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Une nouvelle centrale de cogénération pour la raffinerie d'Anvers

ExxonMobil entamera d'ici peu la construction d'une centrale de cogénération à haut rendement pour sa raffinerie située à Anvers. Cette nouvelle installation, qui remplace une plus petite unité existante, sera opérationnelle en 2008. Grâce à l'énorme capacité de la centrale (130 MW suffisent pour approvisionner 300 000 ménages en électricité), cet investissement contribue substantiellement aux objectifs de la Belgique et de la Flandre en matière de réduction d'émissions de CO2.

TEXTE: ANTON BUYS| PHOTOS: KEES STUIP ET EXXONMOBIL| ILLUSTRATIONS: EXXONMOBIL

La raffinerie ExxonMobil d'Anvers est à l'aube de changements historiques. Plus de cinquante ans après la construction et presque trente ans après le dernier véritable grand projet de modernisation, une partie du complexe est à nouveau remanié. L'investissement le plus important réside dans la construction d'une nouvelle centrale de cogénération (également appelée COGEN) qui, avec une capacité de 130 mégawatt, produira autant d'électricité que nécessaire pour satisfaire aux besoins conjoints de la raffinerie et des usines de polyéthylène d'ExxonMobil à Zwijndrecht et Meerhout.

Par ailleurs, l'ensemble du système de commande de processus datant de 1975 et une partie de l'instrumentation seront également remplacés. Le coût total des différents projets s'élève à plus de 220 millions d'euros. Les activités visées créeront 700 000 années/ homme de travail.
Le rendement des centrales de cogénération est très élevé par rapport aux centrales électriques traditionnelles. La nouvelle unité de production à Anvers ne fera pas exception à la règle. Presque 80 % de l'énergie produite seront utilisés utilement. A titre de comparaison: une centrale au gaz traditionnelle moyenne ne dépasse pas les 60 %.

De la marge pour l'industrie | Gilbert Asselman est le directeur de la raffinerie ExxonMobil et le président de la Fédération Pétrolière Belge (FPB). Pour diverses raisons, il est ravi des projets de construction et de modernisation. Tout d'abord, l'investissement prouve qu'ExxonMobil a confiance en l'avenir de son complexe de raffinage sur les rives de l'Escaut. Ensuite, le projet COGEN permet à la raffinerie de conforter sa position comme l'une des plus efficaces au monde en termes d'énergie. Enfin, le projet démontre qu'en Europe occidentale en général et en Flandre plus particulièrement, il reste de la marge pour l'activité industrielle à grande échelle. Il s'agit d'une bonne nouvelle économique pour la région et d'un nouveau défi pour les collaborateurs concernés d'ExxonMobil qui, ces prochaines années, pourront travailler avec la toute récente technologie ultramoderne. Durant ces 10 dernières années, Exxon- Mobil a énormément investi, à l'échelle internationale, dans la cogénération. ''Quoi de plus logique'', estime Gilbert Asselman. ''La consommation d'énergie représente chez nous 40 à 50 % des coûts opérationnels. Des économies d'énergie, via la construction de centrales de cogénération, par exemple, sont donc d'une importance vitale pour une raffinerie. Par ailleurs, les prestations sur le plan environnemental s'améliorent: les émissions de dioxyde de carbone diminuent d'environ 200 000 tonnes par an. Une diminution qui correspond à la suppression permanente de 90 000 voitures en circulation!''

Gilbert Asselman, directeur de la raffinerie ExxonMobil et président de la
Fédération Pétrolière Belge (FPB), est ravi des projets de construction et de
modernisation.

Un complément d'explication s'impose ici. La centrale de cogénération remplace une unité existante qui avait été construite au début des années 90. Cette installation a une capacité de ''seulement'' 40 MW, soit bien moins que les 130 MW de la nouvelle unité. Il ne faut pas être un génie de l'arithmétique pour comprendre que, par conséquent, la consommation de la raffinerie en énergie augmentera plutôt qu'elle ne diminuera, en dépit de la disparition de l'ancienne COGEN. Comment alors les prestations peuvent-elles s'améliorer en termes d'environnement si la nouvelle unité libère localement davantage de dioxyde de carbone dans l'atmosphère? Tout simplement parce que la nouvelle centrale de cogénération remplace la capacité de production moins efficace ailleurs. Au sein de la raffinerie, la consommation absolue en énergie augmentera donc bel et bien, mais la consommation totale en Belgique et en Flandre diminuera.

Un haut rendement | Une centrale de cogénération est nettement plus efficace qu'une centrale classique et ce grâce à la combinaison entre chauffage et force motrice, qui caractérise ce type d'installation, dont l'élément clé est une turbine au gaz qui actionne un générateur. Ce processus génère une grande quantité de chaleur résiduelle qui, sans dispositif supplémentaire, se libérerait tout simplement dans l'air. Ce surplus de chaleur est récupéré dans le cadre de processus industriels ou sert à chauffer des bâtiments, des habitations ou des serres ou, comme à la raffinerie, à produire de la vapeur à l'aide d'un générateur.

L'unité construite à Anvers possède une capacité telle qu'elle libère plus de chaleur qu'il n'en faut pour la production de vapeur à la raffinerie. Cette chaleur résiduelle sera directement intégrée dans le processus de production de la raffinerie, ce qui rend cette centrale de cogénération unique au monde. Gilbert Asselman: ''En utilisant la chaleur résiduelle pour chauffer le pétrole brut qui est décomposé en différents éléments lors de la distillation primaire, nous pouvons économiser notre capacité de chauffe. Une conséquence directe de cette économie est la réduction des émissions de dioxyde de soufre, puisque le carburant du COGEN, le gaz naturel, ne contient pas de soufre. Et grâce à l'efficacité accrue de la combustion, il en va de même pour le rejet d'oxydes d'azote.''

Tout en hauteur | La construction de la nouvelle centrale est complexe, en raison de plusieurs facteurs. Citons tout d'abord l'espace restreint à l'endroit de la construction, près de la tour de distillation primaire, afin de limiter le plus possible les déperditions de chaleur. Pour résoudre ce problème, le générateur de vapeur et son tuyau d'échappement sont placés à la verticale. Il s'agira dès lors d'une très haute installation de 56 mètres, qui modifiera le profil de la raffinerie.

Un autre défi technique réside dans l'intégration (tie-in dans le jargon) de la centrale de cogénération au sein de l'infrastructure de la raffinerie. Dans un premier temps, 21 tie-ins seront déjà réalisés prochainement autour de la tour de distillation. Mais le lien avec le monde extérieur exige lui aussi une précision rigoureuse. La centrale de cogénération ne fournira pas directement du courant à la raffinerie et aux usines de polyéthylène d'ExxonMobil. Afin de maximaliser la fiabilité de la production de courant, l'électricité générée par le COGEN est livrée au réseau, tandis que, simultanément, de l'électricité est prélevée chez le producteur avec lequel un contrat a été conclu; un double lien donc. Le gaz naturel provient d'une entreprise de marketing de gaz et est transporté via un distributeur de gaz.

Le directeur de la raffinerie qualifie la préparation de cette partie du projet de ''processus laborieux''. "Voilà un an déjà que nous nous concertons avec nos partenaires et les pouvoirs publics sur la programmation des tie-ins et l'obtention des autorisations. L'affaire est d'autant plus complexe que nous ne pouvons ni ne voulons déroger à nos propres normes tant sécuritaires qu'opérationnelles, systèmes de gestion et procédures de travail. La construction doit se dérouler en toute sécurité et, une fois mise en service, la centrale doit fonctionner de manière sûre et fiable. Notez que la chaleur résiduelle produite par ce COGEN sert à chauffer le pétrole brut. Le projet et la protection incendie doivent dès lors satisfaire à des exigences particulières.'' Outre la sécurité, la fiabilité constitue une deuxième grande priorité. ''Nous avons vraiment besoin d'une entreprise qui ne nous lâche pas. La centrale doit pouvoir tourner pendant trois ans sans grand entretien.''

Certificats et droits | Grâce à son haut rendement énergétique, la nouvelle centrale de cogénération aide la Flandre et la Belgique à réaliser leurs objectifs de réduction de gaz à effet de serre dans le cadre du Protocole de Kyoto. Des objectifs qui ne sont pas négligeables. La Belgique est confrontée à un taux de réduction de 7,5 % et la Flandre à un taux de 5,2 % par rapport à 1990. Etant donné qu'après la mise en production, la raffinerie proprement dite rejettera davantage de dioxyde de carbone, les pouvoirs publics flamands doivent lui accorder des droits d'émission supplémentaires afin d'éviter de perdre (en partie) l'avantage au niveau des coûts lié à l'efficacité énergétique de la centrale. En effet, pour chaque tonne de CO2 émise au-dessus des droits déjà accordés, une indemnité doit être payée. Vu que le total des émissions de Belgique et de Flandre diminuera sensiblement grâce à la construction de la nouvelle centrale, il devrait s'agir d'une formalité, mais le processus administratif prend du temps, d'autant que la Commission européenne doit approuver la répartition des droits d'émission des états membres de l'U.E.

Afin d'encourager la construction de centrales de cogénération, la Flandre a introduit en 2004 un système de certificats pour la cogénération. Plus les producteurs d'électricité économisent de l'énergie avec des centrales de cogénération, plus ils reçoivent de certificats. Ces prochaines années, pour un taux de plus en plus élevé d'électricité produite, le gouvernement flamand exigera que les producteurs puissent présenter des certificats de cogénération. A défaut de certificat, une redevance devra être payée. Il s'agira de montants plutôt élevés. Les producteurs d'électricité qui n'investissent pas en centrales de cogénération le ressentiront donc de manière significative au niveau de leurs finances. Il va de soi qu'ExxonMobil compte sur ces certificats. Les entretiens à ce sujet sont toujours en cours.