Récupération des eaux usées pour produire de l’énergie électrique

Le centre de production d’énergie Shepard d’ENMAX est une centrale électrique de 860 MW à cycle combiné alimentée au gaz naturel, sise dans l’est de Calgary. La centrale Shepard a été construite dans le but d’assurer à très long terme une source d’électricité fiable aux Albertains, tout en s’engageant à réduire les émissions et à utiliser les ressources de manière responsable.

La centrale Shepard est conçue pour utiliser les eaux usées récupérées par l’usine de traitement des eaux usées Bonnybrook de la Ville de Calgary pour tous ses besoins de production d’électricité — une première en Alberta. Cette fonctionnalité réduit la consommation annuelle d’eau douce de presque 6 millions de m3 soutirés de la rivière Bow. L’eau entrante est utilisée en grande partie dans les tours de refroidissement, alors que le reliquat est purifié dans l’usine de traitement des eaux sur site pour être utilisé comme appoint d’eau pour la chaudière.

L’utilisation d’eau récupérée présente un grand nombre de problèmes. Du point de vue chimique, l’eau récupérée est beaucoup plus variable que l’eau douce et contient une grande proportion de composés inorganiques et organiques. Certaines de ces substances peuvent endommager le matériel. Ainsi, la dureté de l’eau peut créer une accumulation des impuretés de l’eau sur la machinerie, de la même manière qu’une bouilloire s’entartre. D’autres substances doivent être limitées dans les intervalles stricts de concentration limite pour des raisons de santé publique et de respect de l’environnement. Pour certaines substances, on a pu observer que la chimie particulière de l’eau pouvait même influer sur les méthodes d’analyses, et de nouvelles méthodes de préservation des prélèvements ont dû être mises au point.

En général, pour les centrales hydroélectriques, la qualité baisse avec l’utilisation. C’est particulièrement vrai dans le circuit de la tour de refroidissement où chaque cycle augmente la teneur de l’eau en substances dissoutes. Après trois ans de méticuleuses recherches, observations et analyses de laboratoire, l’équipe de la centrale de Shepard a été en mesure de circonscrire l’efficacité de fonctionnement optimale des tours de refroidissement tout en maintenant tous les paramètres chimiques de la tour de refroidissement dans les limites de teneur spécifiées. Cet équilibre parfait a réduit le volume annuel des eaux usées de 25 à 30 % — économisant presque 500 millions de litres par année et réduisant les coûts de plus de 1,5 million $. Maintenant dans la troisième année de l’initiative d’optimisation, le procédé s’est constamment amélioré. Au troisième trimestre de 2020, la centrale Shepard a déjà réalisé des économies de 1,7 million de dollars tout en augmentant la production d’électricité en mégawatt.

As freshwater resources become increasingly scarce in our world, industrial users will need to turn to reclaimed water to meet their process requirements. The research work that Shepard is conducting towards better understanding and using reclaimed water is thus not only important today but will become increasingly important for future generations.

À mesure que les ressources en eau douce s’épuisent dans le monde, les usagers industriels devront recourir à de l’eau récupérée pour satisfaire les exigences de leurs procédés. Les travaux de recherche menés dans la centrale de Shepard augmentent les connaissances en ce domaine, car il n’est pas seulement important de recourir maintenant à la récupération d’eau, c’est aussi essentiel pour les générations futures.