Des microturbines de la taille d’une pièce de monnaie alimentent des solutions en matière de réseau de gaz intelligent
Le secteur du gaz est actuellement confronté au défi de la surveillance et de la gestion en temps réel des performance des gazoducs. L’émergence de l’Internet industriel des objets (IIoT) qui associe les technologies de communication et de mise en réseau sans fil et les capteurs est en train de transformer le secteur, permettant d’améliorer la sécurité, l’automatisation et l’efficacité opérationnelle. L’une des conséquences de ces solutions toujours plus sophistiquées est la demande croissante en énergie pour alimenter des installations distantes de plus en plus souvent hors réseau, lorsque l’alimentation provenant du réseau est insuffisante ou indisponible. C’est particulièrement le cas pour les gazoducs traversant des environnements difficiles ou des pays moins développés. Le projet AirWatt a élaboré une solution basée sur une turbine intégrée, brevetée et miniaturisée et un générateur électrique, développée par Advanced Microturbines(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) et conçue pour être introduite dans les gazoducs. AirWatt a commencé par optimiser une microturbine de 30 W avant de passer à un modèle capable de produire jusqu’à 150 W, soit près de deux fois la puissance attendue. La solution est maintenant prête à être commercialisée. Exploiter l’énergie pneumatique du gaz des gazoducs sous pression La clé de l’innovation d’AirWatt, qui permet au secteur du gaz de surveiller les performances et d’identifier rapidement les problèmes, comme les fuites de gaz, présente deux facettes. Tout d’abord, elle tire parti des pertes de charge et de débit de gaz existant dans le système pour générer de l’électricité utilisée pour alimenter des équipements auxiliaires destinés à la maintenance, à la surveillance et à l’exploitation des systèmes de gazoducs. Le RTU (unité de terminal distant) élaboré par le partenaire du projet FAST(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), est l’un de ces dispositifs. Deuxièmement, l’intégration de la turbine et du générateur dans une unité unique qui, en éliminant plusieurs composants, permet la miniaturisation de la microturbine. Le Dr Emanuele Guglielmino, coordinateur du projet, explique: «Les plus gros gazoducs qui transportent le gaz en vrac fonctionnent à une pression de 50 à 200 bars. Pour la distribution urbaine, cette pression est réduite à une valeur située entre 4 et 5 bars puis n’atteint que 20 millibars pour l’approvisionnement domestique. AirWatt exploite ces pertes de charge dans les canalisations de distribution pour acheminer le gaz à travers la microturbine, générant ainsi de l’électricité. Nous récupérons en effet gratuitement l’énergie disponible, sans émission ni combustion de carburant.» Dans son propre boîtier, la microturbine est montée le long de la canalisation, à l’endroit où la pression est diminuée. Afin de ne pas affecter le fonctionnement du gazoduc, seule une petite quantité du flux de gaz est prélevée à haute pression, passant à travers la microturbine avant d’être puis renvoyée dans le gazoduc à une pression inférieure. Une fois intégrée au gazoduc, la microturbine fonctionne de façon permanente. Des tests sur site avec les 20 unités déjà déployées ont permis de vérifier la capacité d’AirWatt à surveiller et à contrôler le réseau. Des réseaux de gaz intelligents pour les personnes, la planète et des profits Selon la feuille de route pour l’énergie à l’horizon 2050 de la Commission européenne(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), la substitution du charbon (et du pétrole) par le gaz, en utilisant les technologies existantes, pourrait permettre de réduire les émissions au moins jusqu’à 2030-2035. AirWatt contribue à ces ambitions de réduction des émissions de carbone en réduisant les baisses de performances notamment dues aux fuites. En plus de permettre des économies d’énergie, cette technologie réduit les coûts de réparation et de maintenance, prolonge la durée de vie de l’infrastructure et limite les plaintes des clients. «Avec son aspect compact et son installation demandant un minimum de modifications sur l’infrastructure existante, AirWatt met à niveau les gazoducs existants comme les nouvelles installations, conformément aux dernières spécifications en matière de surveillance et de contrôle», déclare le Dr Guglielmino. AirWatt a été entièrement testé et certifié pour les opérations dans des environnements de gaz naturel marquage CE conforme à la directive ATEX(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre). Le produit étant maintenant prêt pour le marché, l’équipe travaille à la commercialisation pour les opérateurs de gazoducs ou d’installation gazières, en Europe et dans les autres continents.
