Parfois, deux disques valent mieux qu'un.

Dual Drive Technologies (DDT) a développé un système utilisant un moteur à gaz naturel et un moteur électrique sur un seul arbre couplé à un compresseur alternatif.

La possibilité de basculer instantanément entre les différents groupes électrogènes en moins de 10 minutes, sans interruption de production, permet à l'utilisateur final d'utiliser la source d'énergie la plus adaptée (gaz naturel ou électricité) et d'optimiser ainsi sa rentabilité. Ce concept breveté a évolué pour devenir un outil de gestion des coûts de maintenance, de contrôle des émissions, de gestion de l'énergie et de transformation des dépenses en revenus, selon l'entreprise.

Le premier groupe compresseur a été installé dans l'est du Texas à la fin des années 1990 et a depuis constitué un parc de plus de 400 000 CV, déployé dans de multiples applications : collecte sur le terrain, transport et installations cryogéniques. La plupart de ces compresseurs sont installés par Energy Transfer (ET). ET a compris il y a plusieurs années que la compression à double entraînement représentait l'avenir pour de nombreuses applications, permettant de répondre aux exigences en matière d'émissions sans surcharger le réseau électrique.

Dual Drive Technologies (Dual Drive) propose un système de compression de gaz naturel combinant un moteur à gaz naturel et un moteur électrique . Ces deux moteurs peuvent alimenter le compresseur individuellement.

COMPRESSORtech2 s'est récemment entretenu avec David Coker, vice-président de l'optimisation de la puissance et directeur général de Dual Drive Technologies chez Energy Transfer, au sujet de la technologie et du marché. Voici l'interview, légèrement abrégée et remaniée pour plus de clarté.

David Coker

Q : Comment la technologie Dual Drive a-t-elle vu le jour ?

A : Le fondateur de notre entreprise possède une excellente connaissance des marchés de l'électricité et du gaz. Grâce à sa compréhension de ces marchés et des problématiques d'émissions auxquelles notre secteur était confronté, il a perçu un besoin, une opportunité, de proposer une technologie permettant de respecter les normes d'émissions tout en créant de la valeur grâce à l'arbitrage énergétique. La création de la compression à double entraînement a permis de concrétiser cette opportunité. Il s'agissait de la première technologie de compression réduisant les émissions tout en étant optimisée pour la production de gaz naturel et d'électricité. Ainsi, bien qu'elle contribue à atteindre les objectifs de réduction des émissions, elle constitue avant tout un outil d'optimisation. En 2009, nous avons officiellement intégré Energy Transfer.

Q : Était-ce difficile à vendre sur le marché ? Personne ne veut être le premier , personne ne veut avoir le produit numéro 001 dans sa station de compression.

A : Eh bien, c'était une vente très difficile, l'une des choses les plus compliquées auxquelles j'aie jamais participé. Cela dit, quand j'ai rejoint DDT, l'entreprise était déjà en activité depuis plusieurs années, et le plus dur était derrière nous. Au début, lorsqu'on lance une entreprise comme celle-ci, avec une technologie totalement nouvelle, et qu'on traverse toutes ces phases de création et de lancement, c'est vraiment pénible. Comprendre l'optimisation inter-produits et la gestion de l'énergie est complexe pour beaucoup ; pour expliquer la gestion de l'énergie, il faut vraiment maîtriser le jargon. DDT a donc connu les difficultés de croissance liées à un nouvel équipement mécanique qu'il fallait apprendre à utiliser et à entretenir, tout en opérant sur un marché qui ne connaissait absolument rien au produit ; une situation loin d'être enviable . Mais 2009 a été l'année où DDT a rejoint Energy Transfer Partnership et a vraiment commencé à opérer des transformations majeures. Le système de conception initial était complètement différent : un compresseur était placé au centre, tandis qu'un moteur thermique et un moteur électrique se trouvaient aux extrémités opposées. Fin 2009 ou début 2010, nous nous sommes rendus chez Ariel Compressors à Mount Vernon, dans l'Ohio, afin de concevoir un compresseur à arbre traversant permettant d'intégrer un compresseur Ariel au centre. Cependant, avant notre départ, nous avions opté pour une nouvelle solution : placer l'équipement nécessitant le moins d'entretien, le moteur électrique, au centre. Cette idée paraît aujourd'hui évidente, mais à l'époque, de nombreux efforts avaient été déployés pour que la conception initiale fonctionne, et elle fonctionnait . En plaçant le moteur électrique au centre, il était possible d'utiliser un compresseur standard – un compresseur Ariel –, ce qui nous a permis de modifier notre configuration pour une solution Cat-Ariel. Nous avons donc notre configuration actuelle : un moteur thermique à une extrémité, un moteur électrique au centre et un compresseur Ariel à l'autre. Ce fut une évolution majeure pour familiariser les professionnels du secteur, et notamment les ingénieurs de projet, avec les compresseurs à entraînement direct. Vous avez parfaitement résumé la situation en demandant si la vente était difficile… Si vous êtes chef de projet et que vous installez un compresseur à moteur essence Caterpillar classique qui ne fonctionne pas, vous avez fait de votre mieux et c'est aux équipes de mise en service de le faire fonctionner. En revanche, si vous décidez de passer à un compresseur à double entraînement et que celui-ci ne fonctionne toujours pas, vous risquez de devoir chercher un autre emploi. Il nous fallait donc absolument convaincre en faisant la preuve de notre technologie , et nous avons fait d'énormes progrès en ce sens, ce qui nous a permis de gagner en popularité. L'un des points essentiels à comprendre pour vendre un compresseur à double entraînement est de bien connaître le marché et ses applications, car il ne convient pas à tous les environnements. Mais lorsque les clients constatent son efficacité, sa fiabilité exceptionnelle (et nous l'avons prouvé), ils commencent à être plus réceptifs.

Q : Quels sont les intérêts des opérateurs dans ce système ?

A : Au départ, l'objectif principal sera la réduction des émissions. Dans le secteur gazier, l'une des solutions les plus simples consiste à installer un compresseur de gaz naturel, car c'est une technologie éprouvée et largement utilisée. Cependant, dans le contexte actuel, cette technologie pose un problème majeur : la gestion des émissions et les autorisations qui en découlent. Une solution permettant de réduire les émissions sans dépendre exclusivement d'un moteur électrique, en offrant la possibilité d'utiliser un moteur à gaz de secours, serait donc précieuse. Par ailleurs, la gestion de l'énergie est souvent négligée, et pourtant, elle représente un avantage non négligeable. Dans les environnements appropriés, le compresseur Dual Drive est le seul à être rentable grâce à d'autres avantages que le débit : la gestion de l'énergie. Bien que nous pratiquions cette technologie depuis longtemps, elle reste perçue comme nouvelle par beaucoup, et nous devons changer cette perception.

Q : Parlez-nous des applications. Où est-il le plus adapté ?

A : Actuellement, tous les compresseurs à entraînement direct (DD) en service se trouvent au Texas. Ils sont présents à la fois sur le marché déréglementé de l'électricité ERCOT et sur les marchés coopératifs. Certains marchés coopératifs sont particulièrement adaptés au remplacement des compresseurs à entraînement électrique classique. Les gains en matière de gestion de l'énergie dans ces zones peuvent être obtenus avec un temps de fonctionnement minimal des moteurs à gaz, potentiellement aussi court que 150 heures sur le marché déréglementé ERCOT. Il est toutefois nécessaire d'identifier les opportunités d'arbitrage entre le gaz naturel et l'électricité, ainsi que de participer au marché des services auxiliaires d'ERCOT. Sur les marchés coopératifs réglementés comme sur le marché déréglementé ERCOT, il est possible d'éviter les frais de demande 4CP en basant sur le gaz pendant les pics de consommation estivaux. Quant aux applications, le compresseur à entraînement direct est parfaitement adapté à la compression pour la collecte, le traitement et le transport de l'électricité.

Q : Vous devez donc travailler en étroite collaboration avec les opérateurs pour déterminer si vous représentez la solution adaptée à leurs besoins.

R : Oui. Chaque jour, nous tenons une réunion interne à 8h30 pour définir notre stratégie de gestion du marché du jour même et du lendemain. Une fois ces décisions prises, des courriels sont envoyés à tous les sites Dual Drive, contenant les instructions d'exploitation pour la journée et le plan prévu pour le lendemain. Notre objectif n'est pas simplement de vendre un compresseur et de laisser le client se débrouiller avec le marché. Nous souhaitons que le client réussisse avec Dual Drive ; nos instructions de gestion de l'énergie sont donc là pour l'y aider. Cet été, ERCOT a enregistré des pics de consommation extrêmement élevés, dépassant les 85 000 MW, un niveau qui semblait impossible il y a encore quelques années. Grâce à notre programme de gestion de l'énergie, nous avons tenu les utilisateurs informés des journées à 4 points de charge prévues, ainsi que des journées de forte tension susceptibles d'entraîner une flambée des prix en temps réel sur ERCOT. Ces jours-là, nous envoyons des courriels aux opérateurs leur demandant de passer au moteur à gaz entre midi et 20h. La plage horaire peut varier selon le jour. Il appartient ensuite à l'opérateur de décider d'effectuer le transfert.

Q : Il semblerait que l’objectif de Dual Drive soit d’optimiser son fonctionnement, que ce soit au moteur thermique ou à l’électricité. Et il sera toujours disponible, quoi qu’il arrive.

A : Il ne faut pas donner l'impression erronée qu'un moteur à gaz fonctionnera toujours en cas de panne de courant. Pour la plupart des applications, un groupe électrogène de secours suffisamment puissant est nécessaire pour alimenter les commandes du moteur à gaz. Un excellent exemple est la tempête hivernale Uri. Chaque centrale qui a pu continuer à fonctionner grâce à l'alimentation électrique a pu fournir suffisamment de gaz pour faire fonctionner le compresseur à double entraînement (DD). Pendant Uri, les compresseurs DD ont été basculés sur le moteur à gaz. Lorsque le réseau est en situation de crise et que le prix de l'électricité atteint son maximum (9 000 $/MW pendant Uri), le passage d'un compresseur DD de 5 000 CV du moteur thermique au moteur à gaz représente une perte de 3,73 MW pour le réseau. Dans une situation comme celle d'Uri, 3,73 MW ont un impact considérable, tant sur le plan financier que sur celui de la sécurité du réseau. Multiplié par un grand nombre de compresseurs de 5 000 CV, l'impact sur le réseau pourrait être significatif.

Q : Quelle est la rapidité du changement ?

A : En raison des exigences d'ERCOT pour participer à ses programmes de réponse à la demande, nos unités de distribution dynamique (DD) passent d'un moteur thermique à un moteur électrique en moins de 10 minutes, la plupart étant programmées pour le faire en seulement 7 minutes. Avec le programme de gestion de la charge d'ERCOT, le délai de conformité est de seulement 10 minutes. Ainsi, les unités reçoivent un signal et passent automatiquement en mode de transition lors du déploiement de ressources de charge par ERCOT. Dans ces situations, toute intervention humaine est indispensable : la DD entame automatiquement la transition dès qu'ERCOT déploie des ressources de charge. Le passage d'un moteur thermique à un moteur électrique est quasi instantané.

Q : Et en dehors du Texas ? Prévoyez-vous de vous implanter dans d'autres régions, de jouer dans d'autres pièces ?

A : Deux de nos unités viennent de passer un test en atelier et sont en cours d'installation sur une ligne de transport d'électricité pour un tiers, dans le nord du pays. Afin de toucher un plus grand nombre de clients, nous avons mis au point deux types de contrats pour les clients intéressés par la compression DD : un contrat de gestion de l'énergie et un contrat de licence. Le client peut ainsi acquérir une licence et gérer lui-même l'installation. Avec un contrat de licence, il peut installer l'unité où il le souhaite et l'exploiter à sa guise. S'il le désire, le titulaire de la licence peut confier la gestion de l'énergie à DD, ou bien s'en charger lui-même.

Q : Donc, la philosophie reste la même sur cet autre marché ?

A : Partout où un groupe électrogène est installé, il doit pouvoir basculer d'une source d'énergie à l'autre. Cet avantage peut se traduire par des gains financiers ou par la possibilité de disposer d'un moteur à gaz pour prendre le relais sur un réseau électrique instable. Avec le développement continu des énergies renouvelables, le besoin de capacités de délestage se fera de plus en plus sentir, pour des raisons à la fois financières et de fiabilité. Suite à la catastrophe d'Uri, ERCOT a adopté la réglementation NPRR 1087. Initialement, cette réglementation interdisait à toute infrastructure critique de gaz naturel de participer au marché des services auxiliaires d'ERCOT. Cette réglementation a été adoptée pour la raison évidente que les infrastructures critiques doivent continuer à fonctionner en cas de catastrophe comme celle d'Uri. Cependant, ERCOT a besoin que davantage d'acteurs participent aux marchés des services auxiliaires afin de pouvoir délester la charge lors de tels incidents. Nous avons pu rencontrer les auteurs de cette réglementation et leur démontrer notre système de conversion de l'électricité au gaz , sans incidence sur le débit. La version finale du NPRR 1087 interdit aux infrastructures critiques de gaz naturel de participer aux marchés des services auxiliaires d'ERCOT, sauf si elles disposent d'une production d'appoint à 100 % ou d'une autre technologie transférable sans incidence sur le débit. À ma connaissance, la double alimentation (DD) répond à ce besoin.

Q : Observez-vous une croissance similaire dans des régions en dehors du Texas ?

R : Absolument. La zone située précédemment en dehors du Texas est un pipeline de transport d'électricité, et nous sommes soumis à des réglementations supplémentaires, comme la règle du bon voisinage, qui rendent les affaires sur notre marché de plus en plus difficiles. Ces réglementations obligent les entreprises à remplacer leurs anciens compresseurs à fortes émissions par des technologies plus récentes. Sans l'option de compression Dual Drive, la meilleure alternative est la compression électrique pure, mais cette solution n'est pas idéale compte tenu de la situation du réseau électrique national et du risque de dépendance au marché de l'électricité. Dual Drive Technologies commercialise uniquement des compresseurs DD, mais il est possible d'en louer auprès de USA Compression. Dual Drive offre le meilleur des deux mondes : réduction des émissions et réduction des coûts grâce à une meilleure gestion de l'énergie.