ARF06 - Analyse technique et économique de nouveaux procédés pour la création d'une pile à oxyde solide alimentée par des déchets agricoles

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Chercheur :

Kunal Karan, Ph. D., Department of Chemical Engineering, Université Queen's

Objectifs :

1. Mettre au point un procédé visant la conversion de déchets agricoles en carburant gazeux par digestion anaérobie compatible avec une pile à oxyde solide (SOFC), et en analyser la conception.
   

2. Déterminer l'efficacité et la capacité de production énergétique du type de procédé choisi.
   

3. Élaborer un modèle des coûts du type de procédé choisi.
   

4. Évaluer la viabilité commerciale du procédé en vue d'une étude de démonstration sur le terrain.

Avantages escomptés :

1. Identification de la configuration de procédé la plus viable commercialement pour la création d'un système de production d'énergie par piles à combustible alimentées par des déchets agricoles, en vue de la démonstration sur le terrain d'un système de piles à oxyde solide (SOFC) de Fuel Cell Technologies Ltd. de 5 kW.

Sommaire des résultats de recherche :

Ce projet de recherche portait sur les facteurs techniques et économiques qui déterminent la faisabilité potentielle d'une pile à combustible à oxyde solide alimentée au biogaz. On a étudié les technologies possibles de digestion anaérobie ainsi que les options en matière d'épuration des gaz, et on a déterminé quelles étaient les alternatives appropriées et viables dans certaines circonstances et pour certaines applications.

La digestion anaérobie et les piles à combustible sont des technologies complémentaires qui, conjointement, présentent plusieurs avantages importants : réduction des mauvaises odeurs, émanations et pathogènes, amélioration des engrais, lutte contre le bruit, capacité et efficacité de la génération électrique et thermique, et fiabilité. Actuellement, le coût du matériel de génération d'énergie par PCOS est prohibitif et exclut toute compétitivité avec la technologie actuelle, soit le générateur diesel modifié. D'autres technologies, comme celle des microturbines, sont actuellement à l'étude et exploitées pour la production conjointe de chaleur et d'énergie dans le secteur agricole, mais leur robustesse pose des difficultés et il y a des problèmes d'investissements.

Couplée avec un système de digestion anaérobie, la PCOS peut être économiquement réalisable à certaines conditions et même si l'on ne quantifie pas tous les avantages énumérés ci dessus. Si les coûts liés à la PCOS diminuent jusqu'à rendre celle ci compétitive avec le générateur diesel modifié, à partir des économies de coûts et des investissements requis, on calcule qu'une installation communautaire traitant le fumier produit par 800 têtes de bovins laitiers peut créer une valeur actualisée nette (VAN) positive sur une durée de vie raisonnable (10 ans) de l'installation. De la même façon, on pourrait atteindre une VAN positive si le prix de l'électricité inclus dans l'analyse atteignait 0,11 $/kWh.

Nous recommandons également de concevoir et de mettre en œuvre un essai pratique qui permettrait de rassembler d'autres données sur les avantages énumérés ci dessus, qui découleraient de l'utilisation conjointe de la PCOS et de la production de biogaz par voie anaérobie mais qui sont plus difficilement quantifiables.