Ressources naturelles Canada Occasion d’affaires - Cycle de Rankine hybride

L’occasion d’affaires

Ressources naturelles Canada (RNCan) sollicite des déclarations d’intérêts de la part d’entreprises pour mener la commercialisation de notre technologie à cycle de Rankine hybride (HyRC – Hybrid Rankine Cycle) au Canada, aux États-Unis et ailleurs sur la planète. L’agent idéal sera une entreprise qui fournit des services d’ingénierie, d’approvisionnement et de construction ayant une expérience de la configuration ou de la conception de centrales électriques. La technologie HyRC pourra être commercialisée auprès des utilisateurs finaux, à savoir les services publics de production d’énergie électrique, les fabricants de chaudières, les fabricants de turbines ainsi que les services publics qui utilisent des centrales électriques alimentées au charbon ou au mazout mais qui subissent des pressions pour réduire leurs émissions de dioxyde de carbone (CO2) et autres émissions.

Qu’est-ce que la technologie HyRC?

La technologie HyRC est une nouvelle façon d’améliorer l’efficacité de la production d’énergie électrique à partir de combustibles fossiles et, par conséquent, de considérablement réduire l’intensité des émissions de dioxyde de carbone lorsqu’on la compare à celle des centrales conventionnelles qui utilisent des cycles à vapeur de Rankine sous-critiques ou supercritiques. Les principales pertes dans la production d’énergie électrique à partir de combustibles fossiles sont liées à la chaleur dans les gaz de combustion, au rejet de chaleur par condensation de vapeur de la turbine basse pression, et à la destruction de l’exergie lors du processus d’échange thermique avec l’eau d’alimentation. Dans la mesure où la température de ces pertes de chaleur est considérablement plus élevée que celle des sources d’air ou d’eau de refroidissement, ces pertes représentent également des pertes d’exergie qui pourrait être utilisée pour accroître la capacité et l’efficacité de la centrale. La technologie HyRC utilise un cycle de Rankine à caloporteur organique (ORC – Organic Rankine Cycle) pour compléter le cycle à vapeur de Rankine et pour réduire les pertes d’énergie dans l’atmosphère qui surviennent durant le cycle, étant donné que les fluides organiques permettent d’abaisser la température de condensation du cycle lorsqu’un puits de chaleur à faible température est disponible. La technologie HyRC offre deux configurations : l’une pour la combustion à pression ambiante conventionnelle (APC [Ambient Pressure Combustion]-HyRC) illustrée à la figure 1, et l’autre pour l’oxycombustion sous haute pression (HiPrOx [High Pressure Oxy-Fired Combustion]-HyRC), illustrée à la figure 2.

Figure 1 : Configuration APC-HyRC

Figure 1 : Configuration APC-HyRC

 
Figure 2 : Configuration HiPrOx-HyRC

Figure 2 : Configuration HiPrOx-HyRC

 

Cette technologie peut être utilisée dans trois cas de modernisation ou de réaménagement :

  1. modernisation ou réaménagement d’une centrale alimentée par brûleurs à air à pression atmosphérique;
  2. modernisation ou réfection d’une centrale électrique alimentée par brûleurs à air sous pression atmosphérique avec captage de CO2 à l’aide d’un système post-combustion comme l’épuration par solvant aux amines. Dans cette configuration, l’efficacité supplémentaire inhérente à la technologie HyRC aide à compenser la perte d’efficacité attribuable à l’équipement de captage de CO2;
  3. dans le réaménagement de centrales utilisant la technologie d’oxycombustion sous haute pression (HiPrOx) de RNCan. Cette configuration produit un flux sous pression de gaz à forte teneur en CO2, prêt au transport, au stockage ou à l’utilisation du CO2. Dans cette configuration, l’azote (N2) généré par l’élément de séparation de l’air peut également être utilisé. Le N2 et le CO2 sous pression peuvent servir à la récupération assistée des hydrocarbures ou des gaz, à l’hydrofracturation ou à la repressurisation des puits de pétrole.

Les chercheurs de RNCan ont simulé une centrale alimentée au charbon ultra-supercritique de 10 000 MW - 26,3 MPa/600 oC/600 oC/29,6 oC, à efficacité de cycle de 42,0 % (pouvoir calorifique supérieur tout au long du cycle). Selon les calculs, si un puits de chaleur à faible température est disponible et permet de réduire la température de condensation de 29,6 oC à 19 oC, l’efficacité dans le premier cas peut atteindre 43,2 %; dans le deuxième cas de captage de CO2 par épuration par solvant aux amines conventionnelle, l’efficacité peut passer de 34,3 % à 35,1 %; dans le troisième cas de captage du CO2 par un procédé HiPrOx, l’efficacité peut passer de 38,2 % à 39,3 %. Toujours selon ces calculs, le captage de CO2 à l’aide d’une configuration HiPrOx-HyRC peut accroître l’efficacité de façon progressive d’environ 4 %, ce qui est considérable.

La configuration HiPrOx-HyRC est la forme la plus avancée. Les processus de combustion des configurations HiPrOx-HyRC et APC-HyRC produisent de l’eau qui peut être utilisée pour réduire la consommation d’eau douce pour la production d’énergie électrique à partir de combustibles fossiles.

Documents de référence

Vous trouverez des renseignements sur la technologie à cycle de Rankine hybride à l’adresse suivante :

Revendication de brevet canadien 2885583.

Expression d’intérêt

RNCan invite les entreprises intéressées à expédier au 2 mars 2018, un plan d’affaires conçu suivant le modèle de l’annexe A : Format requis pour le plan d’affaires, à la personne-ressource suivante.

Personne ressource

Mme Anne Woods
Agente des licences
Division de la propriété intellectuelle
Ressources naturelles Canada
anne.woods@canada.ca

Annexe A : Format requis pour le plan d’affaires

Sommaire

Portrait de l’entreprise

Maturité de l’organisation
Expérience et succès dans le secteur industriel
Capacités techniques
Capacités de commercialisation
Objectifs de l’entreprise

  • à court terme
  • à long terme

Analyse du marché, de la clientèle et de la concurrence

Débouchés commerciaux, volume et tendances
Bases de clientèle clé
Concurrents principaux

Plan de production et de commercialisation

Description du produit
Circuit(s) de distribution
Stratégie de commercialisation et de vente

Renseignements financiers

Prédiction quinquennale des flux de trésorerie
Estimation des coûts d’immobilisations
Budgets d’exploitation
Coûts de fabrication
Prix de vente
Cibles de marge bénéficiaire
Structure de redevance proposée

Considérations relatives à la mise en œuvre et à l’exploitation

Risques et hypothèses