17 juillet 2023
Dans le but d'atteindre les objectifs climatiques établis dans l'Accord de Paris (2015), la décarbonation du secteur de la construction est devenue une priorité pour de nombreux pays, y compris la Norvège. Le gouvernement national a approuvé des réglementations strictes visant à réduire les émissions et à limiter le niveau sonore sur les sites de construction, en particulier à Oslo, la capitale. Des solutions innovantes sont recherchées pour permettre des opérations zéro émission et, dans ce contexte, un système de stockage d'énergie ZBC 250-575 d'Atlas Copco fournit l'énergie nécessaire à la modernisation de 2 400 mètres de conduites dans un quartier résidentiel de Kruttverkveien, dans l'agglomération d'Oslo.
Le réseau électrique disponible sur le site n'aurait pas été suffisant pour couvrir le profil de charge du chantier, qui prévoit l'utilisation quotidienne de deux pelles électriques et d'autres machines. Pour combler ce manque et respecter les réglementations environnementales, au lieu de recourir à des solutions diesel plus traditionnelles, un système de stockage d'énergie sur batterie est utilisé pour gérer l'énergie fournie par le réseau et par une pile à combustible hydrogène, en veillant à ce que la demande en électricité soit couverte.
Mener la décarbonation du secteur de la construction
Le secteur de la construction est à lui seul responsable de plus de 10 % des émissions mondiales de gaz à effet de serre. En ce qui concerne les émissions de CO2 liées à la consommation d'énergie, le secteur représente 38 % des émissions mondiales, un chiffre stupéfiant. La Norvège a pour objectif d'être le premier pays à décarboner le secteur de la construction. Bien que ce dernier représente 7 % des émissions totales de la ville d'Oslo, il a toujours un impact significatif sur la pollution atmosphérique et sonore locale.
Pour y remédier, Oslo a fixé des objectifs visant à ce que tous les sites de construction municipaux soient zéro émission d'ici 2025, et à ce que tous les travaux de construction, publics ou privés, le soient également d'ici 2030. Six autres grandes villes norvégiennes se sont engagées à atteindre les mêmes objectifs. Grâce au réseau électrique norvégien, qui utilise 98 % d'énergie renouvelable, principalement de l'hydroélectricité, le pays est un terrain d'essai idéal pour les sites zéro émission.
Si Oslo a ouvert la voie, elle a été rapidement suivie par Copenhague et Helsinki, qui ont également mis en œuvre des sites de construction zéro émission. Bien que le secteur de la construction ait pour réputation d'être réticent au changement, car davantage motivé par la réduction des coûts que par celle des émissions de gaz à effet de serre, l'introduction de solutions sans combustible nouvelle génération change la donne, transformant l'approche relative à l'approvisionnement en énergie.
Alimentation constante pour faire fonctionner les machines électriques
Le chargeur Z décharge le système de stockage d'énergie ZBC pour alimenter la pelle électrique
Le coût d'investissement des machines électriques peut constituer un obstacle pour certains opérateurs. Cependant, l'investissement initial dans l'équipement peut s'avérer rentable. Etant donné qu'il n'y a plus à payer de combustible et que l'électricité requise pour alimenter l'équipement est moins coûteuse, il est possible de réaliser d'importantes économies pendant l'exploitation. En outre, grâce au faible niveau sonore de l'équipement électrique, les opérateurs peuvent prolonger les heures de travail, en commençant plus tôt le matin et en terminant plus tard dans la nuit, si nécessaire, ce qui accroît la productivité des projets.
Jan Erik Schanche, chef de projet chez STEG Entreprenør, en charge de la supervision du projet de modernisation des tuyaux à Kruttverkveien, explique : « Disposer d'un système de stockage d'énergie sur site nous a permis de prolonger les journées et de réduire la semaine de travail à seulement quatre jours. En Norvège, il faut des machines électriques pour travailler dans les zones résidentielles. C'est primordial, et nous avons constaté qu'il s'agit également de la solution la plus rentable si l'on dispose d'une alimentation électrique stable. »
Garantir une alimentation fiable pour faire fonctionner les machines électriques est un enjeu crucial. Sur de nombreux chantiers de construction, comme celui de Kruttverkveien, le réseau disponible n'est pas suffisant pour le site. Pour obtenir la puissance nécessaire afin de couvrir toutes les charges sur un chantier zéro émission, les opérateurs ont besoin d'une solution durable et silencieuse, qui permet d'accroître la puissance du réseau et de gérer efficacement les sources d'énergie secondaires. STEG Entreprenør et Hafslund, l'un des plus grands producteurs d'électricité de Norvège, ont décidé d'adopter le système de stockage d'énergie ZBC d'Atlas Copco pour relever le défi posé par le réseau limité sur site.
L'une de nos missions consiste à bâtir une société intelligente, zéro émission, reposant entièrement sur l'électricité. Nous avons besoin de solutions innovantes pour le stockage et les vecteurs d'énergie. L'hydrogène vert et les batteries, en tant que moyens de stockage temporaire de l'énergie, sont des technologies essentielles pour mettre en œuvre des systèmes efficaces sur le plan énergétique, comme celui de Kruttverkveien.
Les systèmes de stockage d'énergie au service d'un chantier zéro émission
Les systèmes de stockage d'énergie fournissent l'infrastructure nécessaire à l'électrification du secteur de la construction. Jan Erik Schanche, responsable des opérations à Kruttverkveien, assure que « le système de stockage d'énergie ZBC d'Atlas Copco alimente toutes les charges sur site, en veillant à ce que le projet se poursuive sans gaspiller d'énergie. Le fait que cette unité soit au cœur du projet a permis d'optimiser la consommation d'énergie. Ces unités à batterie peuvent aider le secteur de la construction à réduire considérablement sa consommation d'énergie, et donc ses émissions de carbone.
Jan Erick Schanche, au milieu, en compagnie de représentants d'Atlas Copco, à Kruttverkveien
De plus, cette solution modulaire accumule l'énergie du réseau pendant les heures où le coût est le plus faible, afin de la restituer pendant les heures de pointe de la demande d'énergie, lorsque le coût est le plus élevé. Cela permet non seulement de réaliser des économies en matière de consommation, mais également de réduire la puissance du réseau électrique, que les opérateurs du secteur de construction utilisent.
Le système ZBC stocke l'énergie provenant du réseau électrique et de la pile à combustible hydrogène. Notre contrôleur ECO ControllerTM (Energy Controller Optimizer) gère et fournit cette énergie lorsque cela est nécessaire, en optimisant sa distribution et en veillant à ce que la puissance de sortie soit toujours suffisante. Il permet d'écrêter les pointes sur le réseau électrique, de réduire le profil de charge, de couvrir les faibles charges et de gérer efficacement les heures de pointe.
Améliorer le taux de charge
Le chargeur Z d'Atlas Copco charge une pelle électrique sur site
En plus du modèle ZBC 250-575, STEG Entreprenør utilise également le nouveau chargeur rapide d'Atlas Copco, le chargeur Z, pour les deux charges les plus importantes du site : les pelles électriques employées pour la modernisation des tuyaux.
« En augmentant la tension, le chargeur Z augmente également le taux de charge pour que les machines électriques se chargent rapidement. Pendant ce temps, le contrôleur ECO ControllerTM du système de stockage d'énergie veille à ce qu'il y ait suffisamment d'énergie pour couvrir les pics de demande au moment de la charge », nous explique Jon-Andreas Ellefsen.
Intégrer ce chargeur rapide innovant à la solution a permis d'accroître la productivité sur site, en préservant les objectifs opérationnels et en respectant les délais fixés par le client final.
Avec une puissance nominale de 160 kW, le chargeur Z peut charger les machines électriques et les véhicules 7 fois plus vite qu'un boîtier mural ordinaire, et 42 fois plus vite qu'un chargeur mural classique.
Economies d'énergie et incidences commerciales
Bien qu'il existe de nombreuses applications pour les systèmes de stockage d'énergie, la gamme lithium-ion d'Atlas Copco convient parfaitement au secteur de la construction. Les modèles sont légers et compacts, n'occupant que 10 à 20 pieds carrés d'espace, et peuvent fonctionner avec des sources d'énergie renouvelable, telles que l'énergie solaire ou éolienne. Ils peuvent fournir de l'énergie pendant 12 heures, selon la demande, et se chargent en une heure et demie à peine. En plus de permettre aux utilisateurs finaux de se conformer aux réglementations environnementales, ils offrent des avantages commerciaux importants qui se traduisent par un faible coût total de possession.
Par rapport à un chantier plus classique, ce projet est beaucoup plus durable à long terme. En plus de réduire la consommation de combustible et les émissions, le fait de disposer d'un système de stockage d'énergie d'Atlas Copco sur site nous permet de réaliser d'importantes économies d'énergie et d'argent dès le premier jour.
Au total, en utilisant le système de stockage d'énergie ZBC d'Atlas Copco pour charger les machines électriques du site au lieu de machines ordinaires, il a été possible d'économiser 15 000 litres de combustible et l'équivalent de 40 tonnes de CO2 sur le projet de modernisation des tuyaux de Kruttverkveien, qui aura duré dix mois. Cela correspond à la quantité de dioxyde de carbone absorbée par 1 520 arbres en un an.
Les futurs sites de construction consommeront beaucoup moins d'énergie que ceux d'aujourd'hui. La consommation de diesel et la pollution de l'air associée chuteront considérablement à mesure que les entreprises de construction se tourneront vers des solutions de stockage d'énergie. Les pays scandinaves dirigent la transformation de ce secteur, et les énergies renouvelables ainsi que les solutions pratiques de pointe, telles que les systèmes de stockage d'énergie, jouent déjà un rôle crucial dans la concrétisation de cette nouvelle réalité.
