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Une tempête de verglas tristement célèbre qui s’est abattue sur l’est du Canada en 1998 et la déréglementation du secteur de l’électricité ont été des facteurs déterminants dans la décision de la ville de Markham de créer un système local de production d’énergie et d’accroître son niveau d’autonomie dans ce domaine. « C’était pour nous une occasion de changer notre approche en matière de construction d’immeubles et de livraison d’énergie, explique Bruce Ander, président et chef de la direction de Markham District Energy.
Depuis la construction de son système initial au Centre Warden, MDE a mis sur pied deux autres systèmes de production d’énergie, les centres d’énergie Clegg et Birchmount, pour alimenter ses installations en développement. À l’heure actuelle, Markham District Energy dessert des immeubles totalisant plus de sept millions de pieds carrés dans le Centre Markham ainsi que plus de trois millions de pieds carrés dans des bâtiments qui seront alimentés par le système d’énergie de district et se trouvent à divers stades de construction.
En 2007, les autorités provinciales ont donné à l’Hôpital Markham-Stouffville l’autorisation d’agrandir ses installations. Comme les systèmes de chauffage, de climatisation et d’alimentation électrique d’urgence arrivaient à la fin de leur vie utile, l’agrandissement à venir et le développement d’installations communautaires prévu dans le cadre du projet du Centre Cornell représentaient l’occasion idéale d’examiner la possibilité de mettre sur pied un deuxième système d’énergie de district. En 2012, le centre d’énergie Bur Oak a commencé à fournir des services à ses premiers clients, qui occupaient des espaces totalisant un million de pieds carrés, et parmi lesquels l’Hôpital Markham-Stouffville générait la charge de base du système.
Profil du client
Endroit : Markham, ON
Application : Utilities
Équipement : Génératrices au gaz naturel CG260-12 et CG260-16
Markham District Energy
En février 2014, MDE a commencé à exploiter son deuxième centre de production d’énergie de district, situé dans le Centre Cornell. Ce centre d’énergie produit de l’eau chaude, de la vapeur et de l’eau refroidie qui sont distribuées dans le secteur par l’intermédiaire d’un réseau de tuyaux souterrains qui alimentent chaque bâtiment, ce qui évite l’installation de fournaises ou de chaudières dans chaque immeuble. Le système fournit de l’alimentation électrique d’urgence et des capacités de chauffage et de refroidissement à l’Hôpital Markham-Stouffville, au Centre communautaire Cornell, au poste de pompiers de Cornell et au secteur environnant à partir d’une génératrice diesel de 5 MW installée sur place. Le centre de production d’énergie fournit de l’énergie à des bâtiments résidentiels, commerciaux et institutionnels totalisant environ 10 millions de pieds carrés et est conçu pour desservir également les immeubles qui constitueront le Centre Cornell et dont la construction est planifiée au cours des 10 prochaines années.
La source principale d’énergie de MDE est le gaz naturel, qui alimente des ensembles de chaudières efficaces produisant de l’eau chaude distribuée à l’aide d’un réseau de tuyaux souterrains. Le système d’énergie produit également de l’eau froide à l’aide de refroidisseurs centrifuges électriques. L’ensemble du système est un exemple d’économie d’échelle. « L’électricité est un sous-produit de nos activités, explique Bruce Ander. La chaleur est notre produit principal. Nous générons de l’électricité afin de produire de la chaleur utilisable dans le réseau de chauffage de la communauté. » Les bâtiments qui sont reliés aux boucles de chauffage et de refroidissement du système d’énergie communautaire ne comportent pas de chaudières ou de refroidisseurs pour la climatisation. Chaque client du système d’énergie de district est plutôt doté de ses propres échangeurs de chaleur qui assurent le transfert direct d’énergie entre l’eau chaude et l’eau froide du système d’énergie et les boucles de chauffage et de climatisation installées dans les locaux du client. Le système produit non seulement de la chaleur et de la vapeur, mais aussi de l’électricité qui est vendue au réseau de distribution électrique de l’Ontario.
Ensemble, les génératrices CG260 produisent une puissance électrique de 7 MW ainsi que 7 MW d’énergie thermique.
Mise en service des génératrices CG260
Afin d’accroître radicalement l’efficacité et de réduire les émissions, MDE a mis en œuvre une stratégie de cogénération dynamique utilisant des génératrices à moteur alternatif et des technologies de récupération de chaleur de pointe. Systèmes de production d’énergie Toromont a fourni à MDE une génératrice CG260-12 pour le centre d’énergie Birchmount, une génératrice CG260-16 pour le centre d’énergie Bur Oak et de l’équipement mécanique et électrique auxiliaire pour les deux sites. Ensemble, les génératrices CG260 produisent une puissance électrique de 7 MW ainsi que 7 MW d’énergie thermique aux systèmes de MDE.
Les génératrices CG260 utilisent des dispositifs de combustion sans particules avec des bougies dans les chambres de combustion afin d’allonger les intervalles d’entretien et d’augmenter le taux d’utilisation de l’énergie. À l’heure actuelle, MDE exploite environ 21 MW de capacité de production d’énergie à moteurs Cat dans trois sites pour fournir à ses clients des services de chauffage et de refroidissement fiables et efficaces.
« Nous exploitons avec succès l’équipement de production d’énergie Cat depuis plus de 10 ans et Toromont a été un excellent partenaire depuis la mise en service de notre projet », déclare M. Ander. En tout, MDE utilise neuf génératrices fournies par Systèmes de production d’énergie Toromont, y compris deux génératrices 3516 qui fournissent de l’énergie électrique d’urgence à l’hôpital de même qu’à certains clients d’affaires importants de Markham. « La disponibilité de génératrices diesel et au gaz sur place est un élément de notre plan de mesures d’urgence, précise Bruce Ander. Il est important pour nous de pouvoir compter sur la fiabilité et la disponibilité en tout temps de ces génératrices. »
“We have successfully operated Cat power generation equipment for over a decade now, and Toromont has been an excellent partner since our project was first commissioned,” Ander says. Altogether, MDE utilizes nine Toromont Power System generator sets, including two 3516 diesel units that provide emergency power to the hospital as well some of Markham’s major business customers. “This is part of our emergency preparedness plan, having onsite power with both diesel and gas, Ander says. “Having those generators reliable and ready to run is important.”
Expertise de Systèmes de production d’énergie Toromont
MDE a mandaté Toromont à titre de fournisseur de solutions clés en main non seulement pour la mise en œuvre de génératrices, mais aussi pour la conception et la mise en service d’un système de cogénération dans le Centre Markham au terme d’un processus d’appel d’offres lancé par le gouvernement pour l’acquisition de nouvelles capacités de production d’énergie. « MDE avait besoin d’un partenaire qui pouvait présenter une soumission et fournir des garanties relatives aux immobilisations et aux frais d’exploitation pour un nouveau système de cogénération, et non seulement proposer des prix pour une génératrice et des composants », explique Bruce Ander. Toromont offrait ces capacités de services clés en main qui constituaient le fondement d’un partenariat de soumission. « Le fait que Toromont puisse apporter des contributions considérables à la conception et à l’ingénierie constitue un avantage très important, ajoute M. Ander. Même si nous pouvons faire notre choix parmi plusieurs moteurs de classe mondiale, la clé pour nous est le soutien et le service que Toromont nous assure à chaque étape, jusqu’à l’usine. »
La fiabilité des pièces et du service, combinée à l’expertise et aux connaissances techniques, a été l’un des facteurs clés de différenciation pour Toromont et Caterpillar.
Livraison de la première génératrice CG260-16 – MDE exploite plus de 21 MW de puissance de génération Cat.
La fiabilité des pièces et du service, combinée à l’expertise et aux connaissances techniques, a été l’un des facteurs clés de différenciation pour Toromont et Caterpillar. Selon Bruce Ander, l’équipe de service de Toromont et sa proximité avec les sites d’exploitation de MDE sont deux des principales raisons pour lesquelles l’entreprise a remporté le contrat pour les génératrices CG260. Les nouvelles génératrices intègrent de l’équipement de récupération de chaleur et de contrôle des émissions conforme aux règlements toujours plus sévères. « Ici à MDE, plusieurs d’entre nous ont travaillé auparavant chez des fournisseurs, précise Bruce Ander. Nous comprenons le rôle du distributeur et du groupe de service, parce que le succès ou l’échec des projets dépend des aspects liés à l’exploitation. Nous comprenons clairement le rôle joué par Toromont et ce que notre fournisseur apporte au partenariat. »
La ville de Markham est reconnue en tant que chef de file canadien des systèmes d’énergie de district avec ses systèmes de production d’énergie de district primés en service dans le Centre Markham et le Centre Cornell. Depuis la création de l’entreprise, Markham District Energy maintient un taux de fiabilité de 99,998 %, ce qui signifie moins de trois heures d’arrêt des systèmes de production d’énergie en plus de 13 ans. « Notre champ d’activité principal est d’abord et avant tout la production d’énergie thermique, répète Bruce Ander, et la fiabilité est notre priorité absolue. Que notre équipement Cat fournisse de l’électricité d’urgence à nos clients, de la puissance électrique au réseau de distribution ou encore de l’énergie thermique pour notre système de chauffage, la fiabilité élevée est l’objectif de MDE et de nos fournisseurs. » Même si MDE n’est pas encore prête à franchir cette étape, l’un de ses plans vise la conversion des systèmes de production à la combustion de biomasse constituée de déchets de bois propres. « Nous avons d’excellents exemples, comme Saint Paul [au Minnesota], de conversion au bois (pour remplacer le gaz naturel et le charbon) afin de chauffer les immeubles du centre de certaines villes, explique Bruce Ander. Dans 10 ans, il est possible que les génératrices Cat au gaz naturel soient combinées à des chaudières alimentées à la biomasse ou au biogaz. Nous ne dépendrons plus uniquement du gaz naturel. »
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