Erwin Schiefer développe une nouvelle offre de petite cogénération par gazéification du bois
La production de gaz issu de la combustion du bois est un processus complexe au cours duquel un certain nombre de problèmes peuvent survenir. Il met fortement à contribution le système de contrôle de l’usine qui a besoin de détecter et de compenser les écarts liés au processus.
Installation Xylogas de Erwin Schiefer
Une facture d’électricité trop élevée : c’est ce qui a poussé l’agriculteur Erwin Schiefer à vouloir devenir son propre fournisseur d’énergie ! Bien que la production d’énergie par gazéification de bois ait été découverte il y a 200 ans, cette technologie n’a jamais été vraiment exploitée car il existait en parallèle des alternatives moins compliquées et plus rentables.
Schiefer pense que « la technologie de gazéification du bois est difficile à maîtriser. La production de gaz est en soi relativement facile, mais assurer la stabilité du système représente un vrai défi ».
En collaboration avec Rockwell Automation, Erwin Schiefer a donc construit une usine de gazéification de bois qui fonctionne 8300 heures par an, un chiffre difficile à tenir dans ce domaine. Cette réussite a incité Erwin Schiefer à réfléchir au développement d’usines de gazéification du bois pour d’autres compagnies.
« Nous avons développé l’ensemble du système nous-mêmes, du réacteur jusqu’au filtre d’épuration des gaz », explique Schiefer avec fierté quand il parle de son système qui produit jusqu’à 200 kW d’énergie électrique et jusqu’à 400 kW d’énergie thermique par heure.
Il peut plus ou moins laisser la centrale électrique et thermique faire son travail grâce au système qui gère l’automatisation, y compris le chauffage, le séchage du bois et du maïs et l’approvisionnement du réseau de distribution électrique en énergie. D’après lui, la clé pour atteindre un bon niveau de production dans une usine de gazéification du bois, c’est le contrôle précis des zones au sein du réacteur.
« La ventilation du réacteur est située dans la zone d’oxydation », précise-t-il. « C’est là que la régulation permet de s’assurer que la température de cette zone, qui se trouve être la plus chaude, n’augmente pas à cause de variations dans les matériaux ou dans le taux d’humidité. Il y parvient en ajustant les niveaux de ventilation en conséquence ».
Erwin Schiefer estime que tant il y a une bonne ventilation et une parfaite coordination entre les quatre zones du réacteur [séchage, pyrolyse (carbonisation), oxydation et réduction], on atteint le niveau de stabilité voulu. Le système requiert un réglage précis, géré par le système de commande et par la technique de séchage développée par Schiefer. « Plus le bois coupé est humide, plus il y aura d’évaporation ; la sécheuse sera donc réglée pour avancer plus lentement ». Cette procédure permet d’instaurer un niveau de sécurité et de fiabilité plus élevé.
Le réacteur Xylogas
Un rêve devenu réalité
BioPower Development GmbH, une société allemande qui cherchait des solutions pour son projet de gazéification du bois, a évalué tous les fournisseurs sur le marché et a conclu que l’usine de Schiefer était la plus viable en raison de sa haute productivité prouvée. Le rêve de Schiefer de développer une seconde activité, à savoir la construction et la vente d’usines de gazéification du bois à d’autres entreprises, est donc devenu une réalité.
Après achèvement des travaux, l’usine de BioPower Development GmbH est arrivée au résultat suivant : 450 à 500 kW d’énergie électrique devraient être proposés au réseau électrique officiel en Allemagne, et 800 kW d’énergie thermique à une entreprise locale.
Dans l’usine de BioPower, un automate CompactLogix Allen-Bradley gère le flux de matières du silo au réacteur ainsi que le filtrage des particules et les systèmes de séchage. Il contrôle également l’épuration des gaz ainsi que les étapes de production importantes. Des variateurs PowerFlex® 40 et 70 Allen-Bradley gèrent plusieurs types de pompes et de compresseurs grâce au système de visualisation FactoryTalk View Studio. Erwin Schiefer et son équipe peuvent aussi avoir un aperçu plus précis du système via une connexion VPN sécurisée si nécessaire, pour effectuer des télédiagnostics et des opérations de maintenance via EtherNet/IP.
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