Kupper Engineering est membre du groupe Asplundh Infrastructure Group, une alliance nationale de premier plan de services et de solutions d'infrastructure pour les services publics, les producteurs d'électricité et les clients à forte consommation d'énergie. Kupper Engineering fournit des services d'ingénierie professionnels complets et de qualité supérieure, une assistance technique, l'approvisionnement en équipements et l'intégration des commandes d'automatisation – de la planification et la conception à la mise en œuvre et la mise en service.
- Concevoir un système pour convertir le gaz de décharge en gaz naturel renouvelable (GNR)
- Mettre en œuvre dans 20 usines de GNR entre aujourd'hui et 2026
- Système composé de dizaines d'actionneurs, de moteurs, de vannes, de pompes et de capteurs – construit sur ControlLogix® et CompactLogix™ control systems, des centres de commande de moteurs intelligents, des variateurs de fréquence et d'autres composants
- Capacité à surveiller et détecter les fuites de gaz, à contrôler la ventilation, à régler les ventilateurs et à arrêter les systèmes si nécessaire
- Sur chacun des 20 sites, convertit entre 3000 et 8000 pi³/min de gaz de décharge en gaz naturel renouvelable
Des exploitations agroalimentaires et laitières aux décharges, Kupper Engineering aide les entreprises à convertir les déchets et les sous-produits connexes en gaz naturel renouvelable (GNR). Fabriqué à partir du biogaz émis par les déchets organiques, le GNR est traité selon les normes de qualité des pipelines et utilisé comme substitut aux combustibles fossiles.
Kupper, un fournisseur de services d’ingénierie, de contrôle et d’approvisionnement, a été l’une des premières entreprises à fournir des services d’ingénierie électrique pour les installations de production de GNR. Ils ont soutenu environ 30 projets de GNR et en ont planifié 30 autres au cours des trois prochaines années. Cela inclut le GNR provenant du gaz de décharge et des déchets alimentaires et animaux à l’aide de systèmes de lessiveur anaérobie.
« Plutôt que d’extraire du gaz naturel du sol, qui est “non renouvelable”, nous prenons un sous-produit des processus humains et le transformons en une ressource que les gens peuvent utiliser dans leur vie quotidienne », a déclaré Jude Matteo, intégrateur système principal, Kupper Engineering.
« Ce qui nous rend uniques, c’est qu’en tant qu’entreprise d’ingénierie et de contrôle, nous comprenons comment toutes les pièces s’assemblent dans ces projets hautement spécialisés », a ajouté William Moss, chef de projet principal chez Kupper. « Nous sommes intimement impliqués depuis la conception initiale jusqu’à la mise en œuvre et l’assistance tout au long de la vie de ces sites. »
Dans le cadre de son portefeuille de solutions, Kupper s’appuie sur Rockwell Automation depuis plus d’une décennie.
Défi
La qualité et le contrôle sont primordiaux
Kupper aide l'un des plus grands exploitants de décharges d'Amérique du Nord à développer agressivement son infrastructure de RNG dans le cadre de ses stratégies de croissance et de développement durable.
« Historiquement, lorsque les déchets étaient enfouis dans les décharges, ils se décomposaient. Cela créait des gaz résiduels qui sentaient mauvais, pouvaient être extrêmement dangereux lorsqu'ils s'accumulaient et avaient un impact négatif sur l'environnement et l'ozone », a expliqué Matteo. « La méthode initiale utilisée par les exploitants consistait à extraire le gaz de décharge et à le brûler à la torche – simplement le brûler. Aujourd'hui, grâce à une série de procédés, ils peuvent extraire ce gaz de la décharge, le purifier et le transformer en ce qui est essentiellement du gaz naturel. »
Cet exploitant prévoit d'utiliser le RNG généré pour alimenter sa flotte de transport, puis de réinjecter le reste dans le réseau de gaz naturel. Le contrôle du procédé est primordial, car des directives strictes régissent la conversion du gaz de décharge (LFG) en gaz de qualité pour le réseau.
« Le gaz de décharge est généralement composé à 50 % de méthane et contient ensuite une grande quantité de dioxyde de carbone (CO2) et une plus petite quantité de composants traces. Le CO2 et les traces doivent être éliminés pour que le produit final soit du méthane pur à 98 % », explique Michael Markham, chef de projet principal chez Kupper. « Plusieurs procédés sont nécessaires et chaque étape peut exiger une compression, un refroidissement, un chauffage et une filtration. »
Avec des dizaines d'actionneurs, moteurs, vannes, pompes et capteurs, il s'agit d'un système complexe à concevoir, connecter et contrôler. C'est pourquoi Kupper utilise les produits Rockwell Automation, notamment ControlLogix® et CompactLogix™ comme systèmes de commande,centres de commande de moteurs intelligents, variateurs de fréquence et d'autres composants dans de nombreux projets de conversion de LFG en RNG.
Ces technologies sont également essentielles pour la sécurité des employés et des systèmes. Elles aident les installations à surveiller et détecter les fuites de gaz, à contrôler la ventilation, à ajuster les ventilateurs et à arrêter les systèmes si nécessaire.
Solution
Conception et équipement d'usine standardisés
« Nous avons été sollicités par ce client parce qu'il souhaitait standardiser la conception et l'équipement des usines sur différents projets, afin d'assurer la sécurité, la fiabilité et l'uniformité », explique Markham.
D'ici 2026, le client prévoit de construire 20 usines de gaz naturel renouvelable de quatre tailles différentes, allant de 16000 à 30000 pieds carrés. Ces usines seront capables de traiter entre 3000 et 8000 pieds cubes standard par minute de gaz de décharge.
« Ces installations exécuteront des processus complexes à action rapide avec des centaines de composants qui doivent être installés, configurés et intégrés. Lorsque nous utilisons les produits Rockwell Automation, c'est de loin la façon la plus simple et la plus rapide de le faire », déclare Matteo. « Comme nous savons que nous allons construire davantage de ces usines, nous essayons de les modéliser. La capacité de standardiser et de modulariser la programmation a été simple, et nous pouvons compter sur les performances des offres de Rockwell. »
Tout cela est essentiel pour optimiser le temps de production.
« Qu'il s'agisse d'un lessiveur ou d'une décharge, comme dans le cas de ce client, ils produisent toujours du gaz qui doit être traité en continu. Chaque fois qu'une usine n'est pas en fonctionnement, ils doivent faire quelque chose avec le gaz et, généralement, cela signifie le brûler », explique Matteo. « Par conséquent, toute augmentation de la fiabilité est extrêmement bénéfique. »
Résultat
Avantages économiques et environnementaux potentiels
Le premier site standardisé de Kupper pour la conversion de LFG en RNG dans le portefeuille actuel de ce client est entré en service au printemps 2023, avec environ huit autres prévus en 2024 et le reste dans les années suivantes.
Un site moyen a le potentiel de récupérer et de produire plus de 780000 MMBtu par an de gaz naturel renouvelable. Le MMBtu est l’unité courante utilisée pour mesurer la teneur en chaleur et la valeur énergétique du carburant. Cette quantité équivaut à alimenter plus de 26000 foyers ou 676 camions lourds par an et correspond à plus de 5.3 millions de gallons de diesel. L’utilisation de gaz naturel renouvelable issu d’une usine de cette taille, au lieu de combustibles fossiles, a le potentiel d’éliminer plus de 50000 tonnes par an d’émissions de gaz à effet de serre.
« Nous aidons ce client à transformer un sous-produit gazeux indésirable en énergie utilisable », a déclaré Markham. « Au lieu de devoir dépenser des capitaux et des fonds annuels pour l’élimination, ils produiront une source d’énergie viable, meilleure pour l’environnement et génératrice de revenus rentables. »
Visitez notre page sur les énergies renouvelables pour en savoir plus sur la façon dont nous aidons les entreprises à accélérer la transition énergétique.
Publié 15 novembre 2023