zoom sur 7 installations sur 2015 - 2017

Pour rappel : 8 000 h = 91,3% de disponibilité

< 65 kWe > 150 kWe

0,00%

20,00%

40,00%

60,00%

80,00%

100,00%

120,00%

140,00%

160,00%

Unité 1 Unité 2 Unité 3 Unité 4 Unité 5 Unité 6 Unité 7

Dispo cogé/puissance prévisionnelle

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Performance : les moyennes constatées

Moyennes des heures moteurs pleine puissance / puissance prévue (hors valeurs extrêmes) :

• 2015 (5 unités > 1 an) : 7 670 h

• 2016 (6 unités > 1 an) : 7 700 h

• 2017 (9 unités > 1 an) : 7 356 h

Une difficulté à atteindre les 8 000 h prévues dans les business plan

(parfois compensée par les assurances)

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• EBE moyen de 775 € / kWe installé (sur 6 unités)

• Variabilité en fonction des charges (main d’œuvre,

achat de matières, …) et des aléas

• 1 EBE < 0

Performance des 8 installations en 2016

Fonctionnement général

• EBE moyen : 88 000 €

-200 0 200 400 600 800 1000 1200 1400

50-65 50-65 50-65 150-250 150-250 150-250

EBE 2016 en € / kWe installé

< 65 > 150

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-50 000 € 0 € 50 000 € 100 000 € 150 000 € 200 000 € 250 000 €

Unité 1 Unité 2 Unité 3 Unité 4 Unité 5

Evolution EBE / âge de l'unité

2 3 4 5

Evolution EBE : zoom sur 5 installations pendant 4 ans

Evolution EBE entre la 2

^e

et la 5

^e

année de fonctionnement

Gros aléas

Augmentation puissance

Changement tarif

< 65 kWe > 150 kWe

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Aléas techniques rencontrés : les unités en difficultés

Causes :

• Procédés innovants

encore en phase de R&D

• Dépôt de bilan de l’installateur

5 unités avec difficultés de mise en service

Suites :

• 1 unité démarrée en 2017, avec 4 ans de retard

• 2 unités démarrées en 2018, avec 3 ans de retard

• 1 unité à l’avenir incertain (mise en service initialement prévue il y a 3 ans)

• 1 unité démantelée et en reconstruction

2 unités en arrêt long en 2016-2017 (6 mois à 1 an d’arrêts)

Sur 31 unités construites entre 2009 et mi-2017 :

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Aléas positifs :

6 augmentations de puissance dont la majorité (5 sur 6) avec seulement changement de moteur (et de ration) :

91% d’augmentation en moyenne (de 16% à 208%)

Aléas techniques rencontrés

Aléas rencontrés sur 19 unités, depuis leur mise en service

0 2 4 6

8 7 6 5 4 3 2 1

Nombre d'unités

Age des unités

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

4 4 5 5 7 5

Age à l'augmentation de puissance

Augmentation de puissance en % de la puissance initiale

Augmentation

Puissance initiale

Changement de moteur seulement

Construction ouvrage

supplémentaire

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Incorporation – pompes : modifications de l’incorporation (ajout d’une trémie, ou au contraire retrait…), fragilité des pompes par rapport aux indésirables, pompes inadaptées aux intrants ou mal réglées : usure prématurée

Aléas techniques rencontrés

Aléas rencontrés sur les 19 unités, depuis leur mise en service

Brassage : ajouts de brasseurs non prévus, changements de brasseurs, soucis sur brasseurs entrainant des baisses de production

Digesteur : 1 digesteur percé, 7 vidanges de digesteurs (Causes : sédimentation, bouchage, prise en masse), majoritairement entre 3 et 5 ans

Gazomètre : 9 changements de membranes Cogénération :

• 3 soucis majeurs sur moteur/turbine

• Limitation externe à l’injection électrique : microcoupures

Des aléas en partie pris en charge par les assurances ou les garanties

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• Des unités de tailles modestes

• Peu d’unités 100% autonomes

• Difficultés pour atteindre la pleine puissance

• Des aléas sur toutes les unités, à prendre en compte dans les études

• Quelques unités à fort dysfonctionnement

• Des résultats économiques corrects (voire très bons pour certaines unités) et des augmentations de puissance réalisées et en projet

• Voie sèche : peu d’unités en service aujourd’hui, mais des retours à attendre en 2018-2019

Perspectives :

• Données économiques à venir sur 2017, et des unités complémentaires à enquêter pour un retour d’expérience plus complet dans quelques mois

• Voie sèche : des retours à venir sur 4 à 5 unités d’ici 1 an

Conclusions

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