Joint UNDP/World Bank Energy Sector Management Assistance Program Activity Completion Report No. 069A/87 Country: COTE D ' IVOIRE Activîy: IMPROVE BIOMSS UTXLIZATION PILOT PROJECTS USING AGRO-INDUSTRIAL RESIDUES FOR THE ENERGY SECTOR APRIL 1987 Report of the Joint UNDP/'bMtd Bank Energy Sector Maragement Asistance Proram This document has a restrîcted distribution. Its contents may not be disclosed without .»^. .- ;n- - FZ ---m-n tho- If- IP ». r% r th- rir- lAP-I n £MERGY SECTOR NANAGEMENT ASSISTANCŒ PROGRAM The Joint UNDP/World Bank Energy Sector Management Assistance Program (ESMAP), started in April 1983, assists countries in implementing the main investment and policy recommendations of the Energy Sector Assessment Reports produced under another Joint UNDP/World Bank Program. ESMAP provides staff and consultant assistance in formulating and justifying priority pre-investment and investment projecte and in providing management, institutional and policy support. The reports produced under this Program provide governments, donors and potential investors with the information needed to speed up project preparation and implementation. ESMAP activities can be classified broadly into three groups: - Energy Assessment Status Reports: these evaluate achieve- ments in the year following issuance of the -original assessment report and point out where urgent action ls still needed; - Project Formulation and Justification: vork designed to accelerate the prepatation and implementation of investment projects; and - Institutional and Policy Support: this work also frequertly leade to the identification of technicai assistance packages. The Program aims to supplement, advance and strengthen the impact of bilateral and multilateral resources already available for technical assistance in the energy sector. Funding of the Program The Program is a major international effort and, while the core finance has been provided by the UNDP and the World Bank, important financial contributions to the Program have also been made by a number of bilateral agencies. Countries which have now made or pledged initial contributions to the programs through the UNDP Energy Account, or through other cost-sharing arrangements with UNDP, are the Netherlands, Sweden, Australia, Switzerland, Finland, United Kingdom, Denmark, Norway, and New Zealand. Further Information For further informattin on the Program or to obtain copies of conmpleted ESMAP reports, which are listed at the end of this document, please contact: Division for Global and OR Household Energy Division Interregional Projects Energy Department United Nations Development World Bank Program 1818 H Street, N.W. One Urited Nations Plaza Washington, D.C. 20433 New York, N.Y. 10017 cmT D'IVOIU DNF~ND BIAlB8 UTILIUWTIOs PIlT PIIOTS usIIIc AGWIUDusDL IuSIDu UUIL 1987 * UTS U- ABMYIATIE Energy Values 1 TOC * 42.74 6J 1 XJ * 948 8tu - 239 kcal * 0.278 kWh LHV Pell CII mcwb (mi/kg) apty bunche 60 5.0 20 13.7 f Iers 40 11.0 palmut sh lls 1S 14.8 debrls 15 14.8 Samill Sm&#t & chips 37 10.6 sol Id moldue 37 10.6 Cof f hume 10.3 16.6 Rico hueke 6.0-11.0 12.5-16.0 KICRAN RATES (NOVENER 1985) The exchange rates used are: 1 US$ * 390 FCFA * 7.80 FF n 2.54 DM * 2.86 Dfl * 9.40 DKK All five right-band aide currencies are directly or indirectly tied to tue European Monetary System (MWO) arrangement. Therefore, with the exception of officially arranged exchange rates adjustments, these currencies ohov fairly stable e«çhange rates betveen one another. ovoever, collectively they may depreciate or appreciate substantially vis-a-vis the U.S. dollar. Throughout the report importa paid in other currencies do not play any significant role in the cost calculations. DDO distillate diesel fuel EECI Energie Electrique C8te d'Ivoire I2T Societe Ivoirienne de Technologie Tropicale 11O Institut de Recherche des Huiles et des Oléagineux HHV high heating value LBV low heating value mcwb moisture content on wet basis SIR Societe Ivoirienne de Raffinage UITS bar bar oc degree Celcius Dfl Dutch guilder DM Cerman mark Dkk Danish kroner VCFA Central African franc rF French franc ci gigajoules (10' joules) gwh gigawatthour (10 k-wh) ha hectare hr hour Hi herz kg iilogram LT kilojoule kW kilowatt kWh kilovatthour 1 liter m meter Mw megavatt rpm rounds per minute t metric ton TFB metric ton fresh fruit bunch TOE tuine of oil equivalent US$ Uzited States dollar V v,lt yr year TBLE 0p cDUtSZ ape I. INTRODUCTION AND SUMMARY.................................. 1 Mission Objectives........ ....... . ........ .......* The Energy Sectov.................. ................ 1 Potential Rale of Agro-Industrial Residues............ 2 Palm Oil Factory Resiues........4................ . 4 Sawmill Residues ....... ...... *,e,... . 5 Coffee Mill Iesidues .................................. 5 Rice Mill Resitues................, 6 Ranking of Residue Utilsation........................ 7 Investment Costs of Pilot Projects e.................... 8 Implementation Issues .................. 4 9 Reconun.ndations ................................................. il Il. PALM O!L PROCESSIUC FACILITIES ............................ 12 Summary and Conclusions ...... 12 The Palm Oil Ilaustry ................................... 14 Production .evel.................. 14 Residue Availability ........ ......... , 15 Palm Oil Industry Energy Consumption .................. 16 Potential Residue Use .... ... .* 19 Case Studys Ehania Palm Oil Processing Facility ........ 21 Production Level ................................ e.... 21 Residue Supply .......... . . .. . 22 Residue Us ....... ^22 Energy Consumption . ............... 23 Alternative Energy Supply8cenarios................... 23 Financial Comparison ...................... 24 Financial Appraisal ....... 25 Conclusion .... ................................................. 29 Ii. WOOD PROCESSING PLANTS .................................... 31 Sumary and Conclusions.............. 31 The Forestry Sector ......................................... 32 The Ivorian Wood Industry............................. 32 Residue Availability ............. .33 Wood Industry Energy Consumption...................... 33 Potential for Energy Self-Sufficiency ................. 35 Case Studys Vavoua Semi-Integrated Wood Processing Facility ................ O 35 Resitue Supply ................................ 35 Energy Demand......................................... 36 Financial Cmaio ........................ 37 Senuitivity Analysis .............. 4444444444444444 *.. 39 Economic Analysis ...... ......44. 40 Case Study: Sinfra Sauuill........................ .. 40 Residue 8upply ........................ 40 Financial Compadison of Alternative Syste . . 43 Sensitivity Analysi s 46 !conomic Analysis 46 COUCI5oDc.use.eg...eeee..eg........ee.ee.eeeeeeegeeee 47 IV. 0OFFEE DECORTICATIVW FACIOl.U 49 The Ivorian Coffee tndustkye....... .. ...eee 49 Introduction.. c.e.e. eeeeeeege g ce.. g. ce. Cgeece...... 49 Production Leyel.... ....... ..... 49 Residue Availability................. 49 Energy Consumption and upply...................... 49 Potential for Energy Sel£-Sufficiency ........ ....... 51 Current and Potential Residue Use................e.... 52 TechnoIogies eeecee.....cceeec.e. ..... ,e.. S2 Industricl Combustion for Process Hest and (Steam) Pover Generation 53 nasification. e.e...ge..e.g...g.e gc... e ecc S3 Case Studys Aboisso Coffe« Processing fscltyoeeee.e 55 Production Level ............ , 55 Residue Supply and Use... ......................... 56 Energy Generation Capacity............................ 36 !uergy Consumption................................ 51 Aternative Coffee Busk Processing Scenarios......... 57 Financial Comparison ...ee.......... 37 Financial Apprrsal....... 58 Economic Analysis. eeegc. e e ............... c...... 60 Conclusion. ... e.ee.... e.ecee....e....e..e.cc......... 61 V*. RICE NILLS..... .. . ....c 64 Sumary and Conclusions 64 Large Industrial 14111,....e.c.e.e.....ggce.... 64 Medium-Sine Industrial Mi lls .... ......cgce . 65 Small Village le l e. 65 The Rice Milling I sr e e e e . 65 Production Level and Industrial Structure.............. 66 Residue Availability... 68 Rice Mill Energy Consumption ... .. ..... .e. 69 Potential for E,ergy Self W£ i Âci e.ce 70 Rice ilusk-Baset £nngy ôpt n^"La Ivorian Riemillse. 70 Utilisation of Rice Husk A5hes ...gi. ........eee 71 Large Scale Industrial eice mclls 72 Technical O ptionsi on..... 72 Financial Comparison ...... .. .. ...... - 74 Financial Appraisal 76 Economic Annlyui. 77 Conclusion, e cgec cee. ee.ecc.e...e.e.... e es Medius-Scale Induitrial Millge.... 78 Technical Options.. e 78 Financial Comparison. e e ce...... e cec..e.ee. e ec O, a 80 Ceoncc nlusion.... .......... . ........ .....*.*O * **, 83 C o n c l u s i o n O ~~~~~~~~~84 Village-Scale Rice Mo il l 84 Technical Options........................ 84 Financial CoaF a r i s o n 84 Economic Ana .. .. . 87 Cone e ee, ....... se..... 88 TABE l, S8umary of Energy Potential from leuldues................. 3 1.2 Sumary of Cash FlouAnlyss........................... rS 8 1.3 Budget for Demonstration Facilities........................ 8 1.4 Implementation 8chedule for the Realization of Biomass Energy Generation Systeas in the Ivorian Palm 011 Processing st . . . . r. 10 2.1 Location, Processing Capacity and Processing Level Palm-Industrie Extraction Factories; 1980/81 - 1984/85 .................................... 14 2.2 Quantities and Moisture Contents of Palm 0il Residues..... 15 2.3 Residue Ceneration by Palmindustrie Palm Oil Factoriesa... 1S 2.4 fonthly Mhares in the Annual Processing Level by Palmindustrie Oil Palm Extraction Factory (Campaign Yoar 1 948)1 2.5 Average Energy Consumption Figures for Palmindustrie F a c t o r i e s ~~~~~~~~~~~~18 2.6 Louer Beating Values and Specific Energy Content of Different Palm Oil Processing Residues 19 2.7 Firm Annual Residue Production Level and Residue Enetgy Content at Ehania Palm Oil Factory tory646........ 22 2.8 Standard Parameter Values of DifferentîPover CeneratÎng Scenarios for fiania Palm Oil Processing Fali l i t y 24 2.9 Comparative Financial Analysis of Different Power Production Scenarios for Ehania Palm Oil Processing Facilitr U$00yr).........#..... 26 2.10 Sensitivity Analysis of Energy Systema at Ehania Palm Oil Processing Facility............................ 28 2.11 Economic Analysis of Pover Production Scenarios for Ehanit Palm Oil Processing Plant (1000 US$/Year)........ 30 3.1 Production and Consumption for Select Sawmills............ 34 3.2 Standard Parameter Values of Existing and Proposed Energy Plant at Vavoua Integrated Wood Processing Faciliyi.. 37 3.3 Comparative Financial Analysis of kxisting and Proposed Energy Plant at the Vavoua Semi-Integrated Wood Processing Facility (UW$I. r ) 38 3.4 Sensitivity of the Comparative Financial Analysis of the Existing and Proposed Energy 8ystem at Vavoua vith Respect to some Major Contingencies......... 39 3.5 Comparative Economic Analysis of Existing and Proposed Energy Plant at Vavoua Semi-Integrated Wood Processing Facility . ..... ... 40 3.6 Standard Parameter Values of Existing and Alternative Ehergy Plant at the Sinfra Sawm. . . 43 3.7 Comparative Financial Analysis of Difforent Energy Supply Plants for Sinfra awmill....................... 45 3.8 8ensitivity of Results of the Comparative Financial Analysis of Alternative Energy Systemu to the Existing Diesel Plant at Sinfra Sav&ill with Respect to Two Major Contingencies.............................. 46 3.9 Comparative Economic Analysis of Existing and Proposed Energy Plant at Sinfra Sawmill................. 48 4.1 Locetion, Processing Capacity, Processing Level and Residue Production of Ivorian Coffee Decortication Plants; 1984/85............ 50 4.2 Amount of Processed Coffee Cherries and Elentricity Supplied by ££CI to Aboisso Coffee Decortication Plant during the 1984185 Capp a i g n 56 4.3 Comparative Financial Analysis of Various Husk Processing and Energy Scenarios for Aboisso Coffee Decortication Plant ............. * .. ............. 59 4.4 Sensitivity Analysis of Financial Performance Aboisso Coffee Decortication 60 4.5 Economic Analysis of Husk Processing and Energy Scenarios at Aboisso Coffee Decortication............... 62 4.6 Financial Analysis of Husk Processing and Energy Scenarios at Aboisso Coffee Decortication Plant......... 63 5.1 Installed Industrial Ricemilling Capacity (1983) and Processed Paddy amounts (1980/81-1983/84) of Ivorian Rice Mls67 5.2 Rice Husk Characteristics................... ..... ...... 68 5.3 Rice Mill Power equirements. ........................ 69 5.4 Proven Commercial Opportunities for Rice Rusk Ash/Char Utilization........... *0eSee~e~................ ......... 72 5.5 Standard Parameter Values of a Typical Large-Scale Industrial Rice Mill in Cote d 75 5.6 Characteristics of Two Different Scenarios for Rice Husk-Based Pover Generation (Fluidized Bed Gasifier/Combustion/Steam Turbine System) at Ivorian Industrial Rice Mill 8ie75 5.7 Comparative Financial Analysis of Different Pover Production Scenarios for Industrial Ivorian Rice Mill... 76 5.8 Sensitivity Analysis of the Financial Performance of Systems A and B Against the Existing System for a Large Scale Industrial Rice Mill in Cote d'Ivoirer.e.... 77 5.9 Economic Analysis of Existing and Proposed Industrial Rice ..... ....... * ......... 79 5.10 Assumed Standard Parameter Values of a Medium Scale Industrial Rice Mill in Cote d'Ivoire ................... 80 5.11 Characteristics of a Scenario for Power Generation........ 81 5.12 Comparative Financial Analysis of Pover Supply Options for Medium Scale Ivorian Rice Mil...................... 82 5.13 Sensitivity Analysis of Financial Performance of Gasifier 'lant vs. Power Procured from EECI Crid for a Medium-Scale Rice Mill in Cote d'Ivoire ................. 83 5.14 Economic Analysis of Power Supply Options for Medium-Scale Rice .............................. ....... 83 5.15 Assumed Standard Parameter Values for Small Size Village Rice Mill in Cote d'Ivoire...................... 84 5.16 Characteristico of Diesel and Rice Husk-Fueled Locomobile Pover Plant for Village Scale Rice Mill in Cote .................... .OeOOO*OOoOoO 85 5.17 Comparative Financial Analysis of Different Pover Production Plants for Village Type Rice Mill in Cote d'tvoire........................................... 86 5.18 Sensitihity Analysis of Financial Performance of Locomobile Plant with Respect to Diesel Plant for a Village Scale Rice Mill in Cote d'Ivoire.............. 87 5.19 Economic Analysis of Poyer Supply Options for Village Rice Mils s .................................... 87 1. List of Persons/Places Visited............................... 89 2. Financial and Economic Assunptions........................... 94 3. Palm Oil Pilot Project: Technical Specifications............. 98 4. Palm Oil Pilot Project: Costing and Cash Flows............... 109 5. Wood Processing Pilot Project: Technical Specifications...... 116 6. Wood Processing Pilot Project: Costing and Cash Flovs ........ 125 7. Coffee Pilot Project: Technical Specifications............... 131 8. Coffee Pilot Project: Costing and Cash Flows................. 137 9. Bibliography ................................... 140 IBRD 20135 - Production and Availability of Select Agro-Industrial Residues VOLUME II - TECUICAL AUNEIES 1. Chemical and Densification Tests on Coffee and Palm Oil lesidues ....... ..................... 7 2. Tests on Effects of Outdoor Storage on the Energy Value of Coffees ............... ........................... 71 3. Fertilizer from Palm Oil Residues............................. 79 4. Pale 011O ilnes au Industrial Fuel in Abidja............... 84 S. Palm 011 Pilot Projects Squipuent 9anufactuers .............. 95 6. Teste on Gasification of Coffee Reaidues..................... 99 7. Rlie Humk Utilisations Specifications aad Iravestasats. e eeg...... e......e.e e..... ** ,* ,.. ......*....... 112 8. Coffee iuks as Industriel Fuel in Aba. . . n 133 I. Dll01 AU waT Mission ObJectives 1.1 The energy potential of '-ro-industrial reoidues vas initially identified in the C8te d'Ivoire Energy Assessment. l/ This report, prep*red under the auspices of the joint UNDP/Vorld Dank Energy Sector Mkaagement Assistance Program (iSsAP), io based on a mission to Côte d#lvoire in October/November 1985 and a residue test program which vas coocluded in September 1986 2/, as vell as a final review vith the Goveroment and relevant agro-intustries in Vebruary 1981. The Inerge Sector 1.2 Current energy consumption in the Côte d'Ivoire is based on three supply sources: hydroelectricity, petroleum products and biomass resources. These supply sources accounted for 172, 34X and 48a of the net domfetic energy consumption in 1982. All facilities for commercial power generation are snaget by IECI, vhich produces 95S of the electricity consumde in the C8te d'Ivoire, mainly using hydroelectric facilities. About 75Z of domestic demand (750,000 TOR in 1983) for petroleum products is met by domastic crude refined at the SIR refinery; the remaining quarter is accounted for by imported crude sad refined productu. Vuelvood lu the primary energy source in the country, accounting for at least 85 (1.2 million TOI) of the basic household energy consumption. Comercial energy consumption grev at an estimated rate of 8X annually from 1972 to 1982, slightly outpacing CDP grovth. Total energy consumption more than doubled during the u _ ten year period, increasing from 1.0 million TOE to 2.5 million TOI. 1/ Ivou Cost: Issues and Options in the Inergy Sector Joint U»DPlWorld Bank Energy Assessment Program (Report No. 5250-IVC), April 1985. 2/ This report is based on the findings of a mission vhich visited Côte d'Ivoire from October 28 to November 12, 1985, and field-testing through September 1986. The mission mebers vera Messrs. 'illem Floor (Mission leader, World Sank), Josef Leitmann (Project analyst, Vorld Sank), Hubert 8tassen (Inergy conversion, Consultant), Jacob Jansen (Economist, Consultant), Jens Moller (Biomas densification, Consultant) and Jacob Broersama (Agronomist, Consultant). Laboratory testing was conducted by Station de Technologie Forestière (Belgium) and Laboratoire des Ditiments et Travaux Publics (Côte d'Ivoire). The report vas prepared by Messrs. Stassen and Leitmann vith secretarial support by Ms. Hélène Ah-Kine. -2- Potential Role of Agro-Industrial Residues 1.3 Available agricultural residues can economically supply upwards of 151 Wh (236,000 TOB), or almost 10%, of Côte d'Ivoire's annual energy consumption. Since most residue end-uses vould substitute for petroleum- based pover and heat, domestie residues could replace a significant portion of fuel imports. Other than bagasse, the most significant agricultural sesidues are from wood processing plants, palm oil factories, coffee mills and rice mills. Bagasse is not assessed in this report due to the uncertain future of C8te d'Ivoire's sugar industry at the time of the mission. Basic information on the sources, quantities and end-use costs of the residues is presented in Table 1.1. The mission foéused on assessing the technical, financial and economic feasibility of utilising sawmill, oil palm, coffee and rice mill residuea. For each residue, the folloving tasks vere undertakens (a) assessment of available supply; (b) determination of agro-industrial energy requirements; (c) technical, financial and economic analyses of utilisation technologies; (d) selection of optimal end-uses and technologies; and (e) design of commercial-scale pilot projects to demonstrate utilisation systems to the agro-industries. Finally, the mission vas responsible for preparing a costed plan of action for the implementation of its recommendations. Table 1.1: SUIMARY OF ENERY POTENTIAL F1RM RESIXUES Theoretical Total Resîdue Sultable Estioated Utilization Useful Cost por Residue Crop Size mille Avallability Mille Avallabllity Technology IIIh kWh Palm 011 654,000 15 359,100 q/ 12 161,000 additional 68,780 0.034 steam power Wood: seml-Integrated 574,O0 m3b/ 9 323,000 m3 7 300,000 m3 stem bolieor 11,110 c/ 0.064 generator s$ami îs 1,226,000 mib 68 690,000 3 43 588,000 3 steam turbine 16,040 0.203 system sub-total 1,800,000 m3b 77 1,013,000.4/ 50 88,000m3 - 27,210 0.146 e/ Coffee 608,000 f/ 16 273,400 16 218,700 steam turblne/ 50,250 9/ 0.054 underfeed f urnsce Rl ce: large 48,000 7 9,600 5 9,600 flutdized bed 3,744 0.222 combustion medium 2,600 5 520 3 520 fixed bed gasIfIer 91 0,219 smli 230,000 153 h/ 46,000 153 h/ 46,000 locoemobile 6,900 0.386 steum plont sub-total 280,600 il 165 56,120 163 56,120 - 10,735 0.327 d/ a/ 1984/85 season for PALUINDUSTRIE. b 1985 esticato. ci Plus 166,000* tons of process stea/y.or. dl 867,000.O of solid resîdues + 196,000 3 of sawdust and chips. !/ We ghted average. f/ Coffea cherries In averago year (1981). g/ Plus 23,970 OWh for coffae plant use costing 14.4 t/kWh. hJ Estlmated. i/ 1903/84 season. -4 - Palm Oil Factory Residues 1.4 Most of the palm oil extraction factories in Côte d'Ivoire are owned by the state company PAlMINDUSTRIE which has 12 factories of slmilar design with a combined cruahing capacity of 420 tons of fresh fruit bunches (TFB) per hour. Three smaller plants (one private and two research) have a combined capacity of 32 TFB per hour. During the 1984- 85 season, PALMINDUSTRIE processed 653,530 TF8 and produced four types of residuest empty bunches, fiber, palmnut shells and debris totalling 412,000 tons. Output bas been slowly declining since the 1980181 peak season. Vith a recently initiated planting progra., the mission has conbervatively estimated firm residue availability as followss empty bunches 161,000 tons fiber 136,500 palmnut shells 37,000 debris 15,500 This is equivalent to 72,000 TOR annually. If the replanting program i8 szccessful sad mills currently planned are built then this figure should incresse. 1.5 Fiber and shells are currently used by the processing facilities to meet their steam and electricity requirements during plant operation. Three scenarios were investigated for utilising surplus residues (including dried palm bunches) to produce additional energy: Scenario Bi power provision to the vorkers' village and the factory during plant off-hours; Scenario Cs power production vith existing equipment and sale of surplus electricity to the EECI grids and Scenario D: pover production from existing and nev turbines vith sale of surplus electricity to the UECI grid. These options vere compared on technical and economic grounds vith the existing operational procedure, labelled Scenarlo A. 1.6 Scenarios B and D are both technically feasible and financially attractive, vith the latter yielding the highest financial internal rate of return (37X). While Scenario C is technically possible, the incremental supply coat of surplus electricity is prohibitively expensive, making this option financially unattractive. Thereforo, the mission recommends financing of a commercial-scale pilot plant at one of PALMINDUSTRIE's ills to use all of its dried empty bunch residues for process heat/pover generation and sale of surplus pover to the UECI grid. A mill vith a high concentration of residues which is also close to the power grid ahould' b. selected to demonstrate the technology in Scenario D to the rest of the industry. Saumil. Resi4ues 1.7 Vood processing is as important in4ustry la Côte d'Ivoire, accouating for 62 of CDP and employing 25Z of the industrial vorkforce. Ivorian milling facilities are of two typess (a) large semi-integrated factories producing timber and vood producte for export, and (b) smaller mille producing timber for export and local markets. la 1984, the Ivorian Xinistry of Industry listed 70 saumills and 2Q seaidstegrated plants. That these facilities processed 1.8 million a of rouadwood in 1985. In additioq, it is estimated that the wood industry produceS 819,000 - 91S,000 J otf solid wood residues as vetl as 133,000-l59,000 m of chips and saudust. Those amouats represent a potential energy source totalling 142,000 - 161,000 TOI amnually. Though forest resources have been decressing, recent Goverument policies aud lavestmnts should result in similar residue availability in the medium-term. 1.8 As most mills are remote from population centers and not connected to the electricity grid, the mission concluded that the optimal use of wood vaste vas to meet the mills' ou menergy requirements. Technological options vary accordiug to the pover requiremnts of the mill. For the large, semi-integrated plants, a residue-buraing steam pover plant vas evaluated. For the medium-sie saumilîs, a voodwaste- f-ired stema systea and a wood-fueled updraft gasifier vere assessed. The former technology is comumrcially proven for many years and vas designed to primarily use savdust and chips, leaving a maximal amount of solid woodwastes for charcoal production, should that eventually become economical. The latter bas been in operation in West Germany for several decades and could be a&"pted to Ivorian conditions. 1.9 Civen the mission's criteria, vaste utilisation to meet the stem and electrical requirements of large, semi-integrated mills in Côte d'Ivoire appears to be both technically feasibte and financially viable. Iy replacing diesel fuel, a wood residue-fired steam plant vould yield a financial internal rate of return of 72Z aud an econocic i.r.r. of 60X. While technically feasible, the steam plant and gasifier options for smller sawmills are not financially competitive vlth existing diesel generating sets. Thus, the mission recomaends that a comnercial-scale pilot steam plant be financed at a large, seml-integrated mill to demoustrate the potential for enurgy self-sufficiency to the vood processing industry. Coffee Mill Residues 1.10 Côte d'Ivoire is the most important coffee producer in Africa, vith about 600,000 tons of coffee cherries processed annually. Currently, processing is done by 16 coffee decortication plants, 7 of vhich are ovned by UNICAFE, vith UTPA and DECORTICAF running three each, and CIPRO, SaO and ARIVOIKE operating one facility e«ch. Each plant has a proceusing capacity of 15-45 tons of cherry per hour. Côte d'Ivoire data indicate that cherry consiste of 40-4SS résidue (husks and parchment), vith the remainder baing marketable coffse beazn. Mhen this residue is stored outdoors in piles, there is a small amount of deterioration but tests indicate that at least 80% of the residues are a,ailable ir their original condition after nine months of storage. Thus, about 218,000 tons of coffee residues (85,000 TOE) are available annually. Only one plant, AGRIVOIRE's Toumbokro facility, burns residues for its heat and pover needs. At the other mills, residues are dumped and incinerated. Some huaks are collected by banana farmers for soil conditioning and part of the ashes are used by neighboring villagers for soap manufacturing. 1.11 Three options were eval«ated: for utilizing surplus coffee residues. The first two involve- enirgy generation at the coffee processing facility. Scenario B (Scenario A is the present situation) is based on generation of in-factory electric power and heat needs by means of a residue-fueled steam plant, thus substituting for EECI-supplied pover and DDO. Surplus husks would be incinerated in the field. Scenario C is designed to convert aIl available coffee residues to process heat and electric pover. A steam plant vould be installed in accordance vith total residue availability and surplus electricity would be sold to EECI. The final option consiste of transporting loose residues to Abidjan's industrial area for use as a fuel oil substitute in industrial boilers. 1.12 In plants which have suitable boilers or where new boilers are going to be ordered which can burn coffee husks, the industrial fuel option is both technically and financially possible, yielding an IRR of 37%, based on an average transport distance of 300 km. When suitable industrial users are confirmed, a pilot project in recommended, especially for the mills closer to Abidjan such as Anyame and Sikensi. Scenarios B and C are both technically feasible and yield lower costs when using an under-feed furnace, as opposed to a gasifier/combustion system. Scenario C is the most attractive with a financial rate of return of 42%, and an economic IRR yielding 38%. The latter would be able to supply electricity to the grid at a cost of $0.054 per kWh. Rice Mill Residues 1.13 Ivorian rice mille are of three types: (a) large-scale industrial mills vith a paddy processing capacity of 6 - 12 t/hr.; (b) medium-sized industrial mills with a capacity of 2 - 4 t/hr.; and (c) amall village mills which can process 0.5 - 1 t/hr. In addition, traditional handpounding is used to procesa paddy for individual or family demand. During the 1983/84 season, 50,000 tons of paddy vere processed by the large and medium-scale industrial mills while an estimated 230,000 tons were milled by the traditional sector. Because -7- only one paddy crop is grown per year and official proecurement prices are lov, the industrial mills are operating at only 271 of capacity. Nilling generates three by-productss rice husk, bran (broken rice) and rice meal. The latter tvo are usually sold as cattle or poultry feed because of their food value and vill not be evaluated for their energy potential. During the 1983/84 season, it is estimated that 10,200 tons of huska vere produced by the large and medium-scale mille and 46,000 tons by the traditional sector (including village mille), totalling over 18,000 TOE. Husks currently have no alternative use and often constitute a disposal problem. 1.14 Rice husk utilization technology is dependent on the size of the milling operation. For large mille, the mission concluded that a steam boiler/turbine pover plant based on a fluidised bed combustion system is the best technology to either (a) meet in-bouse power demand or (b) generate surplus for sale to the EECI grid. For medium-sise industrial mille, the best technical option is a fixed-bed gasification pover plant which has a track record for producing energy from rice husks in tvo developing countries, Kali and China. For small village mille, cnergy self-sufficiency can be a_hieved by using a locomobile reciprocating steam engine pover plant. For the most traditional of aIl processing, rice huaks bave no role to play as a substitute for human energy in handpounding. 1.15 None of the technical options for h, sk utilization in any aise miii is financially feasible. In the case of large and mid-scale ailla, electricity from the grid is the cheaper alternative to self- generation. As for village milla, diesel-generated pover is currently more financially attractive than a reliable locomobile steam systea. Hovever, it i8 expected that investment coets for the fixed-bed gasification and locomobile systeas could fall to the point vhere they would be financially attractive to medium-size and village milla. Therefore, the price development of these technologies should be monitored closely. Ranking of Residue Utilization 1.16 Table 1.2 summarizes the financial and economic cashflov analyses for each type of residue utilisation project. As the economic analysis supports the conclusions of the financial appraisAl in each case, the projects can be ranked according tO tdeir financial rates of returnas. Pover and steam generation from palm bunches in the most attractive project, followed by pover from wood vaste at semi-integrated wood factories and self-generation at coffee processing plants. Utilization of rice huaks or amall sasmill residues does not appear to be financially viable. If the economically feasible technologies were adopted nationvide, they could generate 151,000 useful KWh (236,000 TOR). Table 1.2: SUMIARY OF CASH FLOU ANALYSIS FlnancIal Cosnt lr For Flnanclally Rate of Roturn (S) payback kWh Viable ProJects Ecoonomic Financial (years) (USS) Useful Mwh TOE Wood: uel-lntegrated 60 72 2.9 0.064 11,170 79.000 swm lls 9 12 8.1 0.203 Palo 011 40 37 1.7 0.034 68,780 72,000 Coffee 38 42 0.039 74,220 85,M00 Rico: large n.gative negative 38 0.m222 - medium negative nagative 25 0.219 uMIl1 2 3 15 0.386 - Total - - - - 151,170 236,000 Investuent Costs for Pilo. Projects 1.17 To demonstrate residue utiliuation technologies to the agro- industries and to obtain experience vith them la Ivorian conditions, pilot projecte are recommended to generate factory power, steam and surplus electricity from wood, oil palm and coffee residues. These three projects vould entail capital costs of $5,470,000, of which $4,673,000 vould be foreign and $797,000 vould be local costs. Annual operating coste for the three facilities vould require $435,000, of which $268,000 vould be foreign and $167,000 local costs. These expenditures are detailed in Table 1.3 belov. Table 1.3: BUDGET FOR DEMONSTRATION FACILITIES (US$) Capital Operating Cost per Rsldue Local Forelgn Total Local Foreign Total kWh PNo 011 415,300 1,954,195 2,369,555 12,500 158,610 171,110 0.034 Wood: saml-lntegrated 243,000 1,729,5g0 1,972,500 98,370 82,730 181,100 0.064 Coffae 139.020 9000 1. 128.020 56.120 262W 8240 0.039 Total 797,320 4,672,695 5,470,075 166,990 267,620 434,610 -9 Implementation Issues 1.18 Implementation of these conercial-scale pilot projecte vill ultimately be the responsibility of the privAte sector, except PALNINDUSTDIE which is a parastatal. Their villiagness to undertake those activities vill be influenced by three factorss (a) poteatial profitability; (b) availability of technical assistance$ and (c) access to investment capital, probably on incentive terms. Prof2tability, in the fors of each project's financial rate of return, is sont sensitive to changes in the retail price of DOD. Depending on the project, if the retail price for diesel were to fall by between 20 and 402, most utilisation programs vould no longer be financially attractive. In addition, a prerequisite to profitable implementation for the oil palm and coffee plants vould be the existence of a negotiated contract vith EECI for the purchase of surplus electricity at a price above its marginal cost of production. Technical expertise is readily available for ensuring that the anticipated investmente are properly implemented and there seema to be little resietance to innovation in these agro-industries. As there are riske involved in undertaking these pilot investaents, a concessional interest rate and/or a grace period on repaument vould serve as an added incentive to implement the projecte. A reduction or waiver of import tariffs on energy equipment for these projecte vould also enhance their attraciveness. 1.19 A proposed tisetable for implementing the palm oil project is presented in Table 1.4. Timing for the vood and coffee residue programs vould be *imilar, though the nature and duration of initial testing cosponents vould vary. Table 4.1: IMPLENENTAT ION SCHEDULE FOR THE REALIZATION OF DIONASS ENERBY GENERAT ION SYSTENS IN THE IVORI AN PALN OIL PROCESSINB INDUSTRY Activity month f 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16. 17 18 19 20 21 22 23 24 drying tests xxxx agreement between PALMINDUSTRIE-EECI xxxxxxx agreenent between PALMINDUSTRIE-SOODI (for exaaple) xxxxxxxx preparation draft tender dossier(s) xxxx review draft tender dosslers xxxx final tender dossier xxx o tender procedure xxxxxxxxxxxxx tender evaluation report xxxx final decision and letter of contract xxxxx manufacturing of equipsent xxxxxxxxxxxxxxxx transport of equlpsent xxxxxxx Installation and coaissionlng xxxxxxxxxxxx provisionai plant acceptance xxxxx - il - Recommendations 1.20 On technical and financial grounds, demonstration facilities should be financed to utilize surplus oil palm, sawmill and coffee plant residues, in that order, for pover and steam production to àubstitute for costlier existing fuel use and to generate surplus electricity for the national grid. Additionally, several options should be explored in greater detail for specific facilities, includingt (a) gasification of vet empty palm bunches; (b) use of dried empty bunchea as a boiler fuel substitute in the Abidjan industrial area; (c) use of loose coffee husks as a boiler fuel substitute in the Abidjan industrial area; and (d) monitoring the investment costs of fixed-bed gasification and locomobile plants for possible use in medium and village-scale rice mills. These activities may become part of a Bank energy sector loan to Côte d'Ivoire. If this is anticipated, then during the pre-appraisal or appraisal mission the folloving actions should be undertakens (a) obtain initial agreement of corporate and plant management to implement the pilot projects; (b) determine a contract price range and generation conditions with the EECI; (c) devise an incentive financing package that vould minimize risks to the implementor; and (d) develop a program to carry out the exploratory activities in a) through d) above. - 12 - II. PALM OIL PIOCBD 8= VACILITIES Summary and Conclusions 2.1 Palm oil factories generate four types of residuess empty bunches, fibers, shells and debris. At present, part of the fibers and shells are used as fuel for the steam boilers of the co-generation systems. Sumpty bunches are burned in simple furoaces or in the open adjacent to the factory sites and the awhes, which have a fertilizer value, are returned to the fields. Apart from the biomass-fueled steam systems, the factories use DDO-fueled diesel generator plants for the provision of service power to the factory during off-plant hours te vell as for residential power supply to the vorkers' village. 2.2 For a specifie palmoil processing facility (Ehania palmoil mill), this study analyses the organisational, seas Abidjan (km> (TFB/hr) B) Empty bunches 60 5.0 1.3 Espty bunches 20 13.7 1.6 Fibres 40 11.0 2.4 Pahunut shells 15 14.8 0.9 Debris 1S 14.8 0.4 2.22 Surplus Electricity. In previous analyses (lit. 1, AM'ex 9), the energy potential of surplus biomass residues from palm oil manufacturing has been overestimated. The reason is that a pover generation efficiency of 10 vas assumed. Hovever, since palm oil factories raise electric pover in co-generation, this assumption is too optimistic, given the existing configuration of PALMINDUSTRIS factories. Actual pover generation efficiency is about 5h. Effectively, this means that fuel consumption is about 2 times higher than previously calculated. 2.23 The usefulness of the surplus residues for energy generation vill be evaluated in the context of a specific sites PALMINIDUSTRXE's Shania palm oil processing factory. Because the factories operated by PALMINDUSTRIS are, to a large extent, uniform in technology and operating procedures, the results of this assesment vill be valid for a large proportion of the Ivorian palm oil industry. Potential Residue Use 2.24 Direct use. At present, the direct use of oil palm residues is very limited. Only plantation residues, e.g. palm fronds, are directly and completely recycled to the soil. This procedure is necessary for maintaining the soil humus content as vell as for the recycling of plant nutrients. 2.25 Empty bunches and debris, comprised of organic material, soil particles etc., have a potential direct use as a soil conditioner, either by direct application in mulched form or after composting. Iovever, as in other tropical countries, this potential is hardly tapped in Côte d'Ivoire because significant handling and transport are involved and because, in general, oil palm plantation soils have a satisfactory organic matter (humus) content, resulting from undergrowth and dropped fronds. 2.26 Indirect Use. Presently, empty bunches are slowly incinerated in a primitive furnace or in an open field adjacent to the factory. - 20 - Ashes are manually collected, bagged in sacks of 25-30 kg and recycied to the plantations. Those ashes contain 332 K20 and 4U MgO, and as the oil palm crop requires a regular high dosage of potassium and magnesium fertilisation, this procedure reduces the expenditure for chemical fertiliser which othervise vould have been necessary. In Volume Il, Annez 3, a calculation is made of the cost of ash fertiliser, in comparison to the procurement of chemical fertiliser. In addition to the above application, small amounts of the potassium-containing ashes are collected by village vomen for use as a rav material in traditional soap production. 2.27 Empty bunches can be potentially used as a boiler fuel for raising electric pover and/or process steam. Hovever, for boiler efficiency reasons, it would be necessary to considerably lover the initial moisture content (mcwb: 632). According to lit. S (see Annex 9), a limited period (10 days) of air drying in open sheds vill reduce empty bunch moisture content to approuimately 202 mcwb. This relatively dry product is perfectly suitable as a boiler fuel, and can be used vithout further preparation in existing boiler furnaces. 2.28 Combustion of dried empty bunches in boiler furnaces in not often practiced. According to lit. 5, this procedure results in a large decrease in potassium content of the ashes as compared to slow empty bunch incineration in the open air. This is due to the much higher temperature reached in boiler furnaces. Consequently, the value of the residual ashes for fertiliser purposes is lessened. As the literature ia somewhat ambiguous on this subject, empty bunch combustion tests at different temperatures vere executed in the laboratories of the Biomasa Technology Croup, Twente University of Technology (The Netherlands). Results are presented in Volume II, Annex 3. The conclusion is that the ash potassium content slovly decreases from 342 to 21Z at combustion temperatures increasing from 585 to 1040C. At temperatures of about 1050-1lOOC, ash melting occurs. The residual vitreous ashes are not readily soluble in vater and cousequently their fertilizer value is low. 2.29 In case a combined power generation/fertiliser supply system is anticipated, it vill be necessary to execute combustion tests in industrial boilers in order to reach optimal combustion conditions. In this report the mission has concluded that combined energy and fertiliser production is as yet not a practical possibility. 2.30 Another potential application of dried empty bunches lies in the transport of this product to centers of industrial activity and subsequent use as a boiler fuel. In order to evaluate this option, delivered costs (Abidjan) of dried empty bunches have been estimated and a financial analysis comparing this fuel vith the currently used DDO vas conducted (see Volume II, Annez 4). 2.31 Transport costs of dried empty bunch residues can be minimized by milling the product down to a fine powder or, alternatively, by chopping and subsequent briquetting or pelleti:ing of the rav - 21 - material. If the former procedure is followedt the povder vould be suitable as a boiler fuel in a povder flam combustor. The latter procedure vould allov combustion in different grate-type furnaces. Volume II, Annex 4 describes a suitable drying, chopping and densification process and provides details on production costs of sised and densified residue products. 2.32 Another possible use for empty bunch residues is gasification to produce fuel gas for au internal combustion engine or a boiler. As far as the mission is avare, no commercial experience exiats vith gasification of empty bunches. lovever, an interesting development has been set in motion by the 12T development company in Côte d'Ivoire. This company has succesfully operated a number of comuercial gasifiers for power and hast generation purposes in copra factories, fueled by untreated coconut husks vith high moisture content. The mission i8 of the opinion that it is worthwhile to start a program aiued at adaptation of this technology to the use of vet empty bunches. A succesaful development along those linos vould bring the folloving advantagest (a) minimize handling costs (for bunch drying) compared to the boiler combustion alternative; (b) decrease investment colts in pover and process steam generating equipment; and (g.c allov cost-efficient power sad process steam generation at relatively lov capacity levels. This i especially important for the amall tIRO plants. Case Study3 Ehania Palm Oil Processing facility Production Level 2.33 Ehania palm oil factory at present is one of the largest processing facilities in Côte d'Ivoire. Moreover, it attains the highest production levels (see Table 2.1). The factory produces throughout the year; hovever, there are considerable variations in production levels. Production varies from about 2X of the firm annual production (1,500- 1,600 TFB/month) during off-season (June to August) to about 20Z (15,000-16,000 TFB/month) during peak campaign time (February - April and October - November; see Table 2.4). The residue production varies accordingly. Production variations are met by changing' both the number of'shifts as vell as the number of production lines. Thus, during peak production the factory may operate seven days per veek for 22 hr/day. During off-season, one of Shania's tvo production linos (nominal capacity 20 TFB/hr each) is laid off and the other one is operated 5 days per veek for about 8 hours a day at production level as eneded. Taking into accouat the contingency factor for bad harvest years, the firm annual processing level may be set at 78,400 TFB/yr. - 22 - Residue Supply 2.34 The associated firm annual residue production level is given in Table 2.7. Table 2.7: FIRM ANNUAL RESIDWE PRODUCTION LEVEL AND RESIDUE ENEROY CONTENT AT EHANIA PALM OIL FACTORY Residue type mcwb Quantity Energy Content (>) (t/yr) (GJ/yr) Empty bunches 63 20,260 1.0 x 105 Empty bunches a/ 20 9,380 1.3 x 10' Fibers 40 17,200 .1.9 x 1î0 Shelils 15 4,700 0.7 X 10 Debris 15 1,960 0.3 x 10 a/ After air drylng. Residue Use 2.35 The fibrous residues are to a large extent (67%) used for fueling the boilers of the factory's co-generating steam based power and process steam supply system. As a result, Ehania factory, during vorking houri, la virtually self-sufficient as far as procesa energy is concerned. During factory off-hours, the electric pover needs for factory and laborer's quarters are met by diesel pover. Remaining fibers are slovly burned and - like the empty bunch ashes - used as plantation fertilise-. 2.36 A small part of the palmnut shells (10%) le used for boiler furnace start-up. The remaining quantities are sometimes simply dumped, sometimes burned vith the ashes being added to the total ash fertilizer quantity. The same holds for debris that are normally just dumped, but in some cases appear to be combusted as vell. In case of the latter procedure the ashes are again used as fertilizer. Energy Ceneration Capacity 2.37 Ehania palm oil factory consists of 2 production lines, each vith a maximum capacity of 20 TFB/hr. The installed boiler capacity totals 30 t/hr steam (18 bar, 275 C), divided over 3 boilers of 10 t/hr steam each. The electric pover generating capacity consiste of: - steam turbine generators: 2 x 480 kW 1 x 280 kW - diesel generator plants : 2 x 240 kW - 23 - The back-pressure steam turbines produce proceso steam at a pressure of 3 bar absolute. The nominal turbine steam consumption is 20.8 kg/kWh. Ehania plant is not connected to the national EECI grid. Energy Consumption 2.38 The energy demand of a mill depends on its actual production level. At maximum capacity, electric power consumption amouats to about 720 kW and steam consumption to approximately 20 t/hr or 0.5 t steam per TFB. Average Ehania factory pover consumption amounts to approximateLy 1.4 GWh/yr. and annual steam consumption is approximately 39,200 t. 2.39 During factory working hours the vorkers' village electricity consumption as vell as the pover consumed by offices and services is met by the steam turbine generators. The annual amount of steam-based electricity for the village, offices and services is estimated to be 0.5 Glh/yr. During off-factory hours this pover demand is met by the diesel generator plants. Diesel-generated pover is also used during plant start-up. Total diesel (DDO) fuel consumption amounts to approximately 240,000 l/yr (85% for village and service power, 15% for plant start- up). At a conversion efficiency of 0.28, this brings annual diesel pover generation to approximately 0.75 GWh/yr. Alternative Energy Supply Scenarios 2.40 At present, Ehania factory is already largely self-sufficient in biomass (fiber and shell)-based electric power and process steam. The existing situation is taken as the starting point and described as Scenario A. Scenarios 8-D are as follows: (a) Diesel based electric power for the workers' village, offices and plant start-up represents a considerable part (approximately 30%) of the total electric pover consumption, as vell as a considerable cost (39.6 million FCFA). Therefore, in Scenarkp B, a biomass based pover supply system for this applicationt,is analyzed. (b) The steam turbine power generating system at Ehania factory is underutilized .in comparison to available residue quantities. Therefore, in Scenario C the technical and financial consequences of maximum residue conversion vith existing equipment are studied, assuming that that surplus electricity can be sold to the EECI grid on an as-produced basis. (c) The current Ehania steam pover plant is not optimal for maximum electricity production based on available residues. Scenario D assumes installation of additional steam power equipment in order to maximize electricity production. Surplus electricity is again sold on an as-produced basis to the national grid. A technical comparison eud evaluation of the four scenarios is presented in Annex 3. - 24 - Financial Comparison 2.41 The economics of the existiÎn system and the three alternative scenarios are compared belov at constant market prices (end of 1985). Standard parameter values of the different systems are presented in Table 2.8. t Table 2.8: STANDARD PARANETER VALUES OF DIFFERENT POWER GENERATING SCENARICS FOR EHANIA PALM OIL PROC£SSINB FACILITY Parometer Scomorlo A 8 _ - Energy production electric power (CWb/yr) 1.90 (s) 2.65 (s) 5.80 (s) 11.80 (s) 0.75 (Cd plocess stea (t/yr) 39,200 39,200 39,200 39,2ô0 - Internai lectric Power consumption (GWH/yr) 2.65 2.65 2.65 2.65 - Srplus electric power for sale (OWH/yr) - - 3.15 9.15 lnstalled power generating 2x480 (sb) 2x480 (sbO 2x480 (sb) 2x480 (sb) capacity (kW> Ix20 (sb) lx2BO (sb) lx290 (sb) 2x510 (sc) 2x240 (d) 2x240 (d) 3 Initial Investment (USS) 1,665,000 (s)1,998,450 (s>2,063,055 (s) 2,369,555 (s) (Installed) 190,000 (d) 190,000 Cd) 150,000 te) 150,000 (e) - Diesel (000) 240,000 - - - oonsIurtion (l/yr) - Residue consumption (t/yr) fibers 13,500 16,700 17,200 17,200 shells 470 470 4,700 4,700 epty bunches (mb: 6%) - - 20,260 20,260 dobr s - - 1,960 1,960 - Ash fortilizer production (t/yr) 1,420 1,420 - - Operoting manpower Power plant: skliled (mun yeor) t 1 1 so.skilled (mon yesr) 3 4 4 4 unskillad (man yeéé 6 12 20 20 Fertillzer production:, unsk lled (mon yeer) 2 2 - - - Lubricents (I/kWh) 0.0065 (s) 0.0065 (s) 0.0065 (s) 0.0065 (s) 0.003 dd) - Chmlcols (US$/yr) 44,200 56,636 77,990 77,990 - Mintenance nd repair 6 (d) I Cd) 4 (s) 4 (s) (1 of Initial Investment) 4 (s) - Equlpment Lifetim (yr) 12 td) 30 (d) 15 (C) 15 (s) 15 (s> 15 (s) (d): diesel syste (sb): back pressure turbine (e): EECI electricity connection (s>: stea system (s)c: condensation turbine 2.42 The diesel oil (DDO) price at Ehania at the end of 1985 is 156 FCFAJI or $0.40/l, vith a c.i.f. cost of $0.272/1. The lubricant price is $1.00/1, which includes an imported composent of $0.80/1. These - 25 - prices vere still applicable in Narch 1987. The costs of chemicals (sodium carbonate and sodium sulfite) are taken at, respectively, $450/t and $510/t. Fibres, shells and debris have no fertiliser value. For ash fortiliser, an opportunity cost of 46,410 FCFA/t or $119.OO/t has been taken into accouat (see AnneY 2). Using the above data and standard interest and operating meapover cost values, the four scenarios are financially analyzed and compared in Table 2.9. Finaneial Appraisal 2.43 Table 2.9 gives an overviev of the financial analysis of the four alternative power generating systems at the point in time when the existing systeo (from Scenario A) has to be serapped. To take this point of tiae as a point of departure is appropriate in the context of the present study which is primarily concerned vith the possibilities for residue use in the palm oil processing industry at large in Côte d'Ivoire. Additional information is contained in Annex 4, Table A4.1. 2.44 When assessing four nev alternative pover generating systems as the point of departure for the financial analysis - i.e. when the existing system bas to bh replaced - the folloving can be stated conceraing the various appraisal criteria. The pay-back period on incremmntal investuent denotes a better investment criterion than the pay-back period on total investment. Namely, when considering two alternative options generally the higher investment colt of one of the options bas to be veighed against the higher annual operating cost of the other option. Sesides, when there are no overwhelming uncertainties at stake such as impending fuel scarcities, the financial rate of return (Iit) or, alternatively, the net present value (NPV) at the fiancial discount rate is the best financial investment appraisal parameter. In calculating financial IRIs and NPVs, the full investment amounts of all alternative investuent options should be considered. Table 2.9: COMPARATIVE FINANCIAL ANALYSIS OF DIFFERENT POWER PRODUCTION SCENARIOS FOR EHANIA PALN OIL PRDOE I NG FACILITY (USSIOOO/yr) A B C D Scenarlo Local Forelgn Total Local Foreign Total Local Foreign Total Local Foreign Total ANNUALIZED CAPITAL coST: A 35.53 211.26 246.79 - - - - - - - - - B - - - 62.23 220.66 282.90 - - - - - - C - - - - - - S3.56 233.59 287.15 - - - D - - - - - - - - - 57.78 269.66 327.45 ANNUAL OPERATION AND NAINTENNE COSTS: - lubricants 2.92 11.68 14.60 3.45 13.78 17.23 7.54 30.16 37.70 15.34 61.36 76.70 chemicals 11.05 33.15 44.20 14.16 42.48 56.64 19.50 58.49 77.99 19.50 58.49 77.99 labor silIled 12.00 - 12.00 12.00 - 12.00 12.00 - 12.00 12.00 - 12.00 sml-silclled 6.30 - 6.30 8.40 - 8.40 8.40 - 8.40 8.40 - 8.40 unskilled 12.00 - 12.00 21.00 - 21.00 30.00 - 30.00 30.00 - 30.00 maintenance 39.00 39.00 78.00 44.72 44.72 89.44 41.26 41.26 82.52 47.39 47.39 94.78 fuel costs (O<0) 46.75 49.25 96.00 - - - - - - - - - potash curiate - - - - - 12.50 158.61 171.11 12.50 158.61 171.11 TOTAL 165.55 344.34 509.89 165.96 321.64 487.60 184.76 522.12 706,87 202.91 595.52 798.43 Average eIectrIcity cost (USS '0001 Discoat Rate Incrse of Investment colt by 20%: (USS '000) - of ScenarIo 8 vs. A 45.0 13.2 4 -247.9 2,350.9 - Of ScenarIo D vs. A 12.1 4.7 20 708.4 3,807.7 - of ScenarIo D vs. 8 15.8 2.1 48 936.3 10,923.5 Price reduction M00 by 20% to USS0.32/1 (USA/1) - Scenario B vs. A 37.5 8.5 il 13.5 0.312 - Scenarlo D vs. A 10.1 2.9 35 1,030.8 neg. ! Procuremrnt price of surplus etoctrlcIty supplled to the grid reduced by 20% to USSO.04/kWh (US$/kWh) - Scenarlo D vs. A 10.1 4.2 23 530.9 3.16 - ScenarIo D vs. 8 13.2 3.3 29 384.6 3.39 A/ -0.301 US$/I. 2.50 The average procurement price of surplus electricity supplied to the grid is crucial to the feasibility of Scenario D. Vith respect to reference Scenario B, system D would break-even at an average procurement price of 3.39*/kWh. At this price, vhich is equal to the incremental electricity supply cost of Scenario D over 8, the net prisent value of Scenario D at the financial discount rate of 10% is zero. 2.51 Economie appraisal. Results of the economic analysis of pover production scenarios for Ehania palm oil processing plant are shown in Table 2.11. The use of economic prices results in a reduction in the total cost of scenarios A, B, C and D by 12.62, 11.32, 8.2X and 7.9X - 29 - respectively. The attractiveneus of secenario D is quite robust. For instance, the financial rate of return of scenario D verous A is 37X, whereas the corresponding economic return is 402 (see Annex 4). This can be ascribed to the relative importance of DDO cost in A and labor in scenario B, both of which have low conversion factors. However, the changes in the relative costa between the various scenarios are to amall that the economic analysis does not affect the conclusions reached in the preceding analysis. Conclusion 2.52 Depending on arrangements to be agreed upon between PALMINDUSTRIE and ££CI, the use of all empty bunch residues at a palm oil processing facility for process heat/pover generation and thereby delivery of surplus pover to the ££CI gridt, turns out to be a very attractive option. The procurement tariffs to be agreed upon should Average vell above 3.4C/bkh in order to make the implied undertaking financially attractive for PAlMINDUSTRIE. The mission recommends a pilot project at a mill close to the CECI grid where the highest concentration of residues is available. Such a project should provide adequate substantiation in favor of further, industry-vide dissemination of enhanced power generation on the basis of empty bunch residues. This option merits serious consideration and may be attractive for other palm oit processing plants as vell. 2.53 In 1987, PALN?rUDUSME officials noted that Ebania vould not be the ideal site for a pilot plant because all three of its boilers are operating near capacity processing fruit bunches from Anterne 1 and 2. Houever, they agree that thie principles analyzed above are valid and applicable to other mills, and have begun to select an optimal mill for a pilot project based on residue availability, c.gineering considerations and prohimity to the EECI grid. 2.54 If a convenient agreement between EECI and PALMI1DUSTRIS vould not be forthcoming, the next best option for PALMIUDUSTRIE vould be to generate all internal power needs of Shania plant on the basis of palm oil residues (fibers and shells), unless the price of DDO fuel vould fall structurally below $0.312/1 (122 FCFAII). In the latter case, at the time the investment replacement decision presents itself, the existing system can be maintained. Table 2.11: EC0NOMIC ANALYSIS OF POMER PRODUCTICIN SCENAR:OS FOR EHANiA PALM OIL PROCESSINS PLANT (1000 USS/Year) Conversion A a C D Factor Local Foreign Total Local Foreign Total Local Forelgn Total Local Foreign Total Local Cost Cost Cost Cost Cost Cost Cost Cot Coost Cost Cost Cost ANMAL CAPITAL COST: A .60 20.01 199.51 219.S3 - - - - B .71 - - - 41.33 207.82 249.15 - - - - - _ C .68 - - - - - - 34.07 220.09 254.16 - - - D .68 - - - - - - - - - 36.82 254.12 290.95 ANNUAL OPERATING AND MAINTENANCE COSTS: Lubricmnto .87 2.54 11.68 14.22 3.00 13.78 16.78 6.56 30.16 36.72 13.34 61.36 74.70 Celmicals .87 9.61 33.15 42.76 12.31 42.48 54.19 16.95 58.49 75.45 16.95 58.49 75.45 1 Labor Skilled .70 8.35 - 8.35 8.35 - 8.35 8.35 - 8.35 8.35 - 8.35 w Semii-sklIled .63 3.94 - 3.94 5.26 - 5.26 5.26 - 5.26 5.26 - 5.26 0 Unsitlled .69 8.24 - 8.24 14.43 - 14.43 20.61 - 20.61 20.61 - 20.61 Maintenance .87 33.91 39.00 72.91 38.89 44.72 83.61 35.88 41.26 77.14 41.21 47.39 88.60 Fuel Cowsta (D0) .57 26.55 49.25 75.80 - - - - - - - - - Potash Muriate .87 - - - _ - - 12.50 158.61 171.1! 12.50 158.61 171.11 TOTAL 113.16 332.59 445.76 123.55 308.80 432.35 140.18 508.61 648.79 155.04 579.98 735.02 - 31 - III. VOOD PBOCŒSSING PLAUTS Summary and Conclusions 3.1 Wood resources in the Côte d'Ivoire have been declining rapidly. However, vith fundamental changes in the 6overnmentls sectotal policies and new investrents in reforestation, output is expected to stabilise at 4 million m of harvested loge annually. Wood processing accounts for 6X of CDP and provides employment for 44,000 people, including about 25 of the country's industrial workforce. Ivorian wood processing facilities fall into two broad categories: (a) large semi- integrated factories producing timber and products like veneer, plywood, etc. for export ptirposes; and (b) smaller size sawmills producing timber for export and local markets. 3.2 Semi-integrated units show a demand for both electric pover and procesi steam. This analysis concludes that co-generating steam plants present a viable alternative (both technically and financially), to the current practice of diesel-based pover generation and separate vood residue-based process steam production. For a typical large-scale semi- integrated facilitity (Vavoua wood products factory), yearly savings vould amount to US$5611,400. investment costs are approximately $1,973,000. The pay-back time and the financial rate of return of a co- generating steam plant are 2.9 years and 34X respectively. The economic appraisal of tie project reinforces the attractiveness of the investment. A sensitivity analysis with respect to the DDO price, the investment cost and the appreciation of EMS-related currencies vis-a-vis the US dollar, shows that the DDO price is the fost important factor affecting the financial performance. Hovever, the DDO price would have to fall by almost 402 (below $273/ton) to bring the project's rate of return below 10. Several large mills in Côte d'Ivoire have made similar calculations and are planning to install co-generation facilities. 3.3 The smaller sawmills, as a rule, only consume electric pover for timber producing purposes. The analysis compares two possible biomass-based technological alternatives for an existing site (Sinfra sawmilU) - an updraft gasification system and a wood residue-fired steam turbine system - with the existing practice of diesel pover generation. While investment costs for a steam plant and a gasifier plant are estimated to be $524,000 and $434,222 respectively, annual savings are $64,900 and $61,400 and the pay-back times are 8.1 and 7.1 years. Financial rates of return are 12 and 82/year. With a 5-year pay- back time criterion, the high assumed price of diesel and the cut-off rate of 102 per year for the financial rate of return, these alternatives are not financially feasible. The economic analysis does not alter this conclusion. An analysis concerning the sensitivity of this conclusion to the investment co0tS and the D00 price is included. - 32 - The Forestry Sector 3.4 Forestry is an important economie activity in Côte d'Ivoire whieh is one of the vorld's principal suppl ers of tropical hardvoods. Productio of logo rose from 1.1 million m in 1960 to a peak of 5.3 million mi in 1977. Since then, production declined to 3.2 million r3 in 1985. About 552 of this amount vas exported while 45Z vas used in the domestic timber industry. 3.5 Forests in Côte d'Ivoire are being both rapidly degraded and reduced in area. Betveen 1956 and 1983, the area covered by unspoiled forent vas reduced from about 12 million ha to about 3.6 million ha. This has been caused by a combination of uncontrolled logging and "slash and bura" agricultural practices. If recent trends vere to continue, CGte d'Ivoire could become a net importer of tL:iLr before the end of the centuryo hen domestic demand is expected to reach the equivalent of 2 million mP of logs per year and annual productign from the remaining high forest cover limited to less than 0.5 million '. 3.6 lowever, the Govetament has begun to couater this trend through investments in reforestation and by improved forestry policies. Tvo Varld Daak loans, for a $39 million project in 1979 (Loan 1735-IVC) and a $51 million project in 1985 (Loan 5151-IVC), are helplng the timber industry make the transition from clear-cutting to plantation-based vood supply. The folloving policy initiatives have also been undertakent (a) NIEAGREF has begun to apply existing forestry lav more vigorously and to reinforce the services responsible for policing classified forest reserves; (b) Taxes on the export of rare species have been increased; (c) Reneval of voodcutting concessions is being limited to those who are likely to be viable in the long-term; and (d) Log prodyetion from natural foreste vill be limited to 4 million mO per year vith permissible log exports limited to 1.5 Million mÏ annually. 3.7 As the effectu of the above investments and measures vill only be noticeable in the medium-term, the short-term prospects for the Ivorian vood industry may be someuhat uneven. Therefore, substantial investments in energy equipment should have a rather short pay-back period. In this report, it is assumed that pay-back times in excess of five years are not acceptable. The Ivorian Wood Industry 3.8 Different sources present somewhat different figures as to the aumber and cap.city of Ivorian vood and timber industries. According to the Conseil de l'Entente (Annex 9, lit. 2) in 1980, 77 factories vere in - 33 - operation divided into 68 primary vood processing units (savmills), and 9 secondary timber processing factories (peeling, slicing, veneer, plywood) of which 6 are semi-integrated milli. The total amont of roundwood processed in this year vas estimated at 1.8 million m . Jaaktko Poyry (Annex 9, lit 9) mentions for 1982, 82 saumills, 7 peeling mills (inclusive plywood manufacture) and 6 slicing plants. The tot2l processed roundwood volume is atso estimated at 1.8 million m. UNDP/Vorld Bank (Annex 9, lit 1) reports for 1982, 86 saumills and 10 semi-intejrated plants. Total roundvood processing is estimated at 2.1 million m . In September 1984, the Ivorian Ninistry of Industry listed 70 saumills and 20 semi-integrated plants (including 14 units with wood dryers). 3.9 A tendency i noted towards a levelling-off or slight decrease ln domestically produced roundwood as vell as an increased importance of secondary timber operations, especially plywood manufacturing. Therefore in 1985 the total amount of locally produced roundwood iï the Côte d'Ivoire vas 1,8 million m3 out of a total of 3.2 million m harvested annually, according to a 1987 Ministry of Public Work and Transport report. Residue Availabilit 3.10 According to the same report, the average annual conversion ratio (1980-85) vas 0.44 from roundwood to timber and products. Compared vith international standardo, this number is on the high side for export quality timber and producto, but acceptable for a product mix targeted for both export and local consumption. On a country-vide basis, 86X of residues are solid wood (slabo, off-cuti, rejects) and 142 are chips and sawdust. On an individual factory basis the ratio between solid wood residues on one side and chips and sawdust on the other may differ from the above, depending on the type of vood producti manufactured. 3.11 From the above data one may conclude that, on average, the Iyorian wood and timber industry produced approximately #19,000-915,O00 m of solid wood residues as well as 133,000-159,000 m- of chips and sawdust. At an average heating value of 11.25 GJIm3, those amounts represent a potential energy source of respectively 9.2 - 10.3 million GJ/yr (solid residues) and 1.5 - 1.8 million CJ/yr (sawdust and chips), both of which amount to 142,000-161,000 toe per annum. Wood Industry Energy Consumption 3.12 The energy consumption of a particular mill dependt on a number of factors likes mill capacity, type of vood, type of products, quality of management, etc. As Ivorian saumilIl are mostly situated in isolated areas vhere no grid pover is available, pover i produced by means of diesel generating sets. Semi-integrated factories also use procesa heat, vhich is usually generated by means of a vaste vood-fired boiler. Table - 34 - 3.1 details actual production and consumption data for some typical Ivorian wood industries. Table 3.1: PROCUCTION AND CONSUMPTlON FOR SELECT SAWhILLS Soml-nNtegrated MNils Sawmill Mill Type: Abengorou Vavoue Sinfra - roundwood capocity (m3/yr) 65,000 180,000 22,000 - waste production tm3/yr) 48,000 108,000 12,100 - sawdust and chips 7,200 21,6C0 1,450 - solid residues 40,800 86,400 10,65C - *ffectively Instaliod diesel power c.pscity (kW> 1,300 1,100 250 - yearly op.rating hours 5,000 8,000 a/ 3,200 - yearly fuel oil consumption 250 275 275 - Initial Investuent (US$) 99,000 524,000 434,220 - Fuel consumption - Diesel oil (1 yr) 176,000 - - - Wood residue (t/yr) - - Labor requirement - sk lled (mn yeer) 1 1 1 - se.i-sk lled (man year) 2 2 2 - unsk lled (mon year) -- 4 4 - Lubricants (1/kWh) 0.0030 0.0065 0.006S - Chemicals (US$/yr) - 2,500 -- - Equlpeent lifetime (yr) 8 12 8 - Maintenance and Rapoîr (USS/kwh) 0.015 0.010 0.020 a/ Both for the steam system and for the gasification system on Internai energy consumption of 0.05 GWh/yr, hos been taken Into account. - 44 - 3.38 As detailed la Annex 6, the invewstmat costs of the diesel, steam, and gauifier plants are US$99,000, US$524,000 and US$434,220 reopectively. Table 3.7 projects annual recurrent costs totallins US$99,500 UU$34,600, and U8$31,100 respectively. Hence, the projected amnual savinsg of the steam plant sad the gasifier plant vith respect to the existing diesel plant are US$640900 and US$61s,400. The pay-back tise on total investimet for these alternative systefo hence core to 8.1 yr. and 7.1 yr. respectively. The financial rate of retura of the steas plant and the gasif ier plant aount to 12 and 82 par annum respectively. These reasults suBgest thate vith respect to the pay-back period criterion, both alternative systeas are financially unacceptable. The projected financial rates of return for both system are close to the 10Z cut-off rateS for the stem plant a msrginally higher (12X) and for the gasifier system a marginally lover rate (82) are indicated. All in all, results of fimancial analysis indicate thet both alternatives considered to the present diesel plants are not yet financially feasible. Table 3.7: COMPARATIVE FINANCIAL ANALYSIS OF DIFFERENT ENENSY SUPPLY PLANTS FOR SINFRA SAWNILL (USS/yr) Diesel Plant Stea Plant Gasifler Plant Local Foreign Total Local Foregin Total Local Foreign Total Cost Cost Cost Cost Cost Cost Cout Cost Cost AWUALIZED CAPITAL COST Diesel 4,124 14,433 18,557 - - - - - - Stem 13,796 63,108 76,904 - - - Gssifier 24,755 56,637 81,392 ANNIIAL CPRATION AND MAINTENANCE C05T i ubriconts 330 1,320 1,650 780 3,120 3,900 780 3,120 3,900 chemicels - - - 830 1,670 2,50 - - - labor skilied 12,000 - 12,000 12,000 - 12,000 12.000 - 12,000 se l-*killed 4,200 - 4,200 4,200 - 4,200 4,200 - 4,200 unskilled - - - 6,000 - 6,000 6,000 - 6,000 maintenance 4,125 4,125 8,2S0 3,000 3,000 6,000 6,000 - 6,000 t ANNUUAL FUEL C06T (000) 37,277 36,115 73,392 - - - - - - TOTAL 62,056 55,993 118,049 40,606 70,898 111,504 53,735 65,757 119,492 Cost per effective unit of electricity (USS/kWh) 0.215 0.203 0.217 Pay-bock period of total Initlai Investment vs. diesel plant (Vears) 8.1 7.1 Idsm, Incremantal initial Investment (years) 6.5 5.5 IRR of alternatives to diesel plant (S) 12 8 - 46 - Sensitivity Analysis 3.39 Table 3.8 shows results of the sensitivity analysis vith respect to the investment cost of the alternative systems and the diesel fuel price. Either a decrease in the investment cost of the steam plant and the gasifier plant by 20X or an increase in the DDO price by 20% vould result in adequate financial rates of return but still inadequate pay-back times. The gasifier system would be the first to pass the pay- back period criterion of financial feasibility. For that to happen, either the investment cost of the latter system would have to be reduced by 29X to US$307,000, i.e. to 1,116 US$/kW, or the DDO fuel price would have to rise by 47% to 0.589 US$11. Table 3.8: SENSITIVITY OF RESULTS OF THE COMARATIVE FINANCIAL ANALYSIS 0F ALTERNATIVE ENERGY SYSTENS TO THE EXISTINS DIESEL PLANT AT SINFRA SAW4ILL WITH RESPECT TO TWO MAJOR CONTINGENCIES Velue of Pay-back Period (yeyrs) Critical Value --etingency (Total (Incramental IRR Conting,ncy Contingency parameter I nvestment) i nvesteent) 6.6 5.4 15.8 0.617 b/ - Gasifler plant O. SO b' 5.7 4.4 13.8 0.589 b> a/ Initial Investment cost of the respective alternative energy systems In US dollar. b Price of M00 fuel in US$/1. Economic Analysis 3.40 A cost comparison of the three options under consideration based on economic prices is made in Table 3.9. The introduction of economic prices reduces the total cost of the existing diesel plant, the system turbine plant, and the gasifier system by 19.2Z, 14.0X, and 13.0Z respectively. The payback period on total investment of the steam turbine plant, and the gasifier system increase from 8.1 and 7.1 years to 9.6 and 8.5 years respectively. The corresponding rates of return, shown in Annex 6, are 12 and 8X (financial) againât 9 and 4% (economic). Hence, compared to the picture emerging from the financial analysis, the - 47 - tvo alternatives to the existing system become relatively more expensive after the introduction of economic pricing. Thus, the conclusions reached in the financial analysis are reinforced by results of the economic appraisal. Conclusion 3.41 As far as the Sinfra savwill is typical for most simple savmilling operations in Côte d'Ivoire, results of the financial and economic appraisals indicate that the replacement of existing diesel plant systems by steam turbine or gasifier systems is not feasible under the prevailing market conditions. Table 3.9s COMPARATIVE ECOOOMIC ANALYSIS OF EXISTINS AND PMPOSED ENERY PLANT AT SINFRA SAUNILL (USS/yr) Converslon Diesel Plant Steam Plant Ossifier Plant Factor Local Forelgn Total Local Forelgn Total Local Foreign Total Local Cost Cost _Cnt Cot Cost Cost Coet Cot Cost ANMUALIZED CAPITAL COST: Diesel .75 2,972 13,912 16,884 - - - stem .68 - - - 8,904 60,050 68,953 - - Gasiffer .81 - - - - - - 19,296 54,591 73,88 ANNUAL OPERATINS AND NAINTENANCE C06TS: Lubricants .87 287 1,320 1,607 678 3,120 3,798 678 3,120 3,798 Chlicais .87 - - - 722 1,670 2,392 - - - Labor Skilled .70 8,348 - 8,348 8,348 - 8,348 8,348 - 8,348 SIl-skllled .63 2,630 - 2,630 2,630 - 2,630 2,630 - 2,630 Unskilled .69 - - - 4,122 - 4,122 4,122 - 4,122 MAINTENANCE .87 3,587 4,125 7,712 2,609 3,000 5,609 5,217 6,000 11,217 FUEL COSTS (000) .59 22É073 36.115 #8.189 - - - - - TOTAL 39,897 55,472 95,369 28,011 67,840 95,8S1 40,291 63,711 104,002 - 49 - IV. aoem Dg TICc&TM VACI The Ivorian Coffee Industry Introduction 4.1 Côte d'Ivoire is the most important coffee producing country in Africa. At present, a total of 16 coffee decortication plants are in production, 7 of vhich are owned by the state company UNICAFE, another 3 each by UTPA and DE0ORTICAF, while CIPRO, SMAD and AGRXVOIRE each own one coffee processing facility. Production Level 4.2 During the average campalgn year 1984/85 the total amount of processed coffee cherries vas 54,400 tCC/yr. UNICAFE processed 239,700 tCC/yr (47X). The quantities for UTPA and DECORTICAF vere 138,800 (27Z) and 75,800 (15X) tCC/yr respectively. Th. remaining cherries vere processed by CIPIO, OBAO and AGBIVOIRE. Two facilities, one of vhich is UNICAWE's Abois.o plant, handle the grading and conditioning of coffee beans in addition to the decortication process. All other plants are involved in decortication only. The month of peak production varies from plant to plant because of climatological differences, but is as a rule somevhere betveen December and May. Table 4.1 presents nominal capacities of the differont plants, as vell as actual amounts of coffee cherries decorticated in the campalig year 84185. Rssidue Availability 4.3 Data provided by UNICAFE indicate that the average yield of coffee beans is 55.22 (veight percent) of the coffee cherry intake, vith the remaining 44.8X consisting of coffee resduess, i.e. husk and parchment. Other sources (e.g. lit. 1, Annex 9) quote a yield of 52 and 482 of coffee beans and residues respectively. The Mission estab'ished that at Aboisso coffee factory, the coffee bea.À yield is 60X of coffee cherry intake. Consequently the residue production amounts to 402. Enermy Consumption and Suzply 4.4 Apart from electric pover for driving the decortication machinery, coffee plants use proceas heat for drying and shaft pover for various treatasnt and transportation operations. Therefore, decortication plants use sizeable amounts of gas oil and DDD, vith the latter mainly used for transportation (including in-plant transportation by means of fork lift trucks). - 50 - Table 4.1t LOCATION, PROoESSING CAPACITY, PRCCESSING LEVEL AND RESIOUE PRODUCTION OF iVORIAN COFFEE OEOORtlCATION PLANTS; 1984/85 Coffoe cherry Coffee cherry Rssldue processing ca- Distance from Intake 80/81 avallabi- Locetion Compony pacity (tCC/hr) Abidjan (ka) (t) I ity (t) Aboisso UNICAFE 45 116 51,400 20,600 ayama n 30 22 30,000 13,500 Ououkro nf 30 242 4,900 2,200 Divo nf 30 285 35,400 15,900 Oagnoa n 30 270 23,700 10,700 ilsts n 30 364 42,S00 19,100 Non n 30 556 51,800 23,300 Abeagourou UTPA 45 210 38,400 18,400 Délo ow 45 389 63,100 30,300 ICotobi n 45 189 19,300 9,300 cume DECORICAF 30 261 18,000 8,700 ubekoen 30 464 29,400 14,100 Duane n 30 604 28,400 13,600 Sikensi CIPRO 1S 86 19,800 9,500 Son Pedro SmO 15 496 26,600 12,800 Toumbokro AGRIVOIR 45 280 28,700 TOTAL 525 511,400 235,800 Source: Ministere des travaux pubies, de la construction, des postes et des telecom.unication, Plan National de Transport: Café (vol. 1.3), Nay, 1906. 4.5 Specific enrgy consumption data (kWh/tCC) fot the Ivorian coffce processing plants are not readily available and higply embiguous. The data concerning yearly SECI - supplied electricity and annual amounts of processed coftee cherries as provided by UNICAFE, cannot be directly - 51 - used for an estimat- of the specific electric pover consumption. The reason is that a large amount of electricity is consumed during the off- campaign period, apparently for other purposes than the coffee processing. The Mission established that at Aboisso, during the campaign period, electricity at a maximum pover rate of 745 kW. ia consumed. Since Aboisso's maximum capacity is 45 tCC/hr, it can be concluded that the specific pover consumption of this plant is about 16.5 kWh/tCC. Poaer needs per tCC for the other UNICAFE plants, as calculated folloving the same method, tend to be somewhat lover than Aboisso's specific pover consumption since Aboisso performs additional grading and conditioning operations. 4.6 The above figures are not in line vith data provided by a Vorld Bank/UNDP report (Lit.l). This report presents coffee husk consumption figures for the coffee husk fed steam pover generation plant that is currently installed at AGRIVOIRE's Toumbokro plant. Interpretation oi those data leada to a specific electric poaer consumption of about 60 kWhe/tCC at this site. These very high values probably can be attributed to two facts: (a) the coffee husk-fueled pover generation plant at Toumbokro site has operational problems and does not perform satisfactorily; (b) at a coffee processing plant there is a large husk disposal problem, thus eliminating the incentive to bur the husks in an economic way. 4.7 All UNICAFE plants are connected to the national poaer grid. in principle, grid-supplied electricity is used for process pover needs. In addition, two transportable diesel generators ensure back-up pover to the 7 UNICAFE decortication plants. They are presently installed at Aboisso (640 kW ) and Divo (600 kW ), but can be transported to other sites on short notice. 4.8 Besides electric pover, 0.28 l/tCC of gas oil and 0.73 l/tCC of DDO are consumed by the Aboisso plant. The average for the other 5 WNICAFE plants is 0.52 l/tCC of gas oil and 1.0 l/tCC of DDO. A small part of this liquid fuel is used by the back-up diesel generator sets mentioned above, which are avaitable in case of EECI grid failure. Based on data provided by UNICAFE, the Mission estimated that approximately 5% of the annual pover consumption of the factories is generated by means of diesel pover. Potential for Energy Self-Sufficiency 4.9 Enevgy content of coffee processina residues. According to lit.3, (Annez 9) the net calorific value of Ivorian coffee husks as produced is about 16,640 kJ/kg (moisture content 10.3Z). In practice this means that the coffee husks as produced by Aboisso factory alone, in an average campaign season (16,400 tlyr), represent an energy value of approximately 272,900 CJ (6,530 tOE). - 52 - 4.10 Storage of coffee residues. According to lit.3, the bulk density of the coffee reuidues as produ%ed by the Ivorian coffee processing plants is approximately 174 Kg/uJ. As the residues become available during the 3-4 months of the campaigO season, while the plants' energy consumption is spread out over the year, it is clear that certain amounts of huaks muet be stored. In view of the low bulk denuity of the residues and the considerable residue amounts involved, this may vell result in unacceptable storage costs, especially if utorage under cover turne out to be necessary (to avoid bacteriological and climatological deterioration). In order to shed some light on this important aspect, the Mission commissioned a coffee husk deterioration study (see Vol. 2, Annex 2) The results indicate that, in open air storage, only a minor part of the coffee husks (i.e. an upper layer of 10 - 15 cm) is bacteriologically and/or climatologically affected. Thus, report calculations are based on a fised availability of 802 of the original coffee husks (and their associated energy content) up to 9 months after open air storage. Current and Potential Residue Use 4.11 The usefulnesa of the coffee residues for energy generation purposes vill b. evaluated in the context of a specific Xsite, i.e. UNICAFE's Aboisso plant. Because the Ivorian coffee processing plants are, to a large extent, uniform in technology and operating procedures, the results of this evaluation are valid for the majority of the coffee decortication plants in Côte d'Ivoire. 4.12 Another potential applicatiin of coffee huske lies in the transport of this product to centers of industrial activity sad subsequent use as a boiler fuel. To evaluate this option, Volume Il, Annex 8 presents an estimate of delivered coet (Abidjan) of coffee husks and a financial analysis comparing this fuel vith current use of DDO. 4.13 Current use. At present oaly one plant (Toumbokro) uses coffee residues for internal heat and power generation. At the other plants, most coffee rasidues are dumped and incinerated. Some of the husks are collected by banana farmers for soil conditioning purposes. Part of the ashes are collected by villagers for local soap manufacture. 4.14 Potential use. Although raw coffee husks can be converted to a variety of other products, no short or medium-term plans for coffee husk utilization apart from the minor uses mentioned above are viable . This means that, in principle, about 80Z of the coffee husks are available for energy generating purposes. Technologies 4.15 Coffee residues, in principle, may be converted to useful energy by means of either combustion or gasification. Both technologies - S3 - may be fu,led oither by loose or briquetted bukks. Possibilities vill be evaluated in more dotail bolov. Industrial Combustion for Process Meat and (Steam) Power Gmneration 4.16 As mentioned above, one Ivorian plant (Toumbokro) is equipped vith a coffee husk-fired stes pover plant. Experiences vlth the installed u-tem are not good. Since installation in 1974, continuing maintenace dnd repair problems have been encountered due to heavy *sh depositu on the boiler pipes and fusion of asbes vith the ceramic material of the furnace section, leading to vitrification and rapid doterioration. The technology applied at Toumbokro (grate-type furnace close-coupled to turn-key vater-tube boiler) is not optiml for combustion of a fluffy material like coffoe husk. Desides, the Toumbokro factory .ay have non-technicel problm_ in organisation and management that do not contribute to proper functioning of the equipment. 4.17 To investigate the combustion characteristics of coffo bouoks, the Mission comuissioned a test rua ln an induttrial-sise under-feed type furnace. Results are detailed in lit.5 (Annez 9), and the conclusion is that no refractory deterioration or fly-ash deposit vas noticeable. It muet b. emphasiaed that the coffoo husk quantity vas too amall to allov for definitive conclusions. Nevertbeless, it i tie opinion of tbo Mission that results are suficiently encouraging to varrant comisuioning of duration tests in tis or si"ilar equipment. 4.18 Another combustion option is the installation of a gasification/combustion systea as described in detail in lit.6 (Annex 9). As this teehbology is especially geared towards the combustion of fine grained fluffy materials, no technical problte_ in case of coffoe husk fueling are foreseen. However, because investment costa of such a system are considerably higher as compared to thie ltos sophiiiticated unit described in para. 4.17, the Mission is of the opinion that the possibilities of the former tecmnology should be evaluated first before installation of the latter system is considered. Gasification 4.19 As far as the Mission vas able to establish, there in only limited commercial experience vith coffee husk gasification and subsequent utilisation of the gas in internat combustion englues and/or for heating purposes existe. la principle, four different types of gasification equipment can be consideredi (a) fixed bed doun-draft gasificationt (b) fiae bed up-draft gasiffication; (c) fi-ed bed "open core" gasification (see lit.6, Aunez 9); and (d) fluidised bed gasification. - 54 - Performance chsracteristics of those technologies vill be considered in more detail below. 4.20 Fixed bed down draft gasification. Information on gasification of loose coffee husks in fixed bed down-draft gasification units has been gathered in a gasification project in Burundi (Amnex 9, lit.7). The experience vas not encouraging. Numerous problems related to the morphology of the feedstock (bunker flovy, high pressure drop, bridge formation in the bunker section, loy calorific value of the sas) vere encountered, and the project vas eventually stopped. Those results vere to be expected because this type of gasification equipment is only suitable for feedstocks vith a defined particle size in the range from 2 x 2 x 2 to 10 x 10 x 10 cm. For this reason, an experiment involving a small amount of briquetted coffee husks (see Volume II, Annex 8) vas executed in the laboratories of the Biomass Technology Croup, Twente University. Although the amount of briquetted coffee husks vas too small to allov for definitive conclusions, it appears that briquetting forestalls problema of bridge formation and bunker flov. Cas calorific values vere generally excellent. During the experiments, enhanced pressure drop over the gasification reactor vas apparent. Hovever, this probleu may vell be overcome by installing a continuous moving grate uhich vas not available in the test installation, as this equipment vas designed for wood blocks only. 4.21 At present, fixed bed down-draft equipment is only commercially proven in capacity ranges up to about 250 ke e. This means that the capacity of commercial eqtiipment is too small to cater for the in-plant needs of the Ivorian coffee industry. However, as numerous pover plants in the 50 - 200 kWe range are in operation in C8te d'ivoire, duration tests vith briquetted coffee husks in down-draft gasification equipment are vorthwile and should be executed. 4.22 Fixed bed up-draft gasification. Fixed bed up-draft gasifiers are commercially available in capacity ranges up to about 200 kW. Experiences vith systems operating on savdust and other fine materials are excellent and units have been in commercial operation for decades. Although no experience vith loose coffee husks in this type of plant is available, no major technical problems are anticipated. In view of the arguments given above as to the demand for pover plants in the 50 - 200 kwe range, the Mission proposes again to commission a number of duration tests vith coffee husk feedstock in this type of equipment. 4.23 "Open-core" sasification. Casification equipment of the "open core" type is specially designed to deal vith fine-grained, fluffy materials. At present, only commercial experience vith rice husk gasification is available: equipment has been in continuous operation for periods up to 15 years in China and Mali. In order to evaluate prospects for coffee husk gasification in this type of equipment, a emall amount of coffee husks vere gasified in the experimental unit of the Biomass Technology Croup, Tvente University. Again the amount of feedstock vas - 55 - too smll to drav definitive conclusions. Results of the experimonts are described in Volume II* Anmex 6. 4.24 Fluidized bed pasification. At present, no commercial fluidised bed gasifiers operating on coffee husk (or aay other type of biomass feedstock) are in operation. Available equipment ca be classified as developmental or demonstration units. Iovever, commercial fluidised bei gasifiers are expected to be attractive in the 0.5 - 3 MW range and are specially designed to deal vith fine grained feedstocks. For this reason, commercial equipment may become available in the future that could be installed at Ivorian coffee decortication plants. Therefore, the Mission recommende that the results of existing pilot and demonstration fluidized bed gasifiers be monitored and evaluated as to their suitability for coffee huaks. Briquettina 4.25 An overviev of densification characteristica of coffee huaks is Siven in Volume II. A tentative conclusion is that the quality of the briquettes and operational characteristics of the briquetting press are somevhat disappointing, shoving low vet-air resistance, a high degree of brittlenesap relative high energy needs in the production procesa and low production capacities. Based on those data, coffee husk briquette production for (grate type) boiler fuel purposes is not an economic proposition. 4.26 Volume II, Annex 8 presents factory production costs of coffee husk pelleta, based on a study which assumes that a rapid pelletizer can be used while maintaining a certain product (pellet) quality. Costs of such a process are considerably louer compared to a linear briquetting press. Hovever, conuiderably more experience (especially in relation to equipient vear and pellet quality) muet be gathered in duration tests, before this option merits serious attentionon. Case Studys Aboisso Coffee Processing Facility 4.27 Detailed data are available oaly for UNICAFE factories so options for on-site energy generation vill be tailored to UNICAFl plants. This procedure vill, nevertheless, yield conclusions ttht can be generalised to the majority of coffee decortication plants vhich operate in Côte d'Ivoire. More apecifically, the Aboisso decortication plant, vhich is the largest UNICAFE facility, vill be considered in detail vith respect to the various residue utilization options. Production Level 4.28 Aboisso's rated production capacity is 45 tCC/hr. Its average production rate during the campaign is 85X of rated capacity. At the Aboisso plant, the firé annual production level is 41,000 tCC/yr, - S6 - corrosponding to 1,072 amiual eparating hours. As indicated in Table 4.2, Aboisso's production peaks in a 3 month poriod between January and April. Table 4.2: ANOUNT OF PROCESSED COFFEE CHEMIES AND ELECTRICITY SUWPLIED BY EECI TO A MOISSO COFFEE OECORTICATION PMwr OURIN6 11E 1904A85 CAWAION EECI-SUpplled Amount of Electriclty Processd Cof fe Cherrle (1/mooth> october 13,200 November 15,OI - Doember 32,400 911 Janusry 164,400 6,835 Februsry 355,200 20,399 Nsrch 314,400 17,119 Aprl 211,200 5,332 May 153,600 757 June 144,000 - July 129,600 - August 147,600 - Septeimbr 25.200 - MTAL 1,706,400 51,433 Residue Supply and Uie 4.29 The corresponding firn residue supply is 16,400 t of residues par year. Th. main part of the residues is currently incinerated on the field. SoMe of the ashes are collected by vomn from the village for omall scale soap munufacturing. A small amount of the huike is used for soil improv«ment in banana plantations. Energy 6eeration Capacitr 4.30 At present, internl .lelctric power needs'at the Aboisso plant are met by UCI-supplied electricity vith back-up from 640 and 360 kWe generators fueled vith DDO and gas oil. During the campign, electricity is consu.ed at a maximum power rate of 74 kW. Off-campaign, the maxim electric pover consumption amouats to 240 kW a Average pover consumption during campaigu and off-caupaign amounts to 30 sud 140 kV reBpectively. As liquid fuel consumption data are ouly given for the factory as a whole (including the fuel used for transport purposes and the back-up diesel gensets), the fuel consumption of the DDO-fueled coffee dryers could not b. established in detail. Hovever, in vie, of the proces: characteristics, they are expected to be relatively minor. - 57 - Hueray Consumption 4.31 The firm annual electricity consumption for coffee processing amoumts to 0.677 GWh. Seoides this, the factory uses electricity for other purposes (e.s. cocoa production). The f irm leval of additional electricity consuuption is estiuated st 0.9S GCh lyr. Thus, the fira level of total electricity consuuption amouats to f.63 GWVhlyr. The firm yearly Sas oil consumption is 11,439 l/yr, the firm yearly DDO consumption is 30,0S3 l/yr. Alternative Coffee Husk Processina Scenarios 4.32 In this section, a continuation of the present energy generation and coffee huski processing practice ) ANNUALIZED CAPITAL COSTS 4,999 38,844 43,843 18,184 e 127,050 aZ 145,234 a/ 18,717 a/ 133,624 a/ 152,341 a/ (25,415 237,751 263,166) bl (26,342 244,325 270,667) b/ ANNUAL OPERATION AND MAINTENANCE COSTS - EECI-purchased electrîcity 162,750 0 162,750 8,50S O 8,S5O 8,505 O 8,S05 (0.105 US$/kWh> - ODO (back-up only) 7,082 3,332 10,414 0 0 0 O O O - Labour 2,775 0 2,775 24,150 0 24,150 24,150 D 24,150 - Incineratioo/storage 250 0 250 593 0 593 1,172 0 1,172 area (0.025 USS/02 yr) - ChelIaIs O O O 1,050 2,100 3,150 3,990 7,980 11,970 4, - Maintenance 6,960 6,960 13,920 15,660 a/ 15,660 a/ 31,320 a/ 18,301 a/ 18,301 a/ 36,603 a/ (32,460 32,460 64,920) hi (35,101 35,101 70,202) _/ TOTAL 184,816 49,136 233,952 68,142 a/ 144,810 a/ 212,952 a/ 74,835 a/ 159,905 a/ 234,740 a/ (92,173 272,311 364,484) b/ (99,260 287,406 386,666) b/ Cost per unit processed 11.27 3.00 14.27 4.16 a/ 8.83 a/ 12.98 a/ 4.56 a/ 9.75 a/ 14.31 a/ coffee husks (UK ft) c/ (5.62 16.60 22.22) b/ (6.05 17.52 23.58) bi Cost per unit consuzed 0.114 0.03 0.144 0.042 0.089 a/ 0.131 a/ 0.046 a/ 0.098 a/ 0.144 a1 electrIcIty (US$/kWH) c/ (0.057 0.167 0.224) b/ (0.061 0.177 0.238) b! Cost per unit surplus - - - - - - 0.017 ai 0.037 a/ 0.054 a/ electricity (US Dis ont Ratie Incresse of Investment cost of alternative systeus B1 and Cl by 20S a/: - Syste. 81 (versus A) 10.S 7.6 8 -69.9 S1,225,400 - Systue CI (versus A) 4.2 3.1 32 1294.7 2,734,000 Dererse of elactricity purchse and sales price by 20O: - Syste. 81 (versus A) 11.7 7.9 9 -49.8 SO.030/kWh - Systes CI (vertus A) 4.5 3.1 32 994.2 50.021/kWh !X Systea A a exlsting systea. Systes 81 a scenarlo 8 wIth under-faed furneo. System CI a soenerlo C with under-feed furnaoe. Econooic Analysis 4.40 Economic cost calculation for the various options are presented in Table 4.5. A comparison vith Table 4.6 beaurs out that economic pricing results in a reduction of total cost of the scenarios A, B1 and Cl by 26.6X, 13.22 and 12.71 respectively. These reductions suggest that the attractiveness of the alternative scenarios relative to scenario A might deteriorate to soms extent as a result of economic pricing. This is also evidenced by the louer rates of return. The economic rate of return of 81 vith respect to A, i.e. 7%, is not fully adequate. On the other hand, the feasibility of option Cl is not affected with an economic rate of return vith respect to scenario A of 382. Even the gasifier/combustion system variant C2 remains feasible vtith an ecoàomic rate of return of 13X. - 61 - Conclusion 4.41 If surplus electricity can be delivered to the CECI grid at an average tariff of 50/kWh or higher, both the under-feed furnace and the gasifier/combustion system variant of the surplus production scenario C become fessible. The under-feed furnace variant of scenario C is still feasible even with an extremely low IUCI procurement tariff of lc/kWh. Utilization of biomass vaste for factory electricity needs only vith the under-feed furnace variant is hardly feasible and vith the other variant 1i not feasible at all in the case of Aboisso coffee decortication plant. Table 4.5: ECNOMIC ANALYSIS OF HUSK PRDCESSIN6 AND ENERBY SCENARIOS AT ABOISSO COFFEE DECORTICATION (USS/YR) Conversion A B C - Factor Local Foreign Total Local Forelgn Total Local Foreign Total Local Cost Cost Cost Cost Ooet Cost Cost Cost Cost Annual Capital Cost: A .54 2.52 36.31 38.83 a1 .57 9.77 ai 120.14 a/ 129.91 a/ C1 .56 9.89 a/ 126.35 a/ 136.23 aW C2 .43 10.26 bi 224.60 b/ 234.86 bi C2 .43 10.71 b/ 230.80 b/ 241.51 b/ Annuel Operating and Maaintennce Coats: Chemicals .87 .68 2.36 3.05 2.60 8.98 1t1..58 Labor Skilled .70 8.35 8.35 8.35 8.35 Smi-skilled .63 .99 .99 4.60 4.60 4.60 4.60 Unskilled .69 .82 .82 3.30 3.30 3.30 3.30 s Maintenance, variant 1 .87 6.05 6.96 3.01 13.62 a/ 15.66 a/ 29.28 a/ 15.91 ai 18.30 a/ 34.22 a/ M aintenance, variant 2 .87 28.23 h/ 32.46 b/ 60.69 h/ 30.52 h/ 35.10 h/ 65.62 hi Fuel Costs (DDO) .57 2.88 5.34 8.22 Storage .87 .22 .22 .52 .52 1.02 1.02 Electricity .67 109.65 109.65 5.73 5.73 5.73 5.73 Total 123.13 48.61 171.74 46.57 a/ 138.16 a/ 184.74 a/ 51.40 a/ 153.63 a/ 205.03 a 61.67 ;/ 259.42 ;/ 321.10 6/ 66.83 ;/ 274.88 ;/ 341.71 6/ aW Under-feed furnace b GasuIf iericombustion system Table 4.6: FINANCIAL ANALYSIS OF HUSM PROCESSING AND ENERGY SCENARIOS AT ABOISSO COFFEE DECORTICATION PLANT (US$/YR) Scenarlo A B C Local Forelgn Total Local Foreign Total Local Foreign Total Cost Cost Cost Cost Cost Cost Cost Cost Cost Annuel Capital Cost: 5.00 38.84 43.84 18.18 a/ 127.0S a/ 145.23 a/ 18.72 a/ 133.63 a/ 152.34 ai 25.41 b/ 237.75 b/ 263.17 bI 26.34 bi 244.32 bi 270.67 bi Annual Oparating and Maintenance Costs: Chau cels .79 2.36 3.15 2.99 8.98 11.97 Labor Skilled 12.00 12.00 12.00 12.00 Sesi-skilled 1.58 1.58 7.3S 7.3S 7.35 7.35 Unskilled 1.20 1.20 4.80 4.80 4.80 4.80 maintenance A 6.96 6.96 13.92 15.66 a/ 15.6z a/ 31.32 a/ 18.30 a/ 18.30 a/ 36.60 a/ Maintenance B 32.46 b/ 32.46 b/ 64.92 b/ 35.10 b/ 35.10 b/ 70.20 b/ Fuel Costs (DO0) 5,07 5.34 10.41 Storage Area .25 .25 .59 .59 1.17 1.17 Elactricity 162.75 162.75 8.51 8.51 8.51 8.51 TOTAL 182.81 51.15 233.95 67.88 a/ 145.07 a/ 212.95 a/ 73.84 a/ 160.90 a/ 234.74 a/ 91.91 b/ 272.57 bi 364.48 bi 98.26 i/ 288.40 b/ 386.67 b! 1 oC Cost per effective unit 0.144 0.131 a/ 0.039 a/ w electricity (kWh) 0.244 b/ 0.065 b/ I Incremental cost of surplus - - 0.0002 a/ electricity (US$/kWh) 0.03S bJ Payback period of total - 8.8 a/ 3.5 a/ Investment w.r.t. existing 22.2 bl 7.0 b/ system (years) Payback period ot Incremental - 5.9 a/ 2.4 a/ investment w.r.t. existing 18.2 b/ 5.8 b/ syste (years) Financlal rate of return - 14.0 a/ 42.0 a/ w.r.t. existing syste. (%> -4.0 b/ -15.0 b/ e/ Under-feed furnace. bi Gasifler/combustion systeo. - 64 - y. UsC Mus Sumiary and Conclusions S.1 The Ivorian agricultural paddy producing system is almost completely rainfed. This system produces one paddy crop per year. Conaequently the rice milling operation is limited to a fev (3 - 4) months per year, thus resulting iu very loy factory load factors. The industrial rice milling sector is also limited by the lov official paddy procurement price, as compared to the (higher) unofficial paddy prices paid in the traditional (village) sector. Reportedly, the paddy quantities offered to the industrial mills merely constitute the surplus vhich cannot be absorbed by the village processors. 5.2 The Ivorian rice milling industry broadly falla into three mill categories: (a) large scale industrial mills vith a paddy processing capacity of 6 - 12 t/hr. Those factories at present are powered by ESCI grid-supplied electricity; (b) medium scale industrial mille vith a paddy processing capacity of 2 - 4 t/hr. The amaller industrial plants are also povered by EECI electricity; (c) sal1 scale village aille vith a probable paddy processing capacity of about 0.5 - 1 t/hr. Depending on their location, those plants are either pouered by UECI electricity or by diesel generators. The Ivorian rice aille are characterised by the absence of parboiling facilities (vhite rice milling), so the mills have no procesa steam de&*nd. This *tudy aalyses rice husk-based energy options for t>pical mills in the three capacity ranges mentioned above. Large Industrial Mill. 5.3 The mission has come to the conclusion that the best conceivable technical option for this mill type consiste of installation of a fluidised bed combustion system in combination vith a steam boiler/turbine pover plant. This technology has a proven track record of several operating years in the USA. Based on this technology, tvo alternative scenarios have been considered: Scenario As generation of the in-house pover demand of the mill uig rice huaks. - 65 - Scenario BS generation of the maximum possible electricity using available husks. This scenario assumed sales of surplus electricity to the EECI grid. 5.4 The finaneial and economic analysis makes clear that both options eannot compete vith current operating procedures (purchase of pover from the E CI grid). Scenario A leads to an effective electricity cost of US$0.325/kWh, and can be discarded outright because it is much highor than the electricity cost from the EECI grid ($0.122/kWh). Scenario B results (on an incremntal bas9s) in a pay-back period of 36.1 years and a negative value of the financial rate of return. Therefore, this scenario is also not financially feasible. Medium-Site Industrial 1ill1 5.5 The best conceivablo technical option for mills in this capacity range is a rice husk fixed-bed ("open core") gasification pover plant. The technology has a rroven track record of 15 - 20 years in two developing countries (People s Republic of China, Mali), though they require special diesel engines and operate et relatively low efficiencies. 3.6 The financial analysis indicates that, at present, the "open coreo gasification system i. not financially or economically feasible in comparison to pover purchased from the HECI grid. The main factor influencing the gasifier system's performance is investment cost, which at present is $383,600 (160 kW) and vould have to come dovn to approzimately US$ 150,800 in order to attaln financial featibility. The mission is of the opinion that the quoted price of systems of this type msy be unrealistically high, due to lack of installation and operation experieuce of the current supplier, who holdo a recent licence from China. Therefore, the price developmont of systems of this type should be closely monitored. hall Village Mille 5.7 The best conceivable technical option for rice mills in this capacity range is a locomobile reciprocating steam engine pover plant. The fin4ncial and economic analyses coma to the conclusion that, given estimated mill load factors, this option is not yet feasible vhon compared vith diesel-generated pover, though an anticipated reduction in investment coste means that this option ehould be kept open for the future. The Rice Millins lndustry 5.8 The C6te d'Ivoire in a net rice importer. In 1982, the total white rice consumption vas e8timated at 565,000 t, of which 257,000 t (63X) vere imported and 208,000 t (37X) produced locally. Those figures - 66 - indicate that there is scope for increased local rice production and enlarged domestic rice milling activities. 5.9 In the C8te d'Ivoire, locally produced paddy is processed through three different circuits: (a) traditional handpounding caters to personal or family demand; (b) mall scale rice mills, as a rule, satisfy the village andior regional consumption; and (c) industrial rice mills produce for the national market, especially the large population centers. Production Level and Industrial Structure 5.10 The major part (more than 90X) of the paddy produced in Côte dIvoire is rainfed; only about 10 of the production is groun on irrigated fields. As rainfed fields produce only one crop per year, this factor has an important influence on the efficiency of the Ivorian rice milling industry. In Côte d'Ivoire, rice milling is a highly seasonal activity, which leads to very low load factors of installed milling capacity. 5.11 In 1982/83, total domestic paddy production amounted to about 400,000 t. Of this amount only 35,000 t (9X) vas milled in industrial ricemills. Of the remainder about 71X vas processed in the two traditional circuits and about 20% vas either used as seed or lost. 5.12 The above rough figures indicate that industrial rice mills oniy proces. a relatively modest share of the locally produced paddy. It appears that one reason for this is the lov official paddy procurement price of the industrial mills, as compared to the (higher) unofficial paddy prices paid in the traditional milling sector. It is reported that the paddy prese tly offered to industrial mills merely constitutes the surplus vhich cannot be absorbed by the traditional sector. 5.13 By Ministerial decree in June 1982, six private companies have been officially charged vith rice procurement, storage, milling and distribution. Those companies are supervised by the SSPA (Caisse de Stabilisation et de Soutien des Produits Agricoles). The main features of the industrial riceÂilling sector in Côte d'Ivoire are outlined in Table 5.1. - 67 - Table 5.1: INSTALLED INWSTRIAL RICEMILLING CAPACITY (1983) AND PROCESSED PAODY AOTS <1980/1-1983/84) OF IVORIAN RIOE NILLS Nominal Annual milling miliing capoc ity cpacitty Processéd mount paddy (-Ivr) Compeny Location (t/hr) t/yr) aÈ 1980/81 1981/82 1962/83 1983/84 AGRIVOIRE Son Pedro 1 x 6 19,800 2,296 1,356 117 1.809 IGESCO Seguela 1 x 6 19,800 2,645 712 2,421 645 SOCi»O Odienna 1 x 2 6,600 979 852 1,376 515 SODAGRI Korhogo 1 x 4 13,200 13,631 4,436 5,493 Bouno 1 x 2 6,600 4,946 1,616 953 2,139 SCRIZCO Yaoussoukro 2 x 6 39,600 6,723 2,701 18,248 Bongouanou 2 x 6 39,600 7,921 271 - 27,646 Bou*ke C1x6)b/ (19,800) b/ - - - UNIRIZ Daloa 2 x 6 39,600 3,030 1,251 4,668 17,89 9agnoa (2 x 6) b/(39,600> h/ - - - - mon -ci - c/ 2,448 461 - Touba -c/ - c/ _ - _ TOTAL 56 184,800 56,295 16,731 34,741 50,649 TOTAL (enticipated) (74) d/ (244,209) dZ / Assuming oroational capecity at 75% of nominal copocity end 4,400 active plant hours pW yrer. b/ Prasontly out of order; figures in parenthèses denote expected copocity In the near future. ci Out of order; closed. Î( Expected Industrial milling capocity in the near future. Sources: BETPA (1985) Hirsch (1984) 5.14 Prom the data, the prevailing overcapacity in the industrial sector is clear. In the campaign year 1983/84, the existing milling capacity vas only utilized at 27% of capacity. If paddy procuremmnt policy remains unaltered, even lover utilization rates of industrial milling capacity may occur in the future. 5.15 Although in the 1983/84 campaign year roughly 230,000 ton paddy must have been milled in the traditional sector, no firm information, - 68 - especially with respect to aise and distribution of village riceuills, is available. lesidue Availability 5.16 Rice milling generates 3 types of residues or byproducti i.e.s rice husk (including straw and other dockage), bran (broken rice) and rice meal. The latter two producta, because of their food value, are usually sold as cattle and/or poultry feed, and vill not be evaluated uith respect to their energy-generating potential. 5.17 lice husks merit serious consideration vith respect to their potential energy value. Basic fuel-related characteriatica of rice huaka are given in Table 5.2. In addition, some other basic points should be taken into considerations (a) Rice huaks constitute a vorthless refuse vithout any food value. At present, in Côte d'Ivoire, rice huaks are effectively unused and sometimes pose an enviroamental problea in the area surrounding ;e mi-l. Alternatively, ailla have to incur costs for husk hk,- to a disposal area; and (b) The volume of husk ejected by a ricemill is equal to the volume of paddy fed to the dill. lice husks are too bulky to be stored and muet be burned on the spot. Table 5.2: RIOE HUSK CHARACTERISTICS average bulk dsosity (kg/s) 150 moisture oontent (<) 6 - 11 lower heating value d.b. 12.5 - 16.0 proximote analysis volatile motter ( 55 - 65 f lxed carbon (S) 13 - 1l ash (S) 16 - 23 ultlmate onelysis: carbon (S) 36 - 40 hydrogen (<) 4.5 - 6.0 oxygen (S) 28-33 n trogen (S) 0.5 - 2.0 sulfur (S> 0.05 - 0.15 minerais (O> 16 - 23 composition of ricebulil ash (d.b): S102 (1 89 - 94 K20 (S> 0.5 - 2.0 No2n (%) 0.3 - 1.8 Cao (S> 0.2 - 1.0 MgO (S) 0.3 - 1.0 Fe203 ($) 0.2 - 0.4 P205 (S> 0.2 - 0. S03 (S) 0.3 - 1.0 Cl traces - 69 - 5.18 Percentages of husk in paddy vary videlyp but 20X can be taken as a fair average. Some varieties in Italy show rice husk percentages as low as 142, vhile varietieo in other countries reach as high au 26-27S. In sous countries, particularly those that harvest a fora of stalk rice, the tera "husk" in sometimes thought of to include aIl dockage that is brought to the mill from the paddy field. la this case there is a disproportionate amount of otrav. Therefore, apart. from differences in the techniques of collection, cleaning and milling, the rice husk percentages found in literature can also be explained by local tenrinology. 5.19 Industrial ricemills in Cke d'Ivoire, according to local data, produce about 250 kg of husk and dockage per ton of dilled paddy. An envisaged improvement in milling practice vould reduce husk production to about 200 kg/t, vhich corresponds vith literature data. Based on the above data, milling of 51,000 tons of paddy (the quantity supplied to the industral mille in 1983/84) must have resulted ia a yield of 10,200 ton huaka at the different factory sites. In the sae year the traditional sector (mlliig about 230,000 tous of paddy), 8enerated approximately 46,000 tons of husk in a dispersed amner. Rice Mili Hueray Consumption 5.20 While the installed pover of a rice mill can vary considerably according to ths type of mill and many other factors, the general consensus is that 2.0 to 3.0 kWh are needed for milling 100 kg/hr of paddy, the figure declining someubat as the mill sise increases. In sophisticated mill the installed pover requireaent cau be twice as high as in simple ailla of the saoe sise. When ancillry operations (drying, storage, threashing of stalk rice) are carried out, the pover requiresent can be tripled. Table 5.3 shows pover requirements of specific mille. Variations are obvious snd the conclusion can be dravu that each installation must be planned according to its ovn requirements. Table 5.3: RICE MILL POE REUIR"3ENTS Paddy Input (t/hr)A Mnufcturer Power R.qulrsot (kW) (kWh/t) 0.25 Stske 7.5 30.0 0,50 Satake 18.5 37.0 1.20 Sutake 27.0 22.5 1.40 Schule 37.5 27.0 1.70 COR 32.5 19.0 3 - 4.5 Sutdw 100.0 22.2 - 33.3 4.00 Satake 48.0 12.0 4.00 Sotake 85.0 21.0 4.00 Dandakar 90.0 22.5 5.00 Schule 112.5 22.5 - 70 - 5.21 Based on the type of operation as vell as on mission findings (Daloa rice mill), the average power consumption of the rather sophisticated (return shellers, multiple break systems, elevators, grading equipment) industrial ricemills in Côte d'Ivoire vas estimated at 40 kWhlt paddy. There is no need for process steam, as the Ivorian industrial mille have no parboiling facilities for white rice milling. The mille employ oil-fueled paddy dryers to reduce the paddy moisture content to a value below 132 before storage. Dryer fuel costs reportedly amount to approximately CFA 150 per ton of paddy and per each percent of moisture to be removed (approximately l 1 fuel oil per ton of paddy and per each percent of moisture content reduction). As paddy vith a moisture content above 14X is not accepted at the mill, the fuel costs of paddy drying are negligible, i.e. less than CFAF 150 per ton of paddy. 5.22 The smaller and less sophisticated village mills vere not studied in detail during the mission. Hovever, on the basis of experience, their average pover consumption will be estimated at 30 kWh/t paddy. Potential for Energy Self Sufficiency 5.23 In principle, the pover requirements of a rice mill can be covered either by a rice husk-fired boiler steam plant or by a rice husk- fueled gasification system. On the basis of a (conventional inclined step grate furnace) rice husk-fed boiler efficiency of 40 - 50% (fs compared to 80% or more for a oil fueled boiler), 1 kg of rice husks vill produce &ipproximately 2.5 - 3 kg steam. For reciprocating steam engines and steam turbines, the steam rates (depending on the degree of superheating) vary betveen 10 - 14.5 kg steam/kWh, i kg husk vill produce a conservative average of 0.20 - 0.25 kWh, bringing the overall efficiency of a rice husk fed steam boiler/steam engine plant to approximately 5%. Therefore, assuming 20X husk production from paddy* the effective avs4ilable pover from a husk-fired boiler steam system (40 - 50 kWh/t paddy) is sufficient to cover the energy requirements of the vhite rice miiling operation (30 - 40 kWh/t paddy). 5.24 Rice husk-fueled gasification systems effectively consume approximately 3.5 - 4.0 kg rice husk per kWh. Therefore, vith 20% husk recovery from paddy, the effective possible pover production by means of a rice husk gasifier vill amount to about 50.0 - 57.1 kWh/t paddy, which is again more than sufficient to cover the mill's energy requirements. Rice Husk-Based Energy Options in Ivorian Ricemills 5.25 This section is concerned vith the economics of rice husk utilization for pover goneration in Côte d'Ivoiee. Possibilities vill be evaluated for larger industrial mills, for medium-size industrial mills as vell as for a typical small village type of operation. 5.26 Rice husk gasifiers. The combustion or gasification of rice husks for energy purposes presents a problem because of the production of - 71 - rice husk ash. Approximately 202 of the initial weight of the rice husks remains as a residue after burning or gasifying. This ash residue is 95% silica. Entrainment of the ashes in the hot gas stream creates extreme vear on boiler tubes andtor êsh cleaning equipme»t. Suspension and fluidized bed combustors show high maintenance costs resulting from riee husk ash abrasion and corrosion. Quite a number of oxperimental combustors and/or gasifiers have performed reasonably vell during pilot operation but failed when scaled up to operational size. Typical wood combustion technology does not take into account the destructive characteristics of rice husk and rice husk ash. 5.27 Rice husk furnacee. The 12ditional rice huak furnace is of the indirect step-grate type. Fuel feeding to the top of the grate ean take place by gravity alide, rotary valve or vibrating feeder. Prolonged users' experience shows that a satisfactory high-yield combustion cannot be effected by means of this furnace. A better combustion efficiency is attained by a movable inclined step grate, generally conaisting of a rigid grate part, the angle of inclination of which can be regulated, and a mechanically operated two zone feed grate. This configuration makes it possible to seperately control the rice husk introduction zone, the combustion zona and the residue zone. The major disadvantage of this grate system is its cost, so it is normally only installed in large mills vith a steam demand of 5,000 kg/hr and above. Fixed bed doun draft ("open core" type) rice husk gasifiers in combination with internal combustion engines in a capacity range of about 100 - 150 kW have been in operation in China and West Africa (Mali) for 15 years. Recently the system has been introduced in Thailand, while somewhat amaller pilot plants (15 - 25 kW) are undergoing field tests in Indonesia. Fluidized bed combustion and air suspended cyclonic turbulent flow furnaces have been installed in Malaysia (see para. 5.30) while, recently in the United States, a fluidized bed rice husk gasification/combustion system has been developed and commercialized. Utilization of Rice Husk Ashes 5.28 Whenever rice husks are converted to energy, a residue remains. At the lowest level, this residue amounts to the percentage of ash in the variety that vas converted, i.e. 17 to 22% of the veight of the original paddy husk. The upper veight limit of the residue it about 35% of the initial weight. This represents conversion of only the volatiles present in' the raw husk and no burning of the carbon ç-oduced in pyrolysis. 5.29 The char/ash residue can be utilized in many different ways. Table 5.4 summarizes some technically-proven commercial opportunities for husk char/ash utilisation. Whether any of those possibilities can be realized in the Côte d'Ivoire vas not studied by this mission. For this reason, at present, the commercial value of rice husk ash/char vill be set at zero. Hovever, as soon as the industrial rice mill sector comes up to full production and rice husk conversion equipment is installed, the opportunities should be studied in detail. - 72 - Table 5.4: PRONEN COWMEACIAL OPPORTUlIlTIES FOR RICŒ HUSK AS/CHAR UTILIZATION ApplIcation Type of ash/char Sweeping end floor clenning LC Fertilizer anti caking agent LC Steel Ingot insulation mC Muic mehdia for surface control mC Filler aterlal grilt toothpaste LC i1at Insulation brick LC Cer.ics LC Soap Ingredient from ash LC Type of ash: LC - Low carbon ast MC a Hlgh carbon ast Large Scale Inwdutrial Ricemilla Technical Options 5.30 Vith respect to on-site pover generation in the capacity range required by a typical large scale Ivorian ricemill (paddy milling capacitys 12 t/hr; installed pover capacity approximately 480 kw>, a number of technological possibilities vere carefully evaluateds (1) nluidised bed gasification and subsequent utilisation of the producer gas la an internal combustion engine. This is the technology vith the best long-term economic prospects. Hovever, at present, only relatively amall developaent and pilot projects are in operation. Cas cleanup problems are reported and do not seem to be adequately solved yet. For this reason the full-scale commercial installation of a plant of this type cannot as yet be recommended. (2) Fluidised bed combustor la combination vith vatervall/watertube steam boilerlturbine syste_s. Fluidized bed combustors, although ablet to efficiently convert rice hulls, reportedly suffer frooi high maintenance costs as vell as a hot gas cleanup problea that has not been economically solved to date. A pover plant of this type (350 kW) vas installed at Telok Kechai (Nalaysia). Apparently there have been technical problema vith the system. The Malaysian National Paddy and Rice Authority is reported to be considering measures to upgrade performance of the plant. For this reason, installation of a system of this type caanot be recommended. - 73 - (3) 1igb temerature ai-supended cyclonic turbulent flow furnaces la combination vith vatervail stem boiler/turbine system_. A demonstration project of this type was installed in Jerlun (Malaysia). Information about system performance is scanty. However, the Malaysien National Paddy and Rice Authority reports operational problems ant plans to upgrade performance. FVr this reason, it seeme too early to recommend installation of an identical plant in Côte d'Ivoire. (4) Noving inclined step grate furnaces in combination vith steam boiler/turbine systm_ . A number of these plants are in commercial operation, and, under favorable circumstances, they present an economic alternative to diesel power generation. Installed investment Costa of systems of this type in the 300 - 500 kW range are &round US$ 2,000 per kW of net generating capacity. The disadvantage of this system la the high maintenance costs because of fly-ash deposition, which does not appear to have been overcome completely by especially large fire rooms and smoke tubes. (S) Vluidized bed gasification systen folloved by combustion of the 8gas nd pover production by mens of a steam boiler/turbine syste (") bl vs. existlnç syste. -14 -10 a! Equlpeent lifetims used In onnualIzing capital costs ère: existing system - 30 ve ars; Scenarlo B - tS yeors; Scenorio C - 15 yeors. bl Puy-back perlod and financlal rote of return of Scenarlo B ore bosed on an essumsd veraogs E£CI procurement ,rice of surplus power of 0.05 USS/kWh. - 77 - 5.34 The incremental generation coQt of surplus electricity when comqpred to the existing systeo is US$ 0.461 per effective kWh. Evidently, this is prohibitively high. Assuming EECI in willing to purchase surplus electricity at a price of 0.05 U8$/kWh, the resulting pay-back period of investment is very high - 34.2 years on an incremental basis. Correspondingly, the financial rate of return of system B is negative. Hence, both systems are not financially feasible. 5.35 Table 5.8 considers the sensativity of the f imancial performance of systems B and C with respect to changes in the investment costs pertinent to these systemu and vith respect to EECI's purchase price of surplus electricity. The results of the sensitivity analysis indicate the the unfavorable financial performance of systems B and C is quite insensitive vith respect to these parameters. For system C to become financially feasible, the associated investment costs have to come doun from US$ 2,316,500 to 5799740 or EECI's procurement price has to go up from the assumed US$0.05/kVh to $0.172/kWh. Hither one of those events la highly unlikely to materialize in the foreseeable future. Table 5.8: SENSITIVITY ANALYSIS OF THE FINANCIAL PERFORMANCE 0F SYSTEMS A AND B A0AINST THE EXISTINS SYSTEN FOR A LARBE SCALE INDVSTRIAL RHCE MIU IN COTE D'IVOIRE NPV at 10% Critical Value of Pay-Bac* PPriod (Yr) Dlcount Conting.acy Parmenter Total Incremental IRR Rate for which NPV a O Contingeacy lnvestmeet Investoant (S) (o00 USS) (USS) Roduction of Investemnt oost * by 20S - Scenarlo 8 40.3 38.2 -12 - 1,20.6 426,570 tSS - Sconarlo C 28.5 27.1 -7 - 1,158.4 579,740 USS Increase EECI pro- curemnnt price of surplus electricity by 20% to 0.06 USS/kWh - Scenarlo C 32.5 31.2 -9 - 1,536.0 S 0.172/kWh Economic Analysis 5.36 The conversion from financial prices to economic prices (8ec Table 5.9) implies a reduction of total cost for the existing syste«, - 78 - Scenario B and Scenario C by 2.0%, 10.7%, and 10.4% respectively (see Table 5*9). Thus, the alternative systema turn out to be slightly less unattractive in the economic appraisal when compared to the financial analysis. Nevertheless, the alternative systems remain too expensive by a vide margin compared to the existing system. This is evidenced as vell by the negative economic rate of return for the alternative systems, resulting from the economic cashflov presented in Volume 11, Annex 7, viz. -11U and -8% for alternative system A and alternative system B respectively. Bencs, the financial conclusion is not affected by the economic analysis. Conclusion 5.37 For large-scale industrial rice mills it is neither financially nor economically feasible to replace the power currently purchased from the grid by internally generated electricity using rice huoks available on-site. An important reason for this is the very low load factors of rice mills operating in a one harvest per year agricultural system. Nedium-Scale Industrial Nills Technical Options 5.38 As can be seen from Table 5.1,. not all Ivorian rice mille are of the 12 t/hr paddy class. The ICESCO mill at Seguela, the SOCIDO mill at Odienna aad the SODAGRI mills at Korhogo and Bouna var/ in capacity from 2 - 6 t/hr of paddy, and have installed power capacities varving between 70 and 200 kW. A typical example in this capacity range is the SODACRI mill at Korhogo, vith a nominal milling capacity of 4 t/hr paddy and an installed pcaer capacity of 140-160 kW. 5.39 For plants of the Korhogo type, a different technological option for on-site husk based pover generation exists: the "open core" fixed bed rice husk gasification system in combination with a spark ignited internal combustion gas engine. A detailed technical description of the system is in Volume II, Annez 7. Installed investment costs are also detailed in Volume II, Annex 7. Pover plants of this type have been in continuous operation for periods between 10 and 15 years, both in China and West Africa 'dali). 5.40 Table 5,10 gives an overview of assumed standard parameter values for a medium-scale industrial rice mill of this type in Côte d'Ivoire. Table S.9: ECONMlC ANALYSIS OF EXISTING AND PROPOSED INDUSTRIAL RIOE NILLS (USS/y.ar) Conversion A B C Factor Local Forelgn Total Local Forelgn Total Locel Forelgn Total Local Cost Coit Cost Cost Cosf Cost Cost Cost Cost ANNUALIZED CAPITAL C0ST: A .52 482 8,322 8,805 - - - - - B .63 - - - 24,728 242,225 266,953 - - - C .63 - - - - - - 24,728 248,428 213,156 ANNUAL OPERATING AND MAI NTENANCE COSTS: Lubricants .87 - - - 1,696 7,800 9,496 2,645 12,168 14,813 Chemicals .87 - - - 1,250 3,750 5,00 2,250 6,750 9,000 Labor Skilled .70 2,087 - 2,087 8,348 - 8,348 8,348 - 8,348 Semi-skilad .63 1,315 - 1,315 5,259 - 5,29 5,259 S5259 UnsklIlled .69 - - - - - - _ _ N4aintenance .87 2,500 2,500 5,OO 24,348 28,000 52,348 25,217 29,000 54,217 Elactricity Costs .67 126,000 - 126,000 - - - - - - 8 Rice HuskS, Ash/Char .87 - - - - - - - - TOTAL 132,384 10,822 143,206 65,628 281,775 347,403 68,447 296,346 364,793 - 80 - Table 5.10s ASSUJED STANDARD PARANETER VALUES OF A MEDIUM SCALE INDUSTRIAL RICE MILL IN COTE D'IVOIRE Parameter Standard Value nominal ilIling capacity (t paddy/hr) 4 owroe, milllng copacity (t paddy/hr) 3.6 averopg annuel production (t paddy/yr) 10,000 averoa annuel rice husk production (t/yr) ?,000 h.eting value rice husks (6,1/t) 14 price of EECI delivered power (USS/kWh) 0.105 price of rice husks - Financial Comparison 3.41 Table 5.11 presents an overviev of the characterimtics of a edium-scale industrial *ill povered by an "open core" rice husk poter plantp compatted to BECI grid connection. Installed investuent costs of the gasification syste« are dotailed in Volume Il, Annex 7. The surplus electricity that could be produced by a mill of this size is too small to be of interest to EECI, so a grid power supply option is not taken into account. 5.42 A comparative finatcial analysis of the ECI system and the gasifier poter plant is made in Table 5.12. The results bear out that the "open core" gasifier power plant clearly is not a financially feasible alternative to the existing SECI system. The gasifier plant han a negative financial rate of return and, correspondingly, a prohibitively high pay-back period of 26 years on an incremental bais. - 81 - Table 5.11: CHNUURCTERISTICS OF A SC6NWRIO FOR POWER GENERATION "Oçan Oored EECI Orid Gésifier Power Parameter Connection Plant - Internal *lectricity Consumption (4Wh/yr) 320 350 - Electrlcity production (NhO/yr) - 350 - Electrlcity purchased from EECI (MNh/yr) 320 - - Installed po»er capecity (kW) - 160 (Max) 140 Inom) - Instolled capacity EECI grid (kW) EECI grld (kW) 320 - - lnstelled diesel back-up Copecity (kW) 160 - - nitial Investment Instolled (1US) 6S,000 383,50 - Rico husk con_uptiîo (t/yr) - 1,120 - Oratin manpower eml-ukîilled 1 1 un-.kllled - 2 - Lubricants ) Rate Pareaeter Reduction of I nvest1ent cost Ioccmoble p[ant by 20% to USS 80,000 13.8 11.1 6 - 11,800 67,030 Incresse of diesel price by 20% to 0.48 USSAI 13.9 11.7 5 - 20,200 0.64 Economic Analysis 5.50 Resulta of a cost comparison after the introduction of economic pricing are shown in Table 5.19. Compared to the total cost in finacial prices, economic costs of the existing diesel option and the alternative steam locomobile option are 20.1X les and 14.8X less respectively. Hence, the introduction of economic pricing makes the alternative option even less feasible than the financial case. Accordingly, resulte shown in Volume I, Annex 7 indicate that the economic rate of return is clightly lover than the financial rate of return, i.e. 2S as against 32. Table 5.19: ECONOMIC ANALYSIS OF PONER SUPPLY OPTIONS FOR VILLAGE RIOE MlIS (USS> Conversion Diesel Locombi le Factor Local Forelgn Total Local Foreign Total Local Cost Cost Cost Cost Cost eCut ANNUALIZED CAPITAL C06t: Dlesel .52 151 2602 27S3 - - - Mobile .43 - -. - 405 11,47S 11,880 ANNUAL OPERATIN6 AND MAINTENANCE COSI: Lubricants .87 23 108 131 Sl 234 285 Lsbor Skiled .70 - - - - - - Sei-skilled .63 1,31S - 1,315 1,315 - 1,315 Unskiled .69 - - 1,030 - 1,030 Maintenance .87 293 293 587 147 147 293 Fuel Costs (000) .57 1.964 3.642 _.606 - - - TOTAL 3,746 6,645 10,392 2,947 11 ,856 14,804 - 88 - Conclusion S.S1 Uider conditions applicable to village rice mille in Côte d'Ivoire, generation of internal pover ueeds by eans of a rice husk- fueled locomobile pover plant does not yet preomet itself as a feasible alternative to a diesel pover plant. Hovever, if iuvestment costs decline as anticipated, it may be fiuancially attractive for certain mille in the near future. Thus, the c.i.f price of different systeme should be monitored and, if substantial price reductions are possible, the economic and financial costinge should b. re-evalvated. 89 - Annex 1 Page 1 of 5 PERSOiS AND PLACES VISITED 1. Gting"DtrIPARASTATAL ORGAKIATIOES Minist!y of Industry Ur. Anglie Anguie Director/DIPSI Ur. Charra Expert, Agroindustry Division Kr. Doubi Si Doubi Economist, Hydrocarbon Division Kr. Raba Chief, Industrial Statistics & Research SSCI Kr. Kroko Diby Director of Technical Research SOEMa Kr. Soundele Director General Kr. F. Gonin Director, Technology & Coanercialization Kr. Cissé Deputy Director, Techlnology & Comercialixation PAUIMIDUSTRIE Kr. Kone Dossongui Director Ceneral Kr. Konan David Technical Director Kr. Caltier Factory Kanager/Eloka Plant UK. Lopes Factory Kanager/Abidjan Plant Kinistry of Agriculture, Vater & Forests Kr. Kouisia Deputy Director, Planning & Management Division 2. RESRACS INSTITUTES Institut de Technologie Tropical (ITT) Ur. Kaiudou Traorvm Chief, Energy Program Kr. Blanc Âdvisor, Energy Program Laboratoire des Bitiments et Travaux Publics (LBTP) Kr. Thibon Director, Residues Program Kr. Steck Engineer Kr. Gayrard Engineer Annex 1 90- Page 2 of 5 Centre OR8TON Mr. A. Budelmun Chief, Dutch Center for Agronomic Research Institut de recherche du café et du cacao (IRCC) Mr. M. Izard Director Kr. [Ceffi %goran Agricultural Engineer Institut de recherche sur les fruits et les agrumes (IRFA) Kr. A. 801er Researcher Institut de recherche sur les huiles et oléagineux (IRBO) Mr. Berchox Director Mr. P. Guenseh Agronomist 3. OOFVBE INDUSTRY UNICAFE Mr. P.A. Rousseaux Director Ceneral Mr. Antoine Technical Expert Kr. P.Y. Huet Factory Nbnager/Anyama Plant Kr. Thomas Maintenance Mbnager/Anyama Plant Mr. Chavereau Technician/Anyama Plant Kr. Delestreu Maintenance Manager/IboiF'so Plant Nr. Antoine Personnel Manager/Aboisso Plant UTPA Wr. Calmel Director Ceneral Mr. Chicot Research Director Kr. Absalm RBsearch Technician Kr. Kone Lamine Fabrication Director/Daloa Plant Nr. Ano Josef Technical Director/Daloa Plant AGBIVOIRE Mr. Lefebvre Directory of Technical Services/ Toumbokro Plant 4.. SAWNILL INDUSTRY SociétA Industrielle de Thanry Wr. Ferrant Director General Kr. Lei Bi Patrice Factory Manager/8infra Mill - 91 - Aine: 1 Page 3 of 5 Compagnie Industrielle du Bois Mr. Chavenaud Directory of Technical Sérvices/ Saioua Mill Xr. François Casifier Guardian/Saioua Mill Kr. Daoue Workshop Techoician/Saioua Mill Société Industrielle et Fotestière de Côte d'Ivoire Kr. Cingelwein Plant Manager/Vavoua Xill SITRANSBOIS/Abengorou Mill 5 OT INDUSTRIES Société Ivoirienne de Productions d'Animaux Kr. R. Audren Director General Soc*été Tropicale d'Engrais et de Produits Chimiques Kr. O. Perroy Director General société d'Etudes et de Développement de la Culture Bananière Kr. G. Dubois Director Ceneral SOLIBRA (Brewery) Kr. Cochely Nanaging Director/Abidjan Kr. Ceressia Factory Mbnager/Bouafle SCODI (Vish Cannery) HR. Neveu Managing Director BLOHOBN (Palm Oil Products) Kr. Bonson Engineer UNIBIZ (Rice Mill) Mr. Conquet Factory Manager/Daloa Mill SOAEM (Cargo Transporters) Ns. Cabrielle International Freight -92- 1 Page 4 of 5 6. AID ORGANIZATIONS Conseil de l'Entente Kr. Astie Technical Consultant Energy Initiatives in Africa (AID) fr. Bd Karsch Forester UNDP Mr. Deputy Resident Representative fr. Hardy Program Officer The Vorld Bank fr. J.D. Roulet Resident Repreientative Mrs. Thiam-Koli Public Relations Officer Nr. K.R. Oblitas Senior Economist fr. J.C. Fayd'lierbe £gronomist fr. G. Wightwick Financial Analyst fr. A. Bah Agronomint Nr. E. Forestier Agro-economist 7. OTER ORGANIZATIONS Groupement Professionnel du Pétrole Centre Technique Forestier Tropical ronfreville Textile Nill/Bouake TRITURAF Cotton Seed fill/Bouake CIDT Rice Nill/Bouake 8. DRF REPORT REVIEW CONNITTEE Covernment Nr. Adjane Ninistere de l'Industrie Mr. Thibon Ninistere de l'Industrie Nr. Ouegnin Ministere de l'Industrie Nr. Kroko Diby EECI Nr. Dinard N. Guessan EECI Nr. Reni Yoon Brancart EECI Mr. Ibrahim Cissé EECI fr. Serey Direction et Controle des Grands Travaux Nr. Coulibaly DGGTX Nr. David Konan PALUIMDUUTRtE fr. Albert Anjolras PALNINDUSTIIH Nr. Jean Nielens PALHIUDU8TRIE -93 - Anse: 1 P8e Trof S Industry Kr. Ferrant Societe Indwutriel de Thanry (BIT) Kr. Vacheyrout SI' Kr. Denis Chicot UTPA (coffee factories) International Orpaniuations Kr. Hardy UNDP Mr. Soeyers FAO Kr. Steck Conseil de l'Entente Other Orpani8ations Nr. Pierre Vernet SENA-NETR - 94 - AMnez 2 Pagel 'of 4 FINANCIAL AND ECONOMIC ASSUMPTIONS Ass!Mutions for FinAncial Analysis Exchaage rates (November 1985) The exchange rates used are: 1 US$ 390 FCFA * 7.80 FF * 2.54 Du a 2.86 Dfl * 9.40 DKK Ail five right-hand aide currencies are directly or indirectly tied to the European Nonetary System (ENS) arrangement. Therefore, vith the exception of officially arranged exchange rates adjustments, these currencies show fairly stable exchange rates between one another. Hovever, collectively they may depreciate or appreciate substantially vis-a-vis the U.8. dollar. Througbout the report, importe paid in other currencies do not play any significant role in the cost calculations. Discount Rate A real discouat rate of 10X pF annum is applied to the financial appraisals. Nages and Prices Skilled local technicians 12,000 US$Iman year Semi-skilled local technician: 2,100 US$Iman year Unskilled local technician: 1,500 US$mman year Unskille4 worker 800 US$/year (Market wage rates including fringe benefits) The lubritant price as of the end of 1985 is put at US$ 1/1, which includes an imported component of US$ 0.82/i. Diesel and light fuel oil prices ex-depot Vridi (near Abidjan) and for some other sites mentioned in this report are given in Table A2.l. - 95 - Annex 2 P of 4 Table A2.1s PETROLEUN PROOiICT OST !' PrIce ex depot Dellvered price et Prodcct Unit Vridl Abldjan Vovouo Ehonla Aboisso MOO USS/1 0.374 - 0.417 0.400 0.400 Fuel oi, lght USS/t 275.38 282.05 - - 294.53 Transportation costs are llsted bn Table A2.2. a/ Despite the drop in world o0l prices, the financlal price of potroleum products has rot changed In C^ote d'ivoire. In fact, the August 1986 price of 000 ranges betweeon $477 nd 5612/ion usinq the current dollar/FCFA exchange rate. Table A2.2: TRANSPORT ooST (U>S5/t ka) Product Tariff Fertilizer 0.10 Empty palm oll fruit bunch pellets 0.10 Unprocessd empty pale oil fruit bunches 0.13 Assumptions for Economic Analysis A2.1 Economic prices should express the true scarcity of the products/services considered from a national economic point of view. Currently, two alternative methods for converting financial (domestic market) prices to economic prices are videly used. These methods are the Little-Mirrlees-Squire-Van der Tak (LMST) method and the UNIDO method. 1/ The LMST method values costs and benefits at border (vorld market) prices, stated in either local or foreign currency. The UNIDO method values costs and benefits at domestic accounting prices, stated in local currency. A2.2 In order to facilitate international cost comparisons, ali mission appraisals have been made in US dollars. Therefore, the LMST li See inter alia L. Squire and L.G. van der Tak, Economic Analysis of Projects, The Johas Hopkins University Press, Baltimore and London, 1975 and UIDO, Guidelines to Practical Project Appraisal, social Benefit - Cost Analysis in Developing Countries, United Nations, New York, 1978. - 96 - Annez 2 Page 3 of 4 uethod has beea opted for. However, it should be borne in mind that both methode render corresponding appraisal results. A2.3 The point of departure for the econoic analysis vas a set of basic parameter values provided by the World Bank. The parameter values veres * Premiuu for foreign aRchange s 15X * Shadov vage rate factor - sbilled labor : 0.80 - seui-skilled labor s 0.72 - uuskilled labor s 0.79 * Economic discouat rate s 9X A preaium for foreign exchange of 15Z indicates that, by application of the official foreign sachange rate, foreign exchange is undervalued by a factor 1/1.15. A shadov vag. rate for skilled labor of 0.80 indicates that the market vagse rate overestimates the marginal productivity of skilled labor, expresssed in the local currency, by a factor (1/0.80). Vith a viev to the overvaluation of the local currency, application of the LUST method entails a further adjustment of market vage rates to border prices applying the factor, discussed above, of (1/1.15). A2.4 Generally, all foreign cost components are valued at CIF Abidjan import prices. Vith respect to the LN8T uethod of economie analysis, theoe prices need no adjustment. All local cost components have to be netted from tax or subsidy elements. Next, these have to be converted frou domestic to border prices, applying the general premium factor of (1/1.15). A2.5 The derivation of conversion factors of local cost components from domestic market prices to economic prices is outlined below for two oil preducts* Local Cost Cooverslon lmport Price Flnonclal Econoiec Factor Prod1ct CIF Abidjan Taxes stoall Prices Prices Local Cost 000, Vavous 240 19.03 487.72 247.72 146.87 0.59 DOO, Aboiso 240 79.03 467.84 227.84 129.40 0.57 Fuel oll, AbidJan 161 - 282.05 121.05 105.26 0.87 - 97 - Annex 2 Page 4 of 4 As for the price of electricity supplled by CECI to XV customers, the convereion factor applied las boee derived from Lit.l. It has been assumed that the ratio of long run marginal cost (Bt border prices) and the average total prices, eutimated at 6.05¢IkWh and 8.98¢/kVb in 1984, uas still applicable by the end of 1985. - 98 - Annex 3 Page 1 of il PALM OIL PILOT PROJECTs TECHNICAL SPECIFICATIONS Background for Scenarios Ceneral Remarks A3.1 The various scenarios considered below result in differing steam plant vater consumption rates. As a rule, in palmoil factories only about 20X of the boiler feedwater is recirculated, while approximately 802 is freshly supplied. This fresh feed vater muet be chemically treated vith quantities of sodium carbonate and sodium sulphite, depending on local vater quality. Because no vater quality data are available for the Ehania site, it has been assumed that 1 kg of sodium carbonate and 2 kg of sodium sulphite must be supplied per ton of fresh feed vater. A3.2 Empty bunch residues not used for energy production can be converted to ash fertiliser. One ton of vet empty bunches (mcvb 0.63) produces about 17 kg of ash fertilizer. Only empty buich ash has a fertilizer value; incineration of the other residues is merely practiced in order to get rid of the vaste. Scenario As Present Situation A3.3 The existing Ehania stea co-generation system is vell designed so that, at full capacity, turbine steam consumption is in accordance vith average process steam consumption. Under the present conditions (back pressure turbine; steam inlet: 18 bar, 275°C, steam outlet: 3 bar, 134'C) the turbine steam consumption amounts to 20.8 kg steam per kWh. Thus the electric pover generation efficiency can be calculated at about 52. A3.4 Annual process steam consumption of Ehania factory amounts to 39,200 t/yr. Passing this steam through the back-pressure turbines generates about 1.9 GNh/yr electricity. Of this, approximately 1.4 GWhIyr is consumed by the factory. The remaining 0.5 GWh/yr is consumed during factory hours by the vorkers' village and factory offices. Alternatively, it is possible that small steam quantities are expanded to process steam vithout passing through the back-pressure turbines. A3.5 Based on an enthalpy rise in the boiler of 2,760 kJ/kg (steams 18 bar, 275'C; feed vaterS 50'C) and assuming a boiler efficiency of 80X, the annual steam amount (39,200 t/rr) represents a biomass fuel energy input of approximately 1.35 x 10 GJ/yr. This energy input can be realized by fueling about 67X of the annually produced fiber and about 10Z of the annually produced shells, as is the current procedure at Ehania site. _ 99 _ Annez 3 Page 2 of il Scenario 81 Substitution OF (DDO) A3.6 The existing steam system vill be used to supply electric power to the workers' village during off-factory hours as velt as for the start-up of the production process. During off-factory hours either the suall (280 kW) or one of the large (480 kW), turbines vill be in oper- ation. The installed boUler capacity i8 capable of generating the necessary steam quantity during off-factory hours. The existing diesel generator sets are kept in operating condition as back-up facility. A3.7 The diesel-generated electricity in Scenario A, amounts to about 0.75 GWh/yr. Taking the overall pover generating efficiency of the existing steasm systen at 52, this figure is equivalent to a fuel energy quantity of 15 GWh/yr or 0.54 105 GJIyr. As the residual fiber quantity from Scenario A (33X of 17,200 tlyr) represents an energy value of 0.63 x I0o GJ/yr, on a yearly basis diesel generated electricity eau be substituted by residual fiber using existing equipment. A3.8 Apart from the yearly available amount of residues, seasonal variations in residue production alseo influence this Scenario. Table *3.1 presents monthly residue supply end pover consumption data for the Ehania site. From the figures, one can conclude that this scenario vill give rise to a residue shortage of about 2,592 GJ (approximately 235 t fibers) in the months of June and July, assuming that the fibers as vell as aIl palTnut shells are utillzed. This shortage can be cvoered by the surplus residue production in the other months. Therefore, in the financial evaluation of this scenatio, residue storage (and its associated coste) vill be taken into consideration. -100 - Amez 3 Page 3 of Il Table A3.1: NONTHLY DISAGREROATED POWER PRODUCTION AND RESIDUE CONSUMPTION DATA OF EHUUNIA SITE FOR TH£ DIFFERENT POWER SUPPLY SCENARIOS Month monthly monthly Ionthl y .onthly residue production production f actry pouer poer (TFB) power coosump. consup. fIbres empty shells debris total consump. village Ehania (GJ) bunches (cJ) (ci) (cJ) (kWh) & servIces site (0Jt (kWh) (kWh) Jan 5,488 98 784 104,166 202,950 13,341 8,992 4,906 2,044 29,283 Feb 7,056 127,008 104,166 231,174 17,153 11,561 6,308 2,628 37,650 Narch 9,643 173,574 104,166 277,746 23,442 15,800 8,621 3,592 51,455 April 9,565 172,170 104,166 276,336 23,253 15,672 8,551 3,563 51,039 May 5,253 94,554 104,166 198,720 12,770 8,607 4,696 1,9f7 28,030 June 2,744 49,392 104,166 153,558 6,671 4,496 2,453 1,022 14,642 July 3,371 60,678 104,166 164,844 8,195 5,523 3,014 1,256 17,968 Aua 4,390 79,020 104,166 183,186 10,672 7,193 3,925 1,635 23,425 sept 5,566 100,188 104,166 204,354 13,531 9,120 4,976 2,073 29,70n Oct 9,016 162,288 104,166 266,454 21,918 14,773 8,0s0 3,358 48,109 Nov 10,506 189,108 104,166 293,274 255,40 17,214 9,392 3,913 56,059 Dec 5,802 104,436 104,166 208,602 14,105 9,506 5,187 2,161 30,959 Sonnerl -A- ---- B- - - C - -D- Nonth monthly surplus/ surplus/ electri- electri- steam steam surplus additio. residue shortage shortage city city for produc- consump- stea po~er cesump. fiber/ fiber produc- sale to tion tion (t> produc- (J) shelil 10% shell tion EECI (t) (t) tion (<3J> (GJ) (kWh) (kWh) for sale to EECI (kWh) Jan 14,612 + 3,63S - 780 406,708 203,758 8,460 2,744 5,716 396,789 Feb 16,645 + 6,816 +1,498 522,917 291,743 10,877 3,582 7,29f 506,394 Norch 19,997 *11,966 *4,307 714,653 436,907 14,865 4,822 10,043 697,151 April 19,896 .11.908 *4,212 708,875 432,539 14,745 4,782 9,963 691,598 Nay 14,308 + 3,158 -1,068 389,305 190,585 8,098 2,626 5,472 379,848 June 11,056 - 1,932 -4,140 203,361 49,803 4,230 1,372 2,8S8 198,393 July 11,869 - 660 -3,674 249,833 84,989 5,197 1,686 3,511 243,722 Aug 13,189 * 1,408 -2,125 325,347 142,161 6,767 2,19S 4,572 317,373 Sept 14,713 + 3,794 - 684 412,500 208,146 8,580 2,783 S, 7 402,408 Oct 19,185 +10,793 +3,539 668,180 401,726 13,898 4,508 9,390 651,822 Nov 21,116 .13,816 *5,363 778,597 485,323 16,915 5,253 10,942 759,557 Dec 15,019 + 4,273 - 395 429,986 221,384 8,944 2,901 6,043 419,484 Total 191,605 68,975 *6,053 5,810,2623,149,064 121,576 39,254 81,602 5,664,539 - 101 - Annex 3 Page 4 of Il A3.9 In case diesel-generated pover is substituted by steam pover, a steam surplus (3 bar, 134'C) is created for which uo application exists. Consequently this steai muet be either condensed or blown-off. Blow-off wil1 lead to feedwater losses of approximately 15,600 m3 and associated treatment coste in chemicals. Condensation calle for installation of an additional condensing systen. la vie, of the vater amount involved, it has been decided to opt for the latter possibility. A3.10 la Scenario a the production of empty bunch based esh fertiliser production is the same as in Scenario A. Scenario C: asiÎmum power production with existipg stea systea and supply of surplus electricity to KICI Rrid *3.11 This scenario hinges on the assumption that ££CI vill b. villing to purchase electricity on an as-produced baste. UECI' pover production is largely hydro-power based. Rovever, during certain periods of the year, and especially during times of abnormal drought (as have occurred recently), it is necessary to generate considerable amouats of additional thermal power at elevated costs. For this reason, it may b. possible and worthvile for ££CI to buy electricity on an as-produced basis (at an acceptable price) in order to save water in the high dam reservoir. During the mission's visit, SECI's villingness and - more important - its price policy remained unclear. Proposals for average SSCI procuremeat prices of eleotricity generated by Ehania palmoil processing facility are discussed in 2.44 - 2.50. A3.12 The scenario con be summarized as follovsi (a) The maximum amount possible vill be fueled by the existing steam plant. However, maximum annual operating hours per turbine are limited to 79880 hr/yr (10 down-tÎme). (b) All surplus electricity is sold to SSCI on an as-produced basis. (c) Ehania factory is connected to the SSCI grid at a one-time investmnt cost (svitch gear, power lines etc.) of US$ 150,000, to be annualized over 30 years. (d) The SECI grid power is used for back-up purposes. (e) The present diesel generating plant is sold. A3.13 The maximum capacity of the steam turbine amouats to 1,240 kW. Turbine steam consumption ia 20.8 kg/kWh. Therefore, maximum steam demand amounts to 25.8 tlhr steam. As the installed boiler capacity is 30 t/hr steam, the maximum steam demand can be generated by the existing equipment. -102 - Annex 3 Page Sof il A3.14 The maximum electricity production in this scenario ia determined by the fuel availability. The maximum available biomasa fuel energy (consisting gf dried empty bunches, fibers, shell and debris) amounts to 4.2 x 10 CJiyr (see Table 2.7 of the main report). At an overall steam pover efficiency of 5X, this amount can generate about 5.8 GWh/yr. On a maximum capacity basis the plant vill be in operation for 54Z of the time or about 4,730 hrlyr. A3.15 Empty bunches are produced at a moisture content of approximately 63X. In order to be useful as a boiler fuel, this moisture content must be considerably lovered. Experimental data indicate that storage in open sheds results in a relatively fast decrease of empty bunch moisture content, i.e. about 10 days storage in open sheds yill lover the moisture content to about 20Z. The costs associated vith bunch bandling, storage and drying are taken into account in the financial anlysis. A3.16 At present, inclined grate furnaces are used for fiber and snell-based steam generation. Because this type of furnace is also suitable for dried empty bunch combustion,, no additional costs in fuel preparation or furnace adaptation are taken into co»sideration. A3.17 Table A3.1 presenta disaggregated monthly pover production data for this scenario. The following remarka can be made: (a) The maximum monthly pover production capacity of the existing system is approximately 892,800 kWh/manth. Over the whole year the real pover production in this acenario stays below the maximum production capacity. This means that the pover production as described above can be realized vith the existing boiler capacity. (b) The amaunt of electricity available for sale to the grid fluctuates over the year. Pronounced peaks can be found in the months of March, April, October and November. A dip in surplus electricity availability occurs in the months of June and July. A3.18 Total pover consumption of Ehania site is 2.65 GWh/yr (see Secs. 2.38-2.39). This means that in this scenario a surplus electricity amount of 3.25 GWh/yr is generated. This quantity is available for sale to the EECI grid. A3.19 An annual electricity production of 5.8 GWh/yr calls for steam generation of 120,640 t/yr. Of this amount only 39,200 t/yr (about 32X) cau be utilized as procesa steam. In viev of the costs of boiler feed vater treatment, this scenario calls for the installation of a condensor. The capacity of this equipment must be equal to the maximum required steam amount, i.e. 25.8 t/hr. Chemical vater treatment costs are based on the assumption that approximately 10% of the potentially condensable stean must be freshly supplied (90% recycling). - 103 - Anmex 3 Page 6 of Il A3.20 Since in this scenario aIl (dried) empty bunches are combusted in the boiler furnace, no ash fertiliser with comercial value ia produced. Scenario Ds Installation of Mou Condensation Turbines A3.21 The reason for incorporation of this scenario is the low efficiency of pover generation if steam is only expanded to 3 bar. A3.22 The characteristice of this scenario can be su_aarised as follovss (a) Condensation turbines vill be added to the presently installed back-pressure tuJrbine system, in order to increase the efficiency of electricity generation; (b) Secause of the installation of the additional condensation turbine capacity, the 280 kW backpressure turbine can b. omnitted or sold; Cc) The aximum available amount of biomaes residues vill be used for electricihy generating purposes. In order to a'hieve this, empty bunches muet be stored in open sheds for approximately 10 days, to lover the moisture content to approximately 20Z; Cd) Max.umm annual operating hours of equipment vill be limited to 7p880 hr/yr (102 down-timo); Ce) No ash fertiliser production; (f) Surplus electricity vill be sold to the EECI grid on an as- produced basis; (g) The Ehania plant vill be connected to the KECI grid at a one- off investment cost (svitch ge#r, pover lines etc) of US$ 150,000, to be annualised in 30 years; (h) E8CI grid poaer vill be used for back-up purposes; and (i) Presently available diesel generating plant vill be solde A3.23 The main difference between scenario C and scenario D lies in the utilization of the surplus 81,440 t/yr steam (dry steam, 3 bar, 134'C) for pover generation purposes. If this stem amount is passed through a condensation turbine (steam iniet: 3 bar, 134sC; eabhausts 0.1 bar, 4SC, dryneas fractions 0.9; enthalpy decreases 379 kJ/ikg turbine/generator efficiencys 70Q) additional electricity production amounts to about 6.0 GWhIyr. Accordingly, the steam rate of the condensing stage must be 13.6 kg steam per kWh. As the maximum monthly -104 - Annex 3 Page 7 of il stem flov through the turbineCa) is 10,942 t/month, the installed condensation turbine capacity muet amount tot 10,942,000 / 720 / 13.6 - 1,120 kW A3.24 The residue amouat actually used is identical to Scenario C.; thé existing installed boiler capacity is again sufficient to realize the above pover production. A3.2S At present, che 280 kW backpressure turbine is installed for meeting the peak demaws of the combined factory and village under full production. In the scenario under consideration, those peak demands can bs easily met by the 1,120 kW installed as condensation turbines. For this reason in Scenario D the amall 280 kW back-pressure turbine is deleted. *3.26 Table A3.1 details the monthly disaggregattd power production in this scenario. Again, a msii_ surplus electricity aaount is generated in the months of Narch, April, October and November. During the months of June and July a minimu occurs in the amount of electricity available for dslivery to the EHCI grid. A3.27 Drying and storage facilities are identical to Scenario C. Also in this Scenario no ash fertiliser vith a co_mercial value is produced. Performance characteristics of this scenario are sumnarized in Table 2.8 of the main report. Tecbnlcal Descrlption of Scenarios A3.28 Scenario A. This scenario describes the existing situation. Fibres and (if necessary) palmut shehll are gathered at the different sites in the factory vere they coie available, and transported by bulldozer to the fuel silo. From this silo they are transported by conveyor belt to the boiler furnace. This furnace is of the inclined grate type. The vater tube boiler provides steam to the back-pressure turbines that povers the factory. The outlet steam from the back- pressure turbine is used as process steam for the factory or blovn off vhen there is a surplus. In case of a shortage of back-pressure turbine exhaust steam, there is a possibility to directly supply procesa steam fro. the boiler, by maens of a pressure reduction valve. The vater resulting from the condensed process steam l partly contaminated and therefore only 202 is suitable for recirculation as boiler feed vater. Therefore a boiler feed vater treatment plant vith a relatively large capacity is necessary. Apart from the steai turbine pover plant, the factory employa diesel pover plants for supplying service pover to the factory during off-hours as vell domestic pover to the nearby village. A3.29 Scenario S. The *zisting stesm system as described above is used to supply additional service pover to the factory and domestic pover, to the village, on basis of fibers and ohella. This means that the diesel plant are normally not operated. However, the diesel systema are -105 - Amnez 3 Page 8 of 11 retained to serve as back-up power capacity. Thora are the folloving additions to the equipsent describst under 8eenario As (a) additional fuel storage capacity; (b) aiditional fuel handling capacity (conveyor balt» and (c) an additional steam condonsor, for conedming the surplus steam fro0 the backpressure turbine before recirculating the vater to the boiler (seo blobs equipmsnt characterization). A3.30 Scenario C. Naxihua power productio on basis of the equipment described under scenarios A amd S, and deliverance of surplus electricity to the SSCI grid is assumed. The follovig additions ant changes to the equipmsnt described under A ad 8 are nece.sarys (a) atditional empty bunch drying and handling capacity; (b) installent of a larger steam condensor as described under Scenario B (sea bolovs equipset characteri-zation); (c) Facilities for deliverance of surplus electricity into the SECI grid are installed; and Id) Il this Scenario the originally installed diesel power plants cam be deleted, because of the availability of back-up pover from the WCI grid. *3.31 Scenario D. The scenario aimw at maximu surplus electricity production. For this reason, in addition to the equipamnt installed under Scenario C, 1,120 kW capacity la condensing steam turbines is installed. The originally installed 280 kV back-pressure turbine can be sold, but the sale vill not be carried as a benefit in the financial and econoic analyses. & uiLmm«t Characterisation A3.32 Scenario A (a) Fuel storage and handling Fuel silo - storage capacitys 24 hrs - apparent dansity fiboros 100 kg/13 - effective volume: 8S0 .3 - dimensions: 24 x 24 x 3 . Conveyor belt - capacitys 3.5 t/hr - 106 - Annex 3 Page 9 of il (b) Boiler and accessories (3 identical boilers are in operation) Inclined grate furnaces (3) - maximum capacity: 3.2 t/hr Vater tube boilers (?) including superheater, air heater, economizer, primary air fan, secundary air fan, flue gas fan, refractory lining, pressure control in combustion chamber, water level control, steam pressure control, aIl necessary temperature and pressure measuring equipment, all necessary safety devices, service platforit and steel chimney. - maximum pressure: 22 bar - presure in upper chamber: 20 bar - boiler outlets 18 bar - tomperature superheated steam 275 OC - maximum capacityS 10 t/hr - maximum fibers consumptions 3.2 t/hr (c) Pover production (2 back pressure turbines 480 kW; 1 back pressure turbine 280 kW; 2 iiesel plant 240 kW) (d) 8ack-pressure turbines, incL. speed control - Inlets - maximum steam flow (480 kW) 10.0 tlhr maximum steam flow (280 kW) 5.8 t/hr - pressures 18 bar - temperature: 275 OC - Exhaust - maximum steam f low (480 kW) 10.0 t/hr maximum steam flow (280 kW) 5.8 t/hr - pressureS 3.0 bar - temperature: 134 OC - Number of stages: 1 - Turbine speed 21,000 rpm - Cenerator speed 1,500 rpm Maximum power (2)s 480 kW (1): 280 kW - Voltage: 400 V - Frequencyt 50 Hs (e) Diesel pover plante - Capacity (2)s 240 kW - Voltage: 400 V - Frequencys 50 Hz - 107 - Aimez 3 Page 10 of 11 A3.33 Scenario B (a) AMditional fiber and shell storage - capacity: 235 t - effective volume: 2,350 m3 - dimensions: 40 x 40 x 3 m (b) Additional conveyor belt - capacity: 6.5 t/hr (c) Vater cooled condensor - condensing capacityl 10 t/hr - pressure: 0.1 bar - temperatureS 45 *C A3.34 Scenario C (a) £mpty bunch drying sheds - dimensions: 38 x 38 x 3 m3 (b) Empty bunch handling - 2 forklift trucks - additional conveyor belt - capacity: 6.5 t/hr (c) Vater cooled condensor - condensing capacityg 25.8 t/hr - pressures 0.1 bar - temperature: 45 eC A3.35 Scenario D 2 Condensing turbines, including speed control, - Inlet: - maximum steam flov (per turbine): 7.1 t/hr - pressure: 3.0 bar - temperatures 134 *C - Exhaust: - maximum steam flow 11,160* - insurance (0.075X) 1,395 GRAND TOTAL ADDITIONAL INVESTMENT scENAR c 398,055 - foreign costs 234,895 - local costs 163,160 GRAND TOTAL SCENARIO C 2,063,055 - foreign coîts 186391895 - local Costa 383,160 4. Scenario D 4.1 CONDENSATION TURBINES (1,100 kW) 357,000 - 112 *' Anuex 4 Pag 4of t 4.2 >IZSCALLABOUB -spare parts 10,000 - special tools 2,t00 «toension powrer house (100 »2 at US$ 250/m2) 25,000 * 4.3 INSTALLATION - pipins 2,500 29500* - supervison 10,000 4.4 PMIIOT, TAXES AND INSURANCE - freight Europe-Abidjan 201,000 -freight Abidjan-Ehania 2,000* taxes (62) 229200 * in- urance (0.07SX) 2,800 8tB TOTAL ADDITIONAL INVUSTMENT SCEKARIO D 456,500 - foreign coate 4049800 - local coots 510,700 GRN TOTAL 8C1A0 D 2,519,555 - foregau Costa 2,,084,695 - local Costa 4349,860 - 113 - Aune: 4 IT Sof 7 tlb A4.1 s FACIKAL NLSIS 4AIA PAN 01t PLNT (OMS'MO) O .1 2 3 4-9 10 il 12 13-15 14 8çelo A Inveolutz Oode (1,855.0) <190.0) 142.5 Ueratlog Omet (263.1) (263.1) (63.1) (263.1) (263.1) (263.1) (263.1) (263.1) Seealo S Isuetemot Omet (2.108.3) 9o.0 Operotlog Cot (204.7) (204.7) (204.7> (204.7) (204.7) (204.7) (204.7) (204.7) eSs? 10 C leveimt Oet (2.213.1> 75.0 OUprstlg Omet <419.?) (419.7) (419.7) (419.7> (419.7) (419.7) (419.7) (419.7) Soles sUfplO electricity 157.5 157.5 157.5 157.5 157,5 157.5 157.5 157.5 =o:rio D ntsmt Omet (2,519.6> 75.0 OpWtln Oeut (471.0) (471.0) (471.0) (471.0) (471.0) (471.0) (471.0) (471.0) el«triclty 457-. 457.5 457.5 457.5 457.5 457.5 457.5 457.5 Dlffersutlsl eOu Plowe: Usullii Scemerlo a vs A (333.5) 58.4 58.4 58.4 58.4 58.4 5*4 248.4 58.4 (47.5> Ce A (358.1) 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 190.9 0.9 (67.5> o v A (664.6) 249.6 249.6 249.6 249.6 249.6 249.6 439.6 249.6 (67.5) C Vs 8 124.0> (57.5) (57.0> (57.> (357.j (57.5) ($?75) (57.5) (57.5> (20.0) D vs B (331.1) 191.2 191.2 191.2 191.2 191.2 191.2 191.2 191.2 (20.0) Oontl_gbocy 1: a vs A (771.2) 58.4 58.4 50.4 58.4 58.4 58.4 248.4 58.4 (28.5) O vs a (1A168.5 249.6 249.6 249.6 249.6 249.4 249.6 439.6 249.6 (52.5) O vs S (397.3) 191.2 191.2 191.2 191.2 191.2 191.2 191.2 191.2 (24.0) OontiSgsOcy 2: D vs A (164.6) 158.1 158.1 18.1 15C.1 158.1 158.1 340.1 158.1 (67.5> o v a (331.1) 99.7 99.7 99.7 99.7 99.7 99.7 99.7 99.7 (20.0) Resulte F4nick'l Au*efysl: PBPI P9Pr2 IRR(s) NPV10o 8kelmIe Sonsrko , vs A 37.5 5.7 17 146.3 Cvs AI2 520.6 407.8 -11 (277.8) D va A 10.1 2.7 37 1,163.6 C vs a (38.5) (0.4) -153 (424.0) Ove a 132.2 1.7 58 1,017.3 Conti gnsay 1l B vs A 45.0 13.2 4 (247.9) O va A 12.1 4.7 20 708.4 O s 8 15.8 2.1 40 956.3 Pouttugeocy 2s Bn A 55.0 8.5 il 13.5 O vs A 10.9 2.9 35 1,030.8 Cotilog cy 3: O vs A 15.9 4.2 23 530.9 O v a 25.3 3.3 29 384.6 - 114 - AMsez 4 o-Tof 7 Table A4,2: EOOIOWIC ANALYSIS EHAMIA PALM OIL PLANT tUSS'0O) O 1 2 3 4-9 10 il 12 13-15 16 Scoearlo A Imvestsont Coot (1,747.4) (176.3> 132?2 Opratlng not <226.2) (226.2) (263.1) (263.1) (263.1) (263.1) (263.1) (263.1) Scunarlo O lnvostuuit Cost (2,046.3) 88.2 Opeirting Cost (183.2) (103.2) (183.2) (183.2) (183.2) (183.2) (183.2) (183.2) Soearlo C lovestmbt Cost (2,079.0) 70.5 Cperotin Cost (394.6) (394.6) (<34.6) (394.6) (394.6) (394.6) (394.6) (394.6) sois surplus el*ctrlcty 157.5 157.5 157.5 157.5 157.5 157.5 157.5 157.5 $Sorlo D lnvest.st Cost (2.375.6) 70.5 peratlne Ccst (444.1) (444.1) (444.1) (444*1) (4441>) (444.1) (444.1) (444.1) sloi surplus el*ctrlelty 457.5 457.5 457.5 457.5 457.5 457.5 457.5 457.5 Olffemotiol Cash Flows: SeéelIne Scénorlo B vs A (289.9) 43.0 43.0 79.9 79.9 79.9 79.9 256.2 79.9 (44.1) C vs A (331.6) (àO.9) (10.9) 26.0 26.0 26.0 26.0 202.3 26.0 (61.8) D vs A (628.2) 239.7 239.7 276.5 276.5 270.5 276.5 452.8 276.5 (61.8) C vs a (32.8) (53.9) (53.9) (53.9) (53.9) (53.9) (53.9) (53.9) (53.9) (17.7) D vs a (329.3> 196.6 196.6 196.6 196.6 196.6 196.6 196.6 196.6 (17.7> Resuits Econo lc Analysis: P8P PWP2 IRR(% NPV 9S oselIne Scooarlo wv A 47.6 6.9 22 304.5 C vs A (190.7) (30.4) 40 (128.5) D s A 9.9 2.6 40 1,259.1 C vs B (38.6) (0.6) -149 (432.9) 0 wv 12.1 1.7 58 954.7 -115_ Lama 4 Page 7 of 7 tablo A4.3: FINAJCIAL ANLYSIS S$ODI TUNA CAdINS PLANT (US$'000) O 1 2 3 4-9 10 il 12 13-15 16 Sconerlo A Investeeat Oosl (210.0> Oporatin Cot (205.8) (205.8) (205.0) (205.8) (205.8) (205.8) (205.8) (205.8) 0.0 Scearlo 8 Invostmot Cool (443.0) Operathni eut (117.3> (117.3> (117.3) (117.3> (117.3> (117.3> (117.3> <117.3) 0.0 Dlfe rentiol Casb Flows: Utsel In Souarlo B vs A (233.0) 88.6 88.6 88.6 88.6 88.6 88.6 88.6 88.6 OFO Contingecy )s B vs A (233.0) 50.5 50.5 50.5 50.5 50.5 50.5 50.5 50.5 0.0 Contimeucy 2: B vs A (233.0) 70.4 70.4 70.4 70.4 70.4 70.4 70.4 70.4 0.0 Resalte Fliau-àal Analysis: PBP1 PMP2 IRR(S) > 110 Boselîen Scenro a vs A 5.0 2.6 38 400.6 Cootingeucy ls 0 vs A 8.8 4.6 20 137.3 Contingncy 2: B vs A 6.3 3.3 30 274.9 Table A4.4: ECONCNIC ANALYSIS SCOOI TWM CAINS PLANT (1,000 USS OF 1985) O 1 2 3 4-9 10 il 12 13-15 16 Sceuarlo A Investuéet COSt (198.1) OperOtln COut (193.7) (:93.70 (193.7) (193.7) (193.7> (193.7> (193.7) (193.7> 0.0 SCmnarlo B lnvStmmOt COst (418.0) Opeatlqg CoOSt (102.8) (102.8) (102.8) (102.8) (102.8) (102.8) <102.8) (102.8) 0.0 Differentili Cash Flows: Bosi Ine ScomarIo a vs A (219.8)1 90.9 90.9 90.9 90.9 90.9 90.9 90.9 90.9 0.0 ReUlits ECOIC Anlysis: PVI PM2 IR(1) NPV 9% Usel nl SOOaIo B vS A 4.6 2.4 41 470.6 - 116 - Page 1 f 9 COMMtRCIAL SCALE SAWMILL PILOT PLANTs TECUICAL SPECIFICATION8 Steam Plant for Semi-Integrated Wood Industries AS.lThe design presented b.lov deals vith the semi-integrated vood factory (SIFCI) located in Vavoua. The basic characteristics of this factory are presented in Table A5.1. Table A5.1: BSIC CHA RISTICS OF SENI-INTEGMTE0 IOD PRACESSINO FACIIITY AT VAVOUA Capac 1ty 180,000 s roundwood/yaer Assidue production: 108,000 oiyr - sauduSt and chips 21,600 è/yr - off-cuts, slabe nd rojects 86,400 e3/ir Average dsnsity residua. 650 ko/m Noisture content () 8.5 t/hr nean 7.5 tAhr process steam pressure 12 bar Basic Desi8n Considerations Climatological Data A5.2 Calculations presented belov are based on folloving assumptions vith respect to climatological parameterss - average air temperature 26C - average air huuidity 75% As the vater supply situation on site is not known, it bas ben docided to make use of an air-cooled condensor, so that no cooling vater supply is necessary. In case cooling vater is available on site, a design involving a water condensor and cooling tower vill result i a higher - 117 - Page 2 of 9 overall system efficiency. Also, taking cliatological conditions into accouat, much a design vould resault in slightly louer iuvestmnat colts. Dosian Considerations *5.3 The design of a co-generating stem system muet fulfill the folloving requiremuents - the system sut be able to deliver the required pover for the factory at all times. Dividing the day in parts, six-houriy average pover consumption values have been determined. As the axsium average actual power conîumption on working days is 760 kWi, this mseos that che actual installed capacity îhould be about 1,08S Wi, taking into accouat a load factor of 0.7. - The system muet be able to deliver the required procesi ste.a at aIl tises. This eans that the sstes suit bh able to generate 12 t/hr ste. (12 bar) on vorkdayi aod steam supply of 8.5 t/hr (12 bar) on Sundays for operation of the wood drying equipsent. - The syste suet be completely fueLd by biomaîs residues, in the foloving order of preferences - sawdust and chips, - (hogged) off-cuti, slabs and rejects. Maditional Pover Deuand àS.4 Installation of a stema power plant vill resault ia additional poser consusption for operating the different components of such a syste. Additional power demande are estimated as followes - wood hoUer 70 kW - fuel hopper feeder 5 W - hopper extractor 12 kW - hopper distributor 5 kW - conveyor belts 30 WG - combustion air fan 12 W - secondary air fan 18 WW - draft fan 44 W - boiler feed pump 25 kW (itart-up ouly) - etraction puup 1.5 W The additional energy demand varies bhtween 125-200 WV, depemding on the operation of the wood hopper and the fuel hopper f eeder. Assu.mig that the hogger and feeder vill not be operated on Sundys and that maximum factory poser consumption and additional power consumption do not coincide, the average overail factor pover consumption cores toi - vorkdays 760-920 kW - Suadays 320-520 kW - 118 - Annex 5 Page 3-of 9 Setting the over-capacity again at 70S, the installed capacity of the steam turbine system muet amount to 1,300 kW. Design A5.3 An installation has been designed to fit these requirements. It consiste of a back-pressure turbine and a condensation turbine in series. After the back-pressure turbine, the steam supply is split up into a portion that is used as process steam and a portion that la utilized for the condensation turbine. Technical data are given in Table A5.2. Table A5.2: CHaRACTERISTICS oF THE POWER/STEAN SUPPLY SYSTENt FOR TIIE VAVOUA WOOD PROCESS !NB INOUSTRY Bock-pressure turbine maximum power output (kO 650 - inlet maximu steam consumption (t/hr) 17.7 pressure (bar obsolute) 26 temperature (C) 420 - outiet maximum steam production (t/hr) 17.7 pressure (bar obsolute) 12 temprature (C) 329 - steam rate 650 - Inlet maximum steom consumption (t/hr) 4.7 pressure (bar absolute) 12 temperature (C) 60' - staee rate(kg steam/kWh> 7.2 Wood-fired Bolier - maximum steam production (t/hr) 17.7 - pressure (bar obsolute) 27 - stem temperature (C) 425 - feed water temperature (C) 100. - 119 - Annex 5 Page 4 of 9 Fuel Consumption A5.6 The maximum wood residue consumption of the above system Je 45,970 t. per year. As the total yearly amount of sawdust and chips auounts to approxlmately 14,000 t/yr, it will be necessary to utilize approximately 31,900 t/yr of solid residues. Therefore, a vood hogger vith a capacity of 31,900 tlyr muet be incorporated in the system. As the total residue production at Vavwua amounts to approximately 70,200 t/yr, the proposed system vill consume about 65Z of the total. The remainder may be used for alternative purposes like charcoal manufacture. System Description A5.7 A schematic diagram of the proposed plant is presented in Figure 5.1. Off-cuti, slabs and rejects vere gathered at the different sites in the factory when and vhere they became available, and transported by bulldozer to the beginning of the hogger feeder conveyor belt. The hogger is in operation during two shifts (12 hours/day) and transforms the above residues to sized chips of the dimensions given below. From the hogger, the chips are transported by open conveyor belt to the fuel silo. Saidust and chips can be added to this transport line as Vell, go that the silo receives a mixture of sawdust and chips. The fuel silo is equipped vith an automatic screw type fuel extraction system (see Figure 5.1) that transports the necessary amojnt of fuel to the boiler furnace. The furnace in the screw fed uader-feed type (sQe Figure 5.1). The additional manpover demand for operating the above fuel transport, sising and combustion system, as compared vith the currently available diesel/process steam plant is estimated at approximately 8 man- years of unskilled labor. The boiler provides steam to the back-pressure turbine. The outlet steam of the back-pressure turbine aplit up into procesa steam for the plywood and veneer factory and turbine steam for the condensation turbine. The condensed vater is re-fed to the boiler. Vater losses are made up for by the vater treatment plant. Residue Consumption - maximum steam production 17.7 t/hr (27 bar; 425e) - boiler efficiency 80X - residue average LHV 10.6 MJ Based on a steam/water enthalpy rise in the boiler of 2,882 kJ/kg, the maximum consumption comes tos 17.7 * 1000 * 2,882 / 0.8 / 10,600 - 6,015 kg/hr. The annual residue consumption follova from the folloving calculations - Annual electric energy consumptions 6.7 * (365 * 24 * 840) + 1/7 * (365 * 24 * 420) - 6,832,800 kWh/yr - 120 - Anmex 5 Page S of 9 - Anural process steam consumptiont 6/7 * (365 * 24 * 10) + 1/7 * (365 * 24 * 7.5) a 84,470 t/yr - Residue amount needed for generating this amount of steamu: 84,470 * 2.882 / 0.8 /10,600 m 28,710 t/yr - Residue power generated by back-pressure turbine on process steam oulys (84,470 / 17.7) * 650 a 3,102,000 kWhlyr - To be 8enerated by back-pressure and condensation turbine: 6,832,800 - 3,102,000 a 3,730,800 kIh/yr - This corresponds tos (3,730,800 / 1,300) * 17.7 a 50,800 t/yr (steam) - Residue needed for generating this amount of steams (50,800 * 2,882) / 0.8 / 10,600 * 17,260 t/yr - Total residue consumptiont 28,710 + 17,260 - 45,970 t/yr la the present situation, the boiler syste. Senerating process steam (12 bar, 329'C, enthalpy difference 2,693 kJ/kg) annually consumes the folloving amounts of vood residuesS 6/7 * (365 * 24 * 10 * 2,693) I 0.8 I 10,600 . 1/7 * (365 * 24 * 7.5 * 2,693) / 0.8 I 10*600 - 26,800 t/yr A5.8 Equipment Specifications (a) Wood baste Preparation and IandlinB (i) Conveyor belt for transport of massive residue to wood hoggers - capacity 9.5 t/hr (ii) Wood hogger: - capacity 9.2 t/hr Product dimensionss - length 5-6 cm - vidth 1-2 cm - thickness 0.5 cm (iii) Conveyor belt for transport of hogged fuel, sawdust and chips to silos - capacity 9.S t/hr - 121 - Page ôo 9 (Lv) fue silo: - *torage capacity 48 br - apparent denaity fuels 0.4 t M3 - volume 780 m - diamater 8.25 a - bhight 14.5 a (v) Serev-type silo fuel e«tractiou syste. Md fuinice feeder capacitys 6.5 t/ibr. Figure 5.1 p24 bar. TA20 OC. .17.7 tlhr itboiler/fuvmc. aI-~.*trqua X "_~~~~~~~~~bkpr_ur terboerator Co°° Oc oe.O t/hr fodwater_ condensing turbouenrator pro-hater cond/br __»o.ab^f.w47 ih br . Tfl c - 122 - Annez 5 FP g 7 of 9 Pigure 5.2 (ZgI bul tu turb _- rtumbuut a#*1- Stea. Plont (kw> Nond4y-Friday - 0-6 a.. 120 - 6-12 a... 720 200 -12-18 p.". 700 200 -18-14 p.". 760 120 Saturdoy - 0-6 o.". 120 - 6-12 a.m. 680 200 -12-18 p.". 60 200 -18-24 p.". 560 120 Sunday - 0-4$ S.u. 400 120 - 6-12 a... 340 120 -12-18 p... 200 120 -18-24 P. 300 120 - 125- Annes 6 Page l of 6 VOOD PROCESSIUG PILOT PROJCTS COSTINC AID CAMH mLmVS (*: local costs) Cost (VhS) 1. VW0D VASTE PREPARATION AND EAIDLINC - conveyor belt - wood hogger - conveyor belt - steel hopper - hopper extraction systee - screw type furnace feedins system sub-total 198,000 2. ROILER AND ACCE USSOIE - screw fed under-feed burner 141t000 - boiler, including - super heater - air heater - econoriser - temperature measurement - vater level control - steam-pressure control safety devices refractory lining - service platform sub-total 372,000 - primary air fan sub-total 21,000 - secondary air fan - flue sas fan - pressure control combustion chamber - steel chimey sub-total 52,000 3. POlER PRODUCTION - Turbines (inel. installation) Air condensor (incl. installation) sub-total 414,000 - 126 - Annex 6 Page 2 of 6 4. VATER-STEA SYSTEN - condensate extraction pump - electrical feed pump - turbo feed pump sub-total 67,000 - vater treatment installation 63,000 - pipe connections - thermal insulation - valves sub-total 59,000 5. ELECTRICITY - turbine control panel 22,000 - switchboard, electric materials and insulation 40,000 6. MISCELLANEOUS - spare parts 66,000 - special tools 17,000 - measuring equip%ent 4,000 - building (500 ml of US$250) 125,000 * 7. INSTALLATION - piping and insulation 11,000 11,000 * - supervision 74,000 8. FREIGHT, TAXES AND INSURANCE - Europe - Abidjan 973000 - Abidjan - Vavoua 15,000 - customs (6X) 92,000 - insurance (0.752) 11,500 GRAND TOTAL 1,972,500 of whichs Foreign costs: US$1,729,500 Local coîts : US$ 243,000 - 127 - Annex 6 Page 3 of 6 INSTALLED INVESTNENT CO8TS OF 275 kW W0OD PUELED CONDEN8ATION STEAK TURBINE POWER PLANT, 275 kW WOOD FUELED UP-DRAFT CASIFICATION POVER PLANT AND 250 kW DIESEL CENERATINO POWER PLANT A. STEAM TURBINE SYSTEN (275 kW) Cost (US$) Ai. Ex-factory equipnent costs 430,000 - Wood preparation and automatic feeding - Boiler and accessories - Steam/vater system (including vater preparation) - Turbine and generator - Switch board - Spare parts, tools, etc. A2. Infrastructure 31,000 - building - vater supply A3. Installation (501 of initial investment) 62,720 - Freight - Installation - Taxes - Insurance Total 524,000 B. UP-DRAFT CASIFICATION SYSTEN (275 kW) 202,000 11. Ex-factory cost gasification equipmer:- - Wood preparation and automatic feeding - Casifier - Ash removal - Cas cleaning and cooling - Start-up fan 82. Ex-factory cost power plant 100,000 - Cas engine - Electric generator - Switchboard 83. Infrastructure 79,000 - Building - Condensate treatment plant B4. Installation (50% of initial investment) 53,200 - Freight - Installation - Taxes - Insurance Total 434t220 - 128 - Aunez 6 iage 4 of 6 C. DIESEL POUEt PLANT (250 kW) C1. Ex-factory cost diesel pover plant 71,000 - Diesel generating unit - Switchboard - Spare parts# tools, etc. C2. Infrastructure 2i,000 - Building - vater supply, etc. C3. Installation (502 of initial investment) 6,000 - Freigbt - Installation - Taxes - Insurance Total 99,000 !t x s. g | l :~~~QP - 1 *. .-o * . ^ l * . * * g.s * - * o @0 ..~~~ . .f- , ~ .N . * * * * * * * t * t * g * g * t t t * t w 0 | * . t t * t *.a *l . u . . O t *.. t e e. .. b i~~ .I#4 l 9~~~~ 30 5 t 1 g ~ xait - 6Zt Table A6.2: ANMUAL CASH FLOUS OF ALTERNITIVE ENER FACILITIES VITiM RESPECT TO TO THM SINFRA SMILL AT ULTINH 19M CONSTANT PICES - ('000 USS) Year 0 t 2 3 4 5 6 7 8 9 10 l 12 a/ 13 Existinp Diesel Plant lnvestat Cost 99.0 - - - - - - - 99.0 - - - - i49.5) bl Op ret 1nsi Cost - 94vS 99.5 ............. ............ .............. .. 99.5 Steam Plant Inva«teent Cost 524.0 - - - - - - - - - - - - - Operating Cost - 34.6 34.6 .............. 0.... ..... .... 34.6 - Oiffereeltal Cash Flo»s -524.0 64.9 64.9 ......... 64.9 163.9 64.9 64.9 64.9 -49.5 Gasitier Plant Imvesteont Cost 434.2 - - - - - - - 434.2 - - - - (217.1) bi Oprating Cost - 38.1 38.1 ............ ........................ ........................ 38.1 - t D*f*erential Cash Flous -434.2 61.4 61.4 ............................ 61.4 -273.3 61.4 61.4 ..... 61.4 167.6 ° Continlsnr. 1: c/ Differontlal Cash Flou: Stem Plant -320.2 64.9 64.9 .............. 64.9 163.9 64.9 64.9 64.9 64.9 -49.5 Gasifler Plant -248.4 61.4 61.4 ....... ......... ...... 61.4 -187.0 61.4 61.4 61.4 61.4 124.2 Continsncy 2: ci DOfferential Cash Flou: stem. Plant -524.0 79.6 .............. .............. .... 79.6 178.6 79.6 9.6 .... 79.6 -49.5 casifler Plant -434.2 76.1 ........................ . ......... 76.1 -259.1 76.1 76.1 ..... 76.1 167.6 a/ Terwinal project year. b' si ldual vainue. _J See Toble 1.4 for description of conglng.ncl.s. Ch - 131 - Annex i Page 1 of 6 COFFEU PILOT PROJECTs TECINICAL SPECIFICATIONS CENERAL RENARKS Husk Handling A7.1 The maximal and average residue production rates are 18 and 15.3 tthr respectively. In ail scenarios, a large part of the huasks are handled for incineration andior storage. In Scenarios 8 and C only, a minor part is lead directly to the boiler furnace. Residue handling equipment is therefore nearly equal for the three scenarios. Contrary to Scenario A, husks are handled throughout the year in Scenarios 8 and C. This results in higher labor and maintenance costs in the latter scenarios. A7.2 In case of Scenarios B and C, husks are stored in SxlOxIOG m heapo, piled up vith a motor shovel. Every pile bas spare area (5x100 m) for handling purposes. The stored volume la 2,500 m3 or 435 t per pile. Standard Parameter Values A7.3 Table A7.1 lists aIl standard values for the three scenarios. la all scenarios it is assumed that there is a second system for the purpose of backing-up the electricity supply, providing 5S back-up of total net consumed electric pover. SCENAIIO A A7.4 Scenario A is the present situation, in which the Aboisso coffee decortication plant mainly purchases electricity from the grid. Diesel-generated electricity is used for back-up. Installed Equipment A7.5 At present, back-up pover is provided by 2 two-stroke diesel gensets of 640 andon site is not known, it bas been decided to make use of an air-cooled condensor, so that no cooling vater supply is necessary. In case cooling vater is available on site, a design involving a vater condensor and cooling tover vill result in a higher overall system efficiency. Alo, taking climatological conditions into account, such a design vould result in slightly lover investment costs. - 132 - Amnez 7 Pae 2 of 6 Table AM.1: STANDARD PARANETER VALUES OF VARIOUS MUSK PROCESSINB/ENEROY GENERATION SCENARIOS FOR ABOISO C$FfEE FACTORY Scenrlo Psremeter A G C Instolled po er generating Jd 810' 810 capacity (kW) Md 745(250>9 7450 74S(250») Electrie power provided by EECI (GNh/yr)* 1.55 0.081 0.081 Electric pomer production (GWh/yr) 0.01 1.68 6.38 Internal *Iectric power consumption (GNh/yr) - coffee processing 0.677 0.677 0.677 - additional 0.95 0.95 0.95 - generation plant 0 0.134 0.S10 Surplus electric power (GEh/yr) O 0 4.32 Diesel (O010 consuption (1/yr) - diesel gensets (bock-up only)* 26,036 0 0 FIesidue consumption (t/yr) O 5,255 16,400 Max. maunt stored husks (t) O 3,790 12,94t Amount of Incinerated husks (t/yr) 16,400 11,145 0 Area for Incineration (> 10) 0,0 10,000 0 Area for storage (e) O 13,722 46,M80 Husks hindilng mnpower (mun yr) - smi-skillie technicien 0.75 1.5 1.S - unskilled worker 1.5 3 3 Generator operating anpower (mon yr) - skilled technicien 0 1 1 - sei-skilled technician 0 2 - unskilled worker o 3 3 Water consuption (i0 I/y) 0 2.10 7.98 Cheicals (US$/yr) O 3,150 11,970 Generation plant mintenance nd repair 6 4 4 (S of Initial Investment per yr) Husk hondling plant maintenance end 1 4 4 repair (S of Initial Investment per yr) d: diesel pouer plant. g: grid connection. s: stte power plant. *± ai an sa md hnk ea $ « - 133 - Annex 7 Page 3 of 6 A7.6 A belt conveyor transports all coffee residues to the incineration fiel; its capacity is 18 tlhr. Almost Ill residues are incinerated in the field. The necessary incineration area is estimated at 10,000 m 2 . The equipment needed is a conveyor belt and a motor shovel. suaka Incineration A7.7 To establish labor conts for husk incineration, it is assuued that the factory operates in 3 shifts during 3 months. Rach shift consiste of 1 shovel driver (semi-skilled technician) and 2 unskilled vorkers. SCENARIO B A7.8 la Scenario B, the Aboisso decortication plant vould be independent from EECI. The grid connection la maintained for the purpose of back-up. The diesel gensets are sold or mde available to other UICA1E plants. The DDO fueled dryers are retrofitted to use waste heat from the steam plant. Installed Equipment A7.9 A steam turbine is installed vith a net maximum capacity of 74S kVe . Eatimating that the generator plant's electricity consumption is 8Z,, the gross pover rate to be installed is 810 kWe . During off- campaign, the generator must provide a maximmu net power rate of 245 kwe, vith an average output of 140 kVe. A7.10 Efficiencies during campaign and off-campaign differ since, in the latter period, the steam plant is not operated at nominal capacity. The overall efficiencies are estimated at, respectively, 0.10 and 0.07. A7.11 Off-campaign, a fuel silo makes it possible to avoid husk transportation to the generator plant continuouly for 16 hr/day, thus eliminating 2 husk handling shifts at the storage area. Based on the maximum off-campaign fueling rate (0.751 t/ihr, see 2.13)9 the silo capacity is 12 t or, for a bulk-density of 0.179 tim3 , 70 o3 . The silo is provided vith an automatic husks extraction device (hopper). A7.12 The fuel silo is directly fed by a belt conveyor coming from the decortication plant. Another belt conveyor transports the main part of the coffee residues to the incineration and storage area. The silo feeding conveyor muet be capable of building up the fuel stock as vell as providing enough fuel to the furnace. Based on mimum fueling rates, the capacities of the silo foeding conveyor and the storage/incineration conveyor are 2.27 and 16.3 t/hr respectively (See also 3.14 and 3.15). - 134 - Annes 7 Page 4 of 6 Operation A7.13 During the campaign, the steam plant is operated at nominal capacity. The estimated overall efficiency is 0.10. Civen a LHV of 16.64 MJ/kg for huaks, the maximum fueling rate is 1.75 t/hr. The average fueling rate is 1.49 t/hr. Off-campaign, vith efficiency reduced to 0.07, the fueling rate is 0.433 (av.) - 0.757 (max.) t/ht. A7.14 Given a maximum husk production rate of 18.0 t/ht (average 15.3 t/hr), maximum 16.3 or average 13.8 t/hr are conveyed to the incineration and storage area. A7.15 Off-campaign, the operating direction of the belt conveyor to the incineration and storage area ia reversed to transport the necessary amount of fuel to the oteam plant. Since, in one shift, enough fuel is transported to operate the eteam plant for 24 hrs, the husk transportation rate is 2.27 t/hr. auska storage and Incineration A7.16 The aaount of stored huaks is estimated as followst Off- cempaign the generator' pover production rate is reduced substantially. The overall efficiency for this period is estimated at 0.07. The electricity to be generated muet provide for factory consumption (minus 52 which is backed-up by the grid) as vell as an additional 8X for operation of the generator plant. This requires fuel is 3,032 t fresh husks. Taking some degradation during storage into accouat, so that effectively 80X of the original coffee husks are available, 3,790- t husks should be stored. A7.17 &usk storage should not begin too early during the campaign so as to ensure a minimum degredation during the storage period. The amount of husks to be stored can be produced in 250 hr (at average production rate) and therefore can be built-up during the last weeks of the coffee campaign. A7.18 The amount of husks still to be incinerated is estimated from the firm residue production level, the generated electricity during the campaign (0.677 GWh minus 5Z vhich is backed-up by the grid) and the amount of husks stored for use during off-campaign. The amount of fueled husks during campaign is 1,465 t. This resulte in a total of 11,145 t husks to be incinerated. A7.19 The equipment for husk storage and the storage/incineration manpover during campaigo are the same as in Scenario A. During off- campaign (9 months), 1 semi-skilled technician (ehovel driver) and 2 unskilled vorkers (in 1 shift) are needed for husk transportation from the storage area to the steam plant. - 135 - Aune: 7 Page 5 of 6 SCENARIO C A7.20 In Scenario C, all available coffee residues are converted to electric pover and process heat. Surplus electricity is sold to the grid. The grid is used as a back-up facility. Diesel gensets are sold or made available for other UNICAFE plants. The DDO fueled dryers are retrofitted to the use of waste heat from the steasm plant. Installed Equipment A7.21 As in Scenario B, a steam turbine is installed vith a net muimum capacity of 745 kWe (gross power rate: 810Y kVe ). The power rate has been established under the assumption that the full energy value of the residues that are fueled during the campaign is available to raise electric pover, whereas some degradation during storage off-capalign is taken into account, so that 80% of the original energy in the stored huaks is used for electricity generation. A7.22 Off-campaign, as in Scenario B, a fuel silo makes it possible to avoid husk transportation to the generator plant for 16 hr/day, and thus to omit two husk handling shifts at the storage «irea. Base4 on the maximum fueling rate (See 3.25), the correspondit; silo capacity is somewhat larger than in Scenario B, viz., 28 t or, with a bulk-density of 0.179 t/m3 , 161 m3 . The silo is provided with an automatic husko extraction device (hopper). A7.23 The fuel silo is directly fed by a belt conveyor coming from the decortication plant. Another belt conveyor transports the main part of the coffee residues to the storage area. Capacities differ slightly from those in Scenario B. Based on the fueling rates of 1.75 t/hr and the maximum husk production rate of 18 t/hr, the capacities of the silo feeding conveyor and the storage/incineration conveyor are 5.25 and 16.3 t/hr. The silo feeder should be capable of creatÎng the buffer stock as vell as providing sufficient fuel to the furnace. Operation A7.24 The plant is operated continuously vith an astimated down-time of 10%, for the purpose of maintenance, at maximum capacity (7,880 hr/yr). The fueling rate is 1.75 t husks per hr. A7.25 Given a maximum husk production rate of 18.0 t/hr (average 15.3 t/hr), maximally 16.3 or at average 13.6 t/hr are conveyed to the storage area. The operating direction of the belt conveyor is reversed during off-camjfign to transport the necessary amount of fuel to the steam plant. To fuel the furnace as vell as to fill the silo buffer stock, the transportation rate from the storage area to the silo is 5.25 t/hr. - 136 - Annex 7 Page 6 of 6 Humk Storape A7.26 Nanpover for husks handling is the same as in Scenario B. At end of campaign, 12,948 t husks are stored. This figure is based on the fira annual residue production level and the estimated duration of the coffee campaign (3 monthe). During these 3 months the generation plant operates 1,970 hr at a pover rate of 810 kVe , and thus combusts 3,452 t coffee husks. -137 - J', À â~~~Amez S Page l of 3 COFFRE PILOT PROJECT: COSTING AND CA8UFLOWS A8.1 In the following tables investuent coste are sumnarised for the various considered scenarios. Under the assumption of a discount rate of 102 per annum, investment coste are annualised. Table A8.1: INVESTNENT COSTS OF SCENARIO A Investment Cost Annuel Ized Investment Cost (USM) Lifetime (USS/yr) teost tem Local Foreign _Total ) spare parts, tools, O 54,000 54,000 15 0 7,100 7,10o ce oeasuring equl _ et - Installation, frelght, taxes, 50,000 / 110,000Q / 160,000/ a 5 6,574 a/ 14,462a 21,036 ot insurances, supervision <105.000) b/ (112,000> È/ (217,000) b (13,80S) Êi (14,725) bi (28,50) h/ Husk bandl ng: - sil o wIth hopper (75 c3) 3,800 1,000 4,00 IO 618 163 781 - coaveyor bOelt to silo) 0 8,0C0 8,000 IO O 1,302 l.0 - conveyor bei, (to storage/ O 30,000 30,000 10 0 4,882 4.82 Inctneratton erea) - 1 shoel 0 30,000 30,000 10 0 4,82 48812 - installatîon (frelglt, taxas, 6,9S0 46,000 52,9fO 10 1,131 7,486 8,617 insurance) Tot C eOst 135,750 a/ 939,000 / 1,074,750W / U,1t4 / 127,050 W 145,234 a/ (190,750 1,781,000 1,971,750) b/ (25,415 237,751 263,166) bl !' Under-feed *urnoce. Gi os iflericabustion systea. tt@t~ ~ o ,s , g 'R g ***l |t@.§l Xg~e- il .'' ' o e *~ ~~~ ~ § Uo o. .. su s . i " ;y^* * '- tq>~~~~~~~~~ -~~~ Il uIt jai*- ;s 'Il|| St o * g X WC W O1; iO i% @tIPs 1t1t 1t1t~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~g £ ° s os 8 - 6in - 140 - Annex 9 Page 1 of 2 8IBLIOGRAPHY Palm Oil, Rice and Wood Processing References 1. Ivory Coast: Issues and Options in the Energy Sector, Report No. 5250-IVC/World Bank, April 1985. 2. Valorisation des résidus végétaux dans les pays du conseil de l'entente, Fascicule No. 3, Abidjan 1981. 3. Ivory Coast, Fifth Oil Palm Development Project, Staff Appraisal Report, Report No. 5521-IVC, World Bank 1985. 4. J.J. Olie, T.D. Tjeng. The Extraction of Palm Oil, Stork Amsterdam, International Report. 5. T.D. Tjeng, J.J. Olie. Palm Oil Mill Procees DescriptLon, Planter 54, 527-556, 1978. 6. T.D. Tjeng, J.J. Olie. "Some Notes on the Various Aspects Governing the Choice of an Industrial Palm Oil Mill for a Large Oil Palm Plantation". Stork Amsterdam, Internal Report. 7. J.A.K. Loudon. 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O . ) 2/ (Moyenne/an) Iboke 0 632 40 84.214 70.338 Soubre 0 407 40 79.386 76.960 Bolo 0 366 20 44.094 45.214 Boubo 0 237 40 67.765 72.404 Irobo 0 123 40 43.009 63.456 Dabou 0 61 40 36.026 47.943 Anguededou 0 40 40 35.106 49.687 Eloka E 35 20 26.630 35.600 Toumangule E 100 40 53.498 76.412 Ehanla E 163 40 84.546 92.206 Antenne 1 E 175 30 40.532 48.247 Antenne 2 E 175 30 40.944 50.820 TOTAL 420 636.750 729.287 a/ tff/h = tonne de fruits frais par heure. Source: PALMINDUSTRIE. De plus, l'huilerie PCHI a transformé 50.000 tff on 1984/85, et a eu une moyenne annuelle de 53.200 tf f entre 1982-1985. Disponibilité des résidus 2.9 L'extraction de l'huile de palme produit quatre types de résidus solides: rafles, les fibres, les coques et les débris. Les quantités moyennes de résidus (par tff), ainsi que leur teneur en humidité, sont présentées au tableau 2.2. Tableau 2.2: QUANTITES ET TENEUR EN HUMIDITE OES RESIOUS OE L'EXTRACTION OE #'HUILE CE PALME quontité thbh t/tff Raf les 0,25 63 Fibres 0,22 40 Coques 0,06 15 Débris 0,025 15 2.10 Les quantité de résidus par tff dépendent dans une certaine mesure des variétés de palmiers. Ainsi, les plantations d'Eloka, Tourmanguié et Anguedédou donnent 26% de rafles par tf f, alors que la - 16 - plantation d'Iboké qui utilise un clone à rendement plus élevé ne produirait que 20X de rafles par tff. 2.11 En se basant sur des renseignements fournis par PALNIUDUSTRIB, le tableau 2.3 présente les chiffres ;le production réels de résidus pour la campagne 1984/85, ainsi que la production moyenne pour les cinq campagnes 1980/81-1984/85. Tâbleu 2.3: PRAUCTION DE RESIOIS ŒES USINES D'HUILE ŒE PLME OE PALtINDUSTRIE Type de résidus 1904/85 198081-1984/85 Prévisions forms oyenne pour l'rvenir Rf les 165.237 189.616 161.000 Fibres 139.817 160.443 136."W Coques 38.132 43.757 37.000 Débris 15.888 18.232 ls.500 2.12 D'après les dirigeants de PALMINDUSTRIE, les moyennes annuelles calculées sur cinq ans constituent une bonne base pour la planification. En tenant compte des effets de la forte sécheresse de 1983 sur les chiffres de production moyenne pour la période 1980/81-1984/85, ainsi que des actions de remise en état des plantations en cours, la mission a décidé que les résidus disponibles à l'avenir pouvaient être estimés en multipliant la moyenne obtenue sur la période 1980/81-1984/85 par 0,85. Ce facteur devrait absorber les effets des années de mauvaise récolte ainsi que les pertes subies en récoltant les résidus. Les estimations fermes des résidus disponibles à l'avenir dans les usines PALMINDUSTRIE sont données au tableau 2.3. 2.13 En dehors des résidus mentionnés ci-dessus et qui sont disponibles à l'usine, de grandes quantités de matières organiques sont produites dans les plantations. Ces résidus comprennent les frondaisons des palmiers (10 t/ba/an) produitee à un rytkme régulier, ainsi qu'environ 7S t/ha de troncs et 15 t/he. de frondaisons produites au cours des opérations de défrichement et de r'eplantation. 2.14 Variations saisionnières de la production des résidus. Les variationo saisonnières de la production des résidus constituent un facteur important pour déterminer l'utilisation optimale. Le tableau 2.4 présente des données sur les variations mensuelles des activités d'extraction d'huile, exprimées en tonnes de fruits frais pour la campagne 1984/8S. Bien qu'il y ait des différences suivant les usines et les zones climatiques, les périodes de février à avril et de septembre à novembre tendent à être des périodes de production de pointe, avec des - 17 - niveaux de production mensuels te 12 à 13% du total de la production annuelle. Les mois de juin, juillet et août présentent les niveaux les plus bas avec des quantités de fruits frais traités qui ne représentent que 3,8 à 4,S2 du total de la production annuelle. Prises séparément, les usines peuvent présenter des variations saisonnières importantes causées par des facteurs internes tels que des pannes d'équipement. Pour cette raison, les variationg saisonnières sont présentées pour chaque usine, et corrigées à l'aide de la moyenne pondérée de l'ensemble de Usines. Consomation d'énergie de l'industrie de lthuile de palme 2.15 En règle générale, les usines d'extraction d'huile de palme ont besoin de quatre types d'énergie: (a) de l'électricité pour les opérations de traitement (séparateur des fruits et des rafles, digéreurs, presses, clarificateurs, cen'rifugeuses, séparateurs des fibres et des noix, casse-noix, séparateurs du noyau et de son enveloppe et matériels de transport à l'intérieur de l'usine)> (b) de l'électricité pour les bureaux, les services et les habitations des travailleurs; (c) de la chaleur (vapeur) pour les opérations de traitement (stérélissteurs, digéreurs, clarificateurs, séparateurs des fibres et de la noix, séchage de la noix et du noyau); (d) du carburant liquide (diesel DDO) pour la mise en route de la production et pour le transport des régimes de fruits frais. 2.16 Demnde d'électricité. La demande moyenne d'électricité des usines d'extraction d'huile de palme varie de 13 klhltff pour les grandes usines (30 à 60 tff/h) à 18 kWhltff pour les petites usines (5 à 30 tff/h) à la capacité nominale. Fn règle générale, l'électricité est produite par des turbines à vapeur à contrepression. 2.17 Demande de vapeur. La demande de vapeur pour les opérations de traitement varie de 420 kg de vapeur/tff pour les grandes usines, à 550 kg de vapeur/tff pour les petites Cette vapeur est produite en brûlant les coques et les fibres en excédent. La stérélisation des régimes de fruits frais étant un processus discontinu, la consommation de chaleur n'est pas constante. - 18 - Tableau 2.4: PARTS DE LA PRODUCTION ANNUELLE DES USINES D'EXTRACTION D'HUILE ŒE PALME (CAMPAGNE 1984/85) Pourcentage mensuel traité Usines Oct Nov Déc Jan Fév Mers Apr Mêi Juin Jull AoOt Sep TOTAL il Iboke 11,5 12,0 9,5 7,5 6,1 5,7 6,1 5,3 6,1 8,9 9,3 12,0 100,0 Soubre 6,5 10,0 9,4 11,8 13,1 11,2 10,9 6,2 3,8 4,0 5,2 7,9 100,0 9olo 6,9 8,9 9,6 12,6 13,1 13,4 10,4 6,0 3,9 3,3 4,9 6,9 100,0 lxoub 8,2 8,8 9,8 12,1 12,8 12,9 10,4 5,2 3,4 3,1 4,2 9,1 100,0 Irobo 3,3 4,9 4,8 11,3 16,1 19,7 18,6 11,1 4,0 2,1 1,6 2,5 100,0 Daboê 5,9 6,6 6,5 9,4 14,3 17,4 15,9 9,0 5,2 3,2 3,0 3,7 100,0 Anguededou 6,0 7,9 7,3 9,6 13,7 17,6 16,1 8,1 4,9 2,7 2,5 3,5 100,0 Eloka 5,6 6,3 6,8 9,8 14,8 15,8 10,9 10,7 8,1 4,3 3,1 3,9 100,0 Toumangule 9,1 9,5 8,6 10,6 14,1 15,2 12,1 7,4 4,4 2,6 2,4 4,1 100,0 Ehoana 11,5 13,5 7,4 7,0 9,0 12,4 12,2 6,7 3,5 4,3 5,6 7,1 100,0 Anteone 1 2,6 8,1 10,8 13,5 16,0 16,2 15,0 11,9 4,7 1,3 - - 100,0 Antenne 2 13&8 7.0 9.5 12,0 13.3 13.6 13.2 7,6 3.7 0,2 - 6,0 100,0 TOTAL 8,2 9,4 8,5 10,3 12,2 13,2 12,0 7,4 4,5 3,8 4,1 6,4 100,0 a/ Totaux ramenés à 100%. 2.18 Equilibrage de la demande d'électricité et de la demande de vapeurs Dans une usine d'extraction d'huile de palme, la consommation d'électricité et la consormmtion de chaleur ne se produisent généralement pas en même temps. Pour cette raison, chaque usine est équipée d'un réservoir pour la vapeur de contrepression qui peut être rempli soit par la vapeur venant des turbines, soit directement à partir de la chaudière à l'aide d'un détendeur. Dans le cas oÙ la demande d'électricité est très élevée, et qu'en conséquence il y a production d'un excédent de vapeur, cet excédent est simplement lâché dans l'atmosphère. 2.19 Consommation moyenne d'éiergie des usines PALMINDUSTRIE. La capacité standard des chaînes de production des usines PALMINDUSTRIS est de 20 ou de 30 tff th. En conséquence, ces usines peuvent être classées comme petites ou moyennes. D'après certains documents (annexe 9, biblio. ne 7) les usines ne fonctionneraient en général qu'à 50X de leur capacité nominale. Ces chiffres étant confirmés par les données sur la production (annexe 9, biblio. n 2), la mission a décidé d'utiliser dans ses calculs les chiffres de consommation moyenne d'énergie les plus élevés. Ces chiffres supposés de consommation moyenne d'énergie sont résumés dans le tableau 2.S. - 19 - tableau 2.5: CONSOMMATION MOYENNE OES USINES DIENERGIE PALMINDUSTRIE Capacité Consommation Consommation théorique d'électricité de vapeur (tff/h) (kWh/h) fonctionnant à l'aide des résidus d'extraction, il est nécessaire d'évaluer la demande d'énergie des usines ainsi que les approvisionnements en résidus, en tenant compte des autres utilisations possibles. Avec un niveau de production de 9 à 10 tff/h ou plus, une usine d'extraction d'huile de palme peut être autosuffisante en énergie en utilisant les fibres et les coques comme combustible (annexe 9, biblio. ne 5). A un niveau de production plus élevé, il y a en général un excédent de combustible constitué par des coques ou des fibres. Aux niveaux de production inférieurs, en particulier pendant la mise en route après les arrêts périodiques, il est nécessaire de brûler des rafles supplémentaires prises sur les stocks. 2.21 Teneur énernéti$ues des résidus d'extraction de l'huile de palme. Les pouvoirs calorifiques des résidus de l'extraction de l'huile de palme susceptibles de convenir à la production énergétique, sont donnés au tableau 2.6. Les rafles ne peuvent pas convenir directement come combustible de chaudière en raison de leur trop forte teneur naturelle en humidité (63X). Cependant, après séchage a l'air libre dans des hangars ouverts, la teneur en humidité peut être ramenée à environ 20X. Le poids des rafles se trouve ainsi ramené à 0,46 du poids initial, soit environ 0,12 tonne de raEles (avec une teneur en humidité de 202) par tonne de fruits frais. Tableau 2.6: BASSES VALEURS THERMIQUES (BVT) ET TENEUR EN ENERBIE OES DIFFERENTS RESIOUS D'EXTRACTION D'HUILE DE PALME Teneur en nergoe thbh BVT (base sèche) Type de résidus (%) (MJ/kg) (GJ/TFB> Rafles 60 5,0 1,3 Rtfles 20 13,7 1,6 Fibres 40 11,0 2,4 Coques 15 14,8 0,9 Débris 15 14,8 0,4 - 20 - 2.22 Excédent d'électricité. Lors de précédentes analyses, (biblio. n 1, Annexe 9), le potientiel énergétique de l'excédent de résidus de la biomasse résultant de l'extraction de l'huile de palme a été surestimé parce que le rendement pris par hypothèse était de 10. Cependant, les usines PALMINDUSTRIU, avec leur configuration existante, produisent leur électricité en cogénération et cette hypothèse est donc trop optimiste. Le rendement réel de la production d'électricité est d'environ 5X. En fait, cela signifie que la consomhation de combustible est environ deux fois plus forte que celle précédement calculée. 2.23 L'évaluation portera sur l'utilité de l'excédent de résidus pour la production d'énergie dans le contexte d'un site déterminéS l'huilerie PALNINDUSTRIH d'Ehania. Toutes les usines de PALMINDUSTRIE étant, dans une large mesure, uniformes au point de vue technologie et méthodes d'exploitation, les résultats de cette évaluation seront valables pour une grande partie de l'industrie ivoirienne de l'huile de palme. Utilisation potentielle des résidus 2.24 Utilisation directe. Actuellement, l'utilisation directe des résidus d'huile de palme est très limitée. Seuls les résidus provenant de la plantation elle-même, comme par exemple les frondaisons des palmiers, sont directement et complètement recyclés dans le sol. Cette façon de faire est nécessaire pour maintenir la teneur en humus du sol, ainsi que pour recycler les éléments nutritifs de la plante. 2.25 Les rafles et les débris, composés de matières organiques, de terreau, etc. pourraient être utilisés directement pour l'amendement du sol, soit sous forme broyée, soit après décomposition en humus. Cependant, comme c'est souvent le cas dans d'autres pays tropicaux, cette possibilité n'est que peu exploitée en Côte d'Ivoire en raison des problèmes de transport et de manutention et parce que, en général, le sol des plantations de palmier a une teneur suffisante en matières organiques (humus) grâce à la couverture végétale et aux feuilles tombées. 2.26 Utilhsations indirectes. Selon la méthode suivie aujourd hui, les rafles sout incinérées a petit feu dans un fourneau primitif, ou à ciel ouvert, dans un champs adjacent à l'usine. Les cendres sont ramassées à la main, mises dans des sacs de 25 à 30 kg et recyclées dans les plantations. Ces cendres contiennent 332 de Kz20 et 4S de MgO et comme les palmiers demandent de fortes doses régulières de potassium et de magnésium, cette méthode permet de faire des économies sur les engrais chimiques qui seraient autrement nécessaires. On trouvera au Volume 2, Annexe 3, un calcul du prix de revient de la cendre utilisée comm engrais, par comparaison avec l'achat d'engrais chimiques. En plus de l'usage cidessus, de petites quantités de cendres contenant du potassium sont ramassées par les femmes des villages pour être utilisées comue matière première dans la fabrication traditionnelle du savon. - 21 - 2.27 Les rafles pourraient être utilisées come combustible de chaudière pour produire de l'électricité et de la vapeur. Cependant, pour des questions de rendement des chaudières, il serait nécessaire d'abaisser considérablement la teneur en humidité qui est initialement de 63X. Selon le document ne 5 de notre bibliographie (voir l'Annexe 9), une courte période (10 jours) de séchage à l'air libre dans des hangars ouverts suffirait pour ramener la teneur en humidité des rafles à environ 20X. Ce produit relativement sec conviendrait alors parfaitement come combustible de chaudière et pourrait être utilisé sans autre préparation dans les fourneaux de chaudière existants. 2.28 La combustion des rafles séchées dans les fourneaux des chaudières n'est pas souvent pratiquée. Selon le document n 5 de la bibliographie, cette méthode entrainerait une plus forte diminution de la teneur des cendres en potassium que l'incinération lente à l'air libre, en raison de la température beaucoup plus élevée des fourneaux de chaudière. En conséquence, la valeur des cendres résiduelles comm engrais se trouve réduite. La litterature sur ce sujet étant plut8t ambigues, des essais de combustion des rafles à différentes températures ont été exécutés dans les laboratoires du groupe t technologie de la biomasse de l'université de watLt. (Pays-Bas). Les résultats de ces essais sont présentés au Volume II, Annexe 3. La conclusion est que la teneur des cendres en potassium diminue lentument de 34X à 21Z au fur et à mesure que la température de coehusztion monte de 307 à 560 °C. Aux températures d'environ 565 à 593 'C, les cendres fondent. Les cendres vitrifiées n'étant pas facilement solubles dans l'eau, leur valeur eomme engrais est faible. 2.29 Dans le cas où un système combiné de production d'électricité et d'engrais serait prévu, il serait nécessaire de procéder à des essais de combustion dans des chaudières industrielles en vue de déterminer les conditions optimums de combustion. Dans ce rapport, la mission a conclu que la production combinée d'énergie et d'engrais n'est pas encore praticable. 2.30 Un autre usage possible des rafles consisterait à les transporter dans des centres industriels pour les utiliser comme combustible de chaudière. En vue d'évaluer cette possibilité, on a calculé le coût des rafles livrées (à Abidjan) et on a procédé à une analyse financière pour comparer ce type de combustible avec le carburant diesel DDO utilisé couramment (cf. volume II, Annexe 4). 2.31 Les coûts de transport des rafles peuvent être abaissés en les réduisant en poudre fine ou en les coupant en petits morceaux pour les transformer ensuite en briquettes ou en boulets. Dans le premier cas, la poudre conviendrait come combustible de chaudière avec un brûleur approprié. Dans l'autre cas, les briquettes ou les boulets pourraient brûler dans différents types de fourneaux à grille. On trouvera au Volume II Annexe 4, une description d'un procédé de séchage, découpage et densification, ainsi que des détails sur les coûts de production des résidus densifiés et transformés. - 22 - 2.32 Une autre utilisation possible des rafles consisterait à les convertir en gaz qui pourrait servir de carburant dans un moteur à combustion interne, ou de combustible dans une chaudière. Dans la mesure des renseignements connus de la mission, il n'existe aucune expérience commerciale de gazéification des rafles. Cependant, il convient de mentionner une initiative intéressante de la société d'étude I2T en Côte d'Ivoire. Cette société a exploité avec succès un certain nombre de gazogènes commerciaux pour produire de l'électricité et de la chaleur dans les usines de coprah, en utilisant corme combustible des coques de noix de coco non traitées à haute teneur en humidité. La mission pense qu'il serait utile d'entreprendre un programme destiné a adapter cette technique à l'utilisation des rafles humides. La réussite d'un tel programme apporterait les avantages suivants: (a) réduction des coûts de manutention (pour le séchage des rafles dans le cas de la combustion dans des chaudières); (b) diminution des coûts d'investissement en équipements de production d'électricit- et de vapeur; (c) production d'électricité et de vapeur rentable à relativement faible capacité. Ceci est particulièrement important pour les petites usines de l'IRH0. Htudes de cas: usine d'extraction d'huile de palme d'Ehania Niveau de production 2.33 Actuellement, l'usine d'huile de palme d'Hhania est l'une des plus grandes de C8te d'Ivoire. En outre, c'est c'1le qui a les niveaux de production les plus élevés (cf. tableau 2.1). L'usine produit pendant toute l'année; cependant, il y a des variations considérables de production en cours d'année. Hors saison (de juin à août), la production mensuelle représente environ 2X (1500 à 1600 tff/mois) de la production annuelle. En saison de pointe (de février à avril et d'octobre à novembre) elle représente environ 20X (15.000 à 16.000 tff/mois) (cf. tableau 2.4). La production de résidus varie en conséquence. Pour répondre aux variations de production, on change à la fois le nombre des équipes et le nombre des chaines de production. Ainsi, en période de pointe, l'usine fonctionne sept jours par semaine, vingt deux heures par jour. Hors saison, l'une des deux chaines de production d'Ehania (capacité nominale de 20 tff/heure chacune) est mise en congé et l'autre ne fonctionne que cinq jours par semaine pendant environ huit heures par jour. En tenant compte des mauvaises récoltes, le niveau de traitement annuel stable de l'usine peut être estimé à 78.400 tff/an. Approvisionnement en rés lus 2.34 Les niveaux de production annuels de résidus sont donnés au tableau 2.7. - 23 - Tableau 2.7: NIVEAUX E LA PROOUCTI0N ANNUELLE DE ESIDUS ET TENEUR EN ENERBIE ŒES RESIDUS A L'USINE D'EXTRACTION D'HUILE DE PALNE D'EHANIA thbh Quent.té Teneur en énergie Type de résidus (S) (t/on) (GJ/an) Rafles 63 20.260 1,0 x 105 Rafles a/ 20 9.380 1,3 x 105 Fibres 40 17.200 1,9 x 105 Coques 15 4,700 0,7 x 105 Débris 15 1.960 0,3 x 105 a/ Après séchae à l'aIr libre. Utilisation des résidus 2.35 Dans une large mesure (672), les résidus fibreux servent de combustible aux chaudières du système à cog6nération d'électricité et de vapeur de l'usine. Il en résulte que, pendant les heures de travail, l'usine d'Ehania est pratiquement autosuffisante en énergie. En dehors des heures de travail, les besoins d'énergie électrique pour les logement des travailleurs sont satisfaits par diesel. Les fibres restantes sont brûlées lentement et leurs cendres, comme celles des rafles, servent d'engrais dans les plantations. 2.36 Une petite partie des coques (101) sert au démarrage du fourneau de la chaudière. Les quantités restantes sont parfois tout simplement jetées, parfois brûlées et les cendres s'ajoutent à celles qui sont utilisées comme engrais. La même chore est vraie des débris qui, normalement, sont simplement jetés, mais qui dans certains cas semblent aussi ètre brûlés. Dans ce dernier cas, les cendres sont à aussi utilisées cot, 2x480tc 2x480tc 2x48e0y d'élec. installée (k>) l8dtc 2x28#tc Axâèeo 2x5lO" 2x2400 2x240 - Investissement Initial 1.665.000 1.998.450V 2.063.05e 2.369.5S5V Installé (dollars) 190.d 190.000d 15î.00.e i .00oe - Consmmation de carburant diesel 000 (i/an) 240.000 - -- - Comme de résidus (t/an) Fibres 13.50 16.700 17.200 17.200 Coques 470 470 4.700 4.700 Rafles (thbh: 63X) - - 20.260 20.260 Débris - - 1.960 1.960 - Production d'engrais (5/an de cendres) 1.420 1.420 - - - Nain-d'oeuvre Groupe électrogMe: Spécialisée Chom.e-anne) 1 1 1 1 Smi-spécialisée (hom.-nnée) 3 4 4 4 Non spécialisée (hoô.année) 6 12 20 20 Production d'engrais: Non spécialisée (ho.-année) 2 2 - - - Lubrifiants (I/kWh) 0,0065" 0,O065m 0,0065" 006 - Produits chimiques (S/an) 44.200 56.636 77.9 77.990 - Entretien et réparation 1d ld 4y 4V (O de I'invest, Initlis) 4v - Duréo de vie de l'ésqulpemnt 12d isd 15" 13 (Onnées) 15" 15" d: Systée diesel tc: Turbine à contrepression et raccord au roseau vs Système vapeur vcs Turbine à vapeur à condensation electrlque EECI - 26 - Tableau 2.8: VALEUR STANDARD OES PARANEMIMS DANS LES DIFFERENTS SCENARIOS DE PRODUCTION D'ELECTRICITE POUR L'USINE D'EXTRACTION D'HUILE OE PALNE D'EHANIA Poramètre Scénario A B C D - Production d'énergie Eloctricité (Wh/oan) 1,g 2 ,65 5,80V 11t8 Vapeur (t/on) 39.2D0 39.200 39.200 39.200 - Consom. lnt. d'élec. (GVb/an) 2,65 2,65 2,65 2,65 - Excédent d'électricité à vendre ) lx20tc dxzkt 2x5l 2x240d 220 - Investissement Initial 1665.0OOv t,998,450V 2.063.055Y 2.369.555" Installé (dollars) 190.000 190.0d 150.00e 150.0e - Consommation de carburant diesel MOO (I/an> 240.000 - - - - Conss. de résidus ) - - 20.260 20.260 Débris - - 1.960 1.960 - Production d'engrais ('/on de cendres) 1.420 1.420 - - - Mai n-d 'oeuvre crou»e électrogène: Spécialisée (ho=.-année) 1 1 1 1 SeUl-spécial sée (hom.-onnée) 3 4 4 4 Non spéciallsée (ho..-année) 6 12 20 20 Production d'engrais: Non spécialisée (hom.-année) 2 2 - - 0,0065 0005 - Lubri1fIa nts ,6v OOSv oo6 ' - Produits chimiques (S/an) 44.200 56.636 77.990 77.990 - Entretien et réparation 6d id 4v 4 (S de l'lnvast. initlai>) 4 - Duréo de vie de 1'6quipement 12d 3Qd le 15 (années) 15" 15" d: Système diesel tc: Turbine à contrepression et raccord au reseau vi Systèm à vapeur vct Turbine à vapeur à condensation electrique wECI Tableoa 2.9: MMLVII FINANCIEU CPARATIWE ŒOS DIFFEMNIS SCEsWIOS DE FFCUCT0IN DELECIRICITE pEl LUSI* E DE TRAITEIENT OHUILE E PALME D'SWIA Soiuoe les - _ ---- - 4 - - - -C-----Aa-- , oJ~~~mt. D vlses Total 0st, Devises Total oJt. Devises Teotl not. Devises Total Coat d'bsgestlZsos.sot actuel A 35,53 211,26 246,79 e - - - u 23 220.,6 282,90 - C - - - - - - 53,56 233,5 287,15 - - - D - - - - - - - - - 57,78 269,06 327,45 e6t _ annuels d'epl@ltatlos t d'ntrt tle: Lubflu"ots 2,92 11,08 14,e0 3,45 13,7D 17,23 7,54 3D,16 37,70 15,34 61,36 76,70 Produits chimiques 11,05 33,15 44.20 14,16 42,48 56,64 19,5D 58,49 77,99 19,50 58,49 77,99 do§i-doeunvre spécal s.e 12,00 - 12,00 12,00 - 12,00 12,00 - 12,00 12,00 - 12,00 se-dpc_lais le" 6,30 - ,30 8,40 - 8,40 8,40 - 8,40 0,40 - 8,40 noa spécIalIe 12,00 - 12,00 21,00 21,00 - 21,00 30,0 - 30,00 30,00 30,00 Entretib 30,00 »,0o 78,00 44,72 44,72 89,44 41,26 41,26 82,52 47,39 47,39 94,78 Cautrsat diesel 46,75 49,25 96,00 - - - - - - - - - Cloeoee de potsols - - - - - -- - 12-50 150.61 171.11 12.50 TOUAL 165,55 344,34 509.09 165,96 321,64 487,00 184,76 522,12 706,07 202,91 595,52 790,43 1 0c.0 mss de l'loectrcelté 19,2 18,4 12,2 6,8 COnt de II é.c*trlcit spldassta"ire, <4:l*M) - Assaro - - 6,3 3,2 ^ tsarlo a _ 7,0 3,4 Tau_e de recouvrusat de I 'lavss tlso.ant toti (a1_ées) ai - St.nrio A - 37,5 2520,6 10,1 - Scaarlo B - - tf Ilite 13,2 Tus_e de reoowssrœt de I' Inveutrssnt euplémntaire (années) a/ - Scsaio A - 5,7 407,8 2,7 - Scoçalo a - - lIfinite 1,7 Taux de retabiltité fisrcire (S> a/ - Scenro A - 17 -1l 37 - Sorlo B - - -153 53 / Le calcul dus teps de d*couvroment et des taux de rentabiîlté f inanclre sont basés sur un prix de S #AY pour 1lélectricit6 fournie par 'EECI. Tableau 2.9s AMLY«E FINANCIEE CWfRATIVE CES DIFFEUNYS SCoEWRIOS OE FlUCTIN OELECTWICITE L'USINE DE TMIIDENT DOMJILE ŒE PAUE D}fJUMlA ot*. OvisID Total uet. Davis" Total not. Dvises Total met DevIes Tota Doet d'lavstilsa.t ctuel A 35,53 211,5 246,7» - - - - - - - - 8 - - - U 23 220,6 2J2,10 - - - - - - C - - - - - - 53,56 233,59 287,15 - - - D - - - - - - - - - 57,78 209,6 W27U45 coGs, mouels d'iepl.ltation et d'entratles: Lubriftlats 2,92 11,00 14,60 3,45 13,70 17,23 7,54 30,16 37,70 15,34 41,36 76,70 PouIts chimiques 11,05 33,15 44.2D 14,16 42,40 56,04 19,50 58,49 77,99 19,50 58,49 77,99 48s1-doearfe s$Mcialgls. 12,00 - 12,00 12,00 - 12,00 12,00 - 12,00 12,0D - 12,00 *1-siolale"6 6,30 - 6,30 8,40 - 8,40 8,40 - 8,40 8,40 - 8,40 a.. spèclallsée 12,00 - 12,00 21,00 21,00 - 21,00 30,00 - 30,00 30,00 30,00 Entretien 39,00 .00 78,00 44,72 44,72 89,44 41,26 41,5 02,52 47,39 47,39 94,78 Cauburt diesel 46,75 49,25 96,00 - - - - - - - - - Chieure de potassiu - - - - - - - - 12.50 155.61 lJl.ll 12.50 N MTAL 16'555 344,34 509,89 165,96 321,64 487,60 184,76 522,12 706,87 202,91 595,52 790,43 Co4t asu.s de l'électriclté 19,2 18,4 12,2 6,8 Cc4t de 1 électricité .uppl sta Ire - $ OAlo - - ,3 3,2 - Sasarwlo a _ 7,0 3,4 Tem_ d rooarn rt de I 'Is0vtla.as.mt total a) - St,oasrîo A 37,5 252D,6 10,1 - Seasalo B of IlIete 13,2 Tuo _ de rasuvr^t de I eInvstismsmnst aapold..talre (sies>6 ai - Scesarlo A 5,7 407,8 2,7 - Sceosro B l- -laite 1,7 TOM de ratabilîté f Isasclre (S) a/ - s_emlo A 17 -11 37 - Scrnarlo B -153 53 at La calcul dus tep de recouvresmet et des taux de rastabi lité fialre *ost beses sur un prix de 5 fAdIl pour 1I 0ctriclté fouwnle per l 'EECI. - 28 - 2.44 On peut faire les remarques suivantes sur les critères d'evaluation des quatre nouveaux systèmes de production d'énergie de rechange en prenant la mise hors service de l'ancien système come point de départ de l'analyse financière. Le temps de recouvrement de l'investissement supplémentaire constitue un meilleur critère que le temps de recouvrement de l'investissement total. En particulier, quand on compare deux solutions, il faut en général comparer le coût d'investissement plus élevé de l'une des de=a solutions, par rapport aux coûts d'exploitation annuel plus élevés de l'autre. D'un autre c8té, en dehors d'incertitudes graves comme par exemple des pénuries probables de combustible,, ce sont le taux de rentabilité financière (TRI) ou, à la place, la valeur actualisée nette (VAN) au taux d'actualisation financière prévu, qui constituent les meilleurs paramètres d'évaluation de l'investissement financier. Pour le calcul des taux de rentabilité financière et des valeurs actualisées nettes, il faut prendre les montants de l'investissement total de chacune des solutions. 2.45 Les coûte d'exploitation annuels des scénarios A, B, C et 5 sont respectivement de 263.100 dollars/an, 204.700 dollars/an, 419.000 dollars/an et 471.000 dollars/an. Dans les cas des coûts d'exploitation des scénarios C et D, on a ajouté le coût d'achat suppléentaire d'engrais au chlorure de potassium pour remplacer la perte d'engrais des cendres de rafles. D'un autre côté, dans ces mêmes scénrios, on a tenu compte de l'excédent d'électricité vendu au réseau de l'EBCI. En principe, suivant les arrangements passée entre l'RECI et PALMINDUSTRIE, celle-ci devrait être en mesure de fournir de l'électricité pendant toute l'année, avec une fourniture de base substantielle. Le point de départ le plus approprié pour négocier un prix d'achat par l'BBCI semblerait être le coût marginal à long terme de l'électricité produite par l'UECI pour être vendu aux clients moyenne tension. En groos on peut estimer ce coût à 0,063 dollar/kVh (cf. Annexe 9? biblio. ne 1, page 87, tableau 5.1). Comme l'URCI doit supporter des coûtu supplémentaires, comprenant des coûts de distribution et des frais généraux administratifs, quand elle achète de l'électricité à PALMINDUSTBIE, il semblerait qu'un prix d'achat moyen de 0,05 dollar/kWh puisse être considéré coa _ raisonnable. Dans ces conditions, les revenus annuels supplémeotaires se monteraient respectivement à 157.500 dollars et à 457.500 dollars pour les scénarios C et D. En conséquence, avec ce prix d'achat moyen par l'8ECI de 0,05 dollar/kWh, les économies annuelles nettes réalisées dans le cas des scénarios B, C et D se monteraient respectivement à 58.400 dollars, 900 dollars et 249.600 dollars. 2.46 Dans les scénarios Aj, B, C et D, les coûts moyens de l'électricité sont respectivement de 0,192, 0,184, 0,122 et 0,068 dollar par kWh. Les deux premiers chiffres, et le taux de rentabilité financière suffisant du système 8 (17,12) par rapport au système A, indiquent clairement que le remplacement du sysèeèm A par le système B serait intéressant dans le cas où aucun arrangemet convenable ne pourrait intervenir entre PALMINDUSTRIE et l'RBCI. En conséquence, le scénario B doit être considéré comme le scénario de référence pour évaluer les scénarios C et D. - 28 - 2.44 On peut faire les remarques suivantes sur les critères d'evaluation des quatre nouveaux systèmes de production d'énergie de rechange en prenant la mise hors service de l'ancien système comme point de départ de l'analyse financière. Le temps de recouvrement de l'investissement supplémentaire constitue un meilleur critère que le temps de recouvrement de l'investissement total. En particulier, quand on compare deux solutions, il faut en général comparer le coût d'investissement plus élevé de l'une des deux solutions, par rapport aux coûts d'exploitation annuel plus élevés de l'autre. D'un autre côté, en dehors d'incertitudes graves comme par exemple des pénuries probables de combustible,. ce sont le taux de rentabilité financière (TRI) ou, à la place, la valeur actualisée nette (VAN) au taux d'actualisation financière prévu, qui constituent les meilleurs paramètres d'évaluation de l'investissement financier. Pour le calcul des taux de rentabilité financière et des valeurs actualisées nettes, il faut prendre les montants de l'investissement total de chacune des solutions. 2.45 Les coûte d'exploitation annuels des scénarios A, B, C et !, sont respectivement de 263.100 dollars/an, 204.700 dollars/an, 419.000 dollars/an et 471.000 dollars/an. Dans les cas des coûts d'exploitation des scénarios C et D, on a ajouté le coût d'achat supplémentaire d'engrais au chlorure de potassium pour remplacer la perte d'engrais des cendres de rafles. D'un autre côté, dans ces mimes scénrios, on a tenu compte de l'excédent d'6lectricité vendu au réseau de l'EECI. En principe, suivant les arrangements passés entre l'E8CI et PALMINDUSTRIE, celle-ci devrait être en mesure de fournir de l'électricité pendant toute l'année, avec une fourniture de base substantielle. Le point de départ le plus approprié pour négocier un prix d'achat par l'8ECI semblerait être le coût marginal à long terme de l'électricité produite par l'tECI pour être vendu aux clients moyenne tension. En gros, on peut estimer ce coût à 0,063 dollar/kWh (cf. Annexe 9e biblio. ne 1, page 87, tableau 5.1). Comme l'ERCI doit supporter des coûts supplémentaires, comprenant des coûts de distribution et des frais généraux administratifs, quand elle achète de l'électricité à PALMINDUSTRIU , il semblerait qu'un prix d'achat moyen de 0,05 dollar/kWh puisse être considéré cv _e raisonnable. Dans ces conditions, les revenus annuels supplémentaires se monteraient respectivement Ï 157.500 dollars et à 457.500 dollars pour les scénarios C et D. En conséquence, avec ce prix d'achat moyen par l'HECI de 0,05 dollar/kWh, les économies annuelles nettes réalisées dan le cas des scénarios B, C et D se monteraient respectivement à 58.400 dollars, 900 dollars et 249.600 dollars. 2.46 Dans les scénarios Al, 8, C et D, lts coûts moyens de l'électricité sont respectivement de 0,192, 0,184, 0,122 et 0,068 dollar par kWh. Les deux premiers chiffres, et le taux de rentabilité financière suffisant du système 8 (17,12) par rapport au système A, indiquent clairement que le remplacement du systète A par le systèm B serait intéressant dans le cas où aucun arrangement convenable ne pourrait intervenir entre PALMINDUSTRIE et l'EBCI. En consiquence, le scénario B doit être considéré comme le scMario de référence pour évaluer les scénarios C et D. - 29 - 2.47 Les résultats de l'analyse concernant les coûts de l'excédent d'électricité et les taux de rentabilité financière indiquent clairement que, avec un prix d'achat moyen par I'BECI de 0,05 dollar/kWh, le systbme D est très attrayant. En prenant le scénario 8 comm référence, le coût marginal de l'excédent d'électricité est 0,034 dollar/kWh, ce qui donnerait un bénéfice brut intéressant de 0,0164 dollar/kWh. Les coûts d'exploitation supplémentaires des scénarios D et 8 étant modérés, l'analyse fait ressortir un taux de rentabilité financière très élevé de 57X. De même, le temps de recouvrement de l'investissement suipplmentaire de 1,7 an serait très attrayant. 2.48 D'un autre côté, les résultats de l'analyse financière du scénario C sont clairement négatifs. Avec un prix d'achat moyen de 0,G5 dollar/Wkh, le coût marginal de l'excédent d'électricité (0,07 dollar/kWh) serait prohibitif par rapport au scénario B, et conduirait à des taux de rentabilité financière négatifs et à des temps de recouvrement extrêmement élevés. En conséquence, dans les conditions données ci-dessus pour les divers scénarios, le système C n'est pas faisable et peut être éliminé. 2.49 Analyse de sensibilité*. Le tableau 2.10 présente les résultats des analyses de sensibilité conduites par rapport aux trois aléas restants. Ces résultats suggèrent que la faisabilité financière du scénario B par rapport au scénario A est très sensible au coût de l'investissement supplémentaire dans le scénario B, et à la réduction du prix du carburant diesel DD0. Si le coût d'investissement total de l'option B dépassait 2.353.500 dollars, ou si le prix du carburant diesel DDO tombait en dessous de 0,312 dollar/l, le système B deviendrait moins intéressant que le système A. D'un autre côté, la faisabilité financière du scénario D est très solide par rapport aux changements du coût d'investissement et l'est encore plus par rapport aux changements du prix du carburant diesel DD0. 2.50 Le prix d'achat moyen de l'excédent d'électricité fourni au réseau est crucial pour la faisabilité du scénario D. Par rapport au scénario de référence 1, le système D sevait en équilibre avec un prix d'achat moyen de 0,0339 dollar/ikWh. A ce prix, qui est égal au roùt marginal de l'électricité fournie en plus d&ns le cas du scénario D par rapport au scénario B, la valeur actualisée nette du scénario D, avec un taux d'actualisation financière de 10X, est égale à 0. - 29 - 2.47 Les résultats de l'analyse concernant les coûts de l'excédent d'électricité et les taux de rentabilité financière indiquent clairemet que, avec un prix d'achat moyen par l'EHCI de 0,05 dollar/kWh, le système D est très attrayant. En prenant le scénario B comme référence, le coût marginal de l'excédent d'électricité est 0,034 dollar/kWh, ce qui donnerait un bénéfice brut intéressant de 0,0164 dollar/kWh. Les coûts d'exploitation supplémentaires des scénarios D et B étant modérés, l'analyse fait ressortir un taux de rentabilité financière très élevé de S7X. De même, le temps de recouvrement de l'investissement su,pi4mentaire de 1,7 au serait très attrayant. 2.48 D'un autre côté, les résultats de l'analyse financière du scénario C sont clairement négatifs. Avec un prix d'achat mo'yen de 05GS dollar/kWh, le coût marginal de l'excédent d'électricité (0,07 dollar/kh) serait prohibitif par rapport au scénario Bp et conduirait à des taux de rentabilité financière négatifs et à des temps de recouvrement extrêmement élevés. En conséquence, dans les conditions données ci-dessus pour les divers scénarios, le système C n'est pas faisable et peut être éliminé. 2.49 Analyse de sensibilité. Le tableau 2.10 présente les résultats des analyses de sensibilité conduites par rapport aux trois aléas restants. Ces résultats suggèrent que la faisabilité financière du scénario B par rapport au scénario A est très sensible au coût de l'investissement supplémentaire dans le scénario B, et à la réduction du prix du carburant diesel DD0. Si le coût d'investissement total de l'option B dépassait 2.353.500 dollars, ou si le prix du carburant diesel DDO tombait en dessous de 0,312 dollar/l, le systèmw B deviendrait moins intéressant que le système A. D'un autre côté, la faisabilité financière du scénario D est très colide par rapport aux changements du coût d'investissement et l'est encore plus par rapport aux changements du prix du carburant diesel DD0. 2.50 Le prix d'achat moyen de l'excédent d'électricité fourni au réseau est crucial pour la faisabilité du scénario D. Par rapport au scénario de référence B, le système D serait en équilibre avec un prix d'achat moyen de 0,0339 dollar/kWh. A ce prix, qui est égal au roût marginal de l'électricité fournie en plus dans le cas du scénario D par rapport au scénario B, la valeur actualisée nette du scénario D, avec ua taux d'actualisation financière de 102, est égale à 0. - 30 - Tableau 2.10: ANALYSE OE SENSIBILITE DES SYSTEMES ENERGETIQUES OE L'USINE OE TRAITEMENT D'HUILE OE PALME D'EHANIA Scénearlo Seuil auquel du Tcmms de recouv. (on) VAN a O cas de lovente Invest, TRI à à un toux Situations bse total supplée. (0) lOS de 10% Augmentation de 20S des oofits d'invest.: (x 1.000 S) - Scénario 8/scén. A 45,0 13,2 4 -247,9 2.350,9 - Scénario D/scn. A 12,1 4,7 20 708,4 3.807,7 - Scénario 0/scén. a 15,8 2,1 48 956,3 10.923,5 Réduction à 0,32 S/I (20%) du prix du Mo0 (5/1> - Scénario E/sc6n. A 37,5 8,5 il 13,5 0,312 - Scénarlo 0/sc'n. A 101 2,9 35 1.030,8 nég. a Réduction à 0,04 S/kwh (20%) du prix de l'6lei'ricité fournie au rému (Ah - Scénarlo 0/scén. A 10,1 4,2 23 530,9 3,16 - Scénarlo 0/sc6n. B 13,2 3,3 29 384,6 3,39 e/ -0,301 S/I 2.51 Evaluation économique. Les résultats de l'analyse économique des scénarios de production d'électricité pour l'usine d'extraction d'huile de palme d'Hhania sont donnés au tableau 2.11. L'introduction des prix économiques se traduit par une réduction du coût total des scénarios A, 8, C et D qui est respectivement de 12,6X, 11,3, 8ô,2X et 7,91. L'intérêt présenté par le scénario D est très solide. Par exemple, le taux de rentabilité financière du scénario D par rapport au scénario A est de 371 et le taux de rentabilité économique correspondant est de 401 (cf. Annexe 4). Ceci peut être attribué à l'importance relative du coût du carburant DDO dans le scénario A, et de la main-d'oeuvre dans le scénario B, ces coûts ayant tous deux un facteur de conversion faible. Cependint, les changements des coûts relatifs entre les divers scénarios sont si faibles que l'analyse économique ne change pas les conclusions tirées de l'analyse financière. Conclusion 2.52 8uiant les arrangements qui interviendraient entre PALMINDUSTRIE et l'EHCI, l'utilisation de toutes les rafles par l'usine d'extraction d'huile de palme pour produire de la chaleur et de - 30 - Tableau 2.10: ANALYSE DE SENSIBILITE OES SYSEiES ENERGETIÇES OE L'USINE DE TRAITEMENT D'HUILE OE PALME D'EiANIA Scénarlo Seuil auquel du Temps de recouv. (an) VAN a O cas de Invest. Invest. TRI à à un taux Situations base total suppléa. (S) 10 de 10% Augpstation de 20% des cofts d'invest.: (x 1.000 S) - Scénario 1/sc6n. A 43,0 13,2 4 -247,9 2.350,9 - Scénarlo 0/scen. A 12,1 4,7 20 708,4 3.807,7 - Scnarlo 0/scén. 8 15,8 2,1 48 956,3 10.923,5 Réduction à 0,32 S/i (20%) du prix du oao (S/l) - Sc6nario B/scén. A 37,5 8,5 il 13,5- 0,312 - Scénarlo D/sc6n. A 101 2,9 3S 1.030,8 nég../ Réduction à 0,04 S/kwh (20%) du prix de 19'6leu.ricit6 fournie au résu wf/kwhJ - Scénarlo D/sc6n. A 10,1 4,2 23 530,9 3,16 - Scénarlo D/sc6n. 8 13,2 3,3 29 384,6 3,39 ut -0,301 S/I 2.51 Evaluation économique. Les résultats de l'analyse économique des scénarios de production d'électricité pour l'usine d'extraction d'huile de palme d'Hhania sont donnés au tableau 2.11. L'introduction des prix économiques se traduit par une réduction du coût total des scénarios A, 1, C et D qui est respectivement de 12,6S, 11,32, 8,2Z et 7,9X. L'intérêt présenté par le scénario D est très solide. Par exemple, le taux de rentabilité financière du scénario D par rapport au scénario A est de 37% et le taux de rentabilité économique correspondant est de 40S (cf. Annexe 4). Ceci peut être attribué à l'importance relative du coût du carburant DDO dans le scénario A, et de la main-d'oeuvre dans le scénario B, ces coûts ayant tous deux un facteur de conversion faible. Cependtnt, les changements des coûts relatifs entre les divers scénarios sont si faibles que l'analyse économique ne change pas les conclusions tirées de l'analyse financière. Conclusion 2.52 Sui4ant les arrangements qui interviendraient entre PALINDUBTRIE et 1'HUCI, l'utilisation de toutes les rafles par l'usine deextraction d'huile de palme pour produire de la chaleur et de - 31 - l'électricité et fournir l'excédent d'électricité à l'UECI, peut se présenter comme une solution très attrayante. Pour que cette entreprise soit financièrement intéressante pour PALNDUSTRIR, il faudrait que l'accord se fasse sur un prix d'achat moyen nettement supérieur à 0,034 dollar/kWh. La mission recommande la construction d'une installation pilote prés du réseau de l'E8CI où la concentration des résidus disponibles est la plus forte. Ce projet apporterait un appui suffisant en faveur de la diffusion ultérieure de systèmes de production d'énergie améliorés basés sur l'utilisation des rafles. Cette solution mérite sérieusement d'être envisagée et elle 1.ourrait être également intéressante pour les autres usines d'extractiont d'huile de palme. 2.53 En 1987, les responsables de PALMINDUSTRIUR, remarquaient qu' Ethania n'était pas un site idéal pour une usine pilote, du fait que trois de ces chaudières fonctionnent pratiquement à plein régime pour traiter les régimes de fruits de l'Antenne 1 et 2. De plus, ils reconnaissent que les principes analysés ci-dessus sont valables et $'appliquent à choisir pour le projet piloté une usine optimale, compte tenus des residus disponibles, de l'engeniering et de la proximité du réseau de I'RECI. 2.54 Dan3 le cas oÙ un accord convenable n'interviendrait pas entre 1'8ECI et PALMINDUSTRIEp la seconde solution la meilleure consiste-ait pour PALMINDUSTRIE à produire toute l'énergie interne nécessaire à l'usine d'Ibania avec les résidus de la production d'huile de palme ŒES PARANETNSS POUR LE SYSTEME EN PLACE ET POUR CELUI QU'ON SE Fr2O6E D'INSTALLER A L'USINE INTEGRE OE TRAITEMENT DU BOIS CE VAVOUA Paramêtres Systéme s place Systme` envisagé - Production d'6nergie 3,6 6,7 Electricité <0W/an) Vapeur (t/an) 99.S00 99.500 - Puissance installée Electricité (kW) 1.100 1.300 Vapeur (t/an) 12 12 - Investissement initiol (dollars) 3S5.000 2/ 1.972.500 (installetion faite) 650.000 b/ - Comsomuation de carburant (I/an) (t de bois/on) s/ diesel 000 1 .820.000 45.970 - Nain-d'oeuvre employée qual fIée ) 800/1 (t) (t) Aboiso UNICAFE 45 116 51.400 20.600 lhyao a 30 22 30.000 13.500 Deouleros "30 242 54.900 2.200 Divo 30 285 35.400 IS.900 gnoMM 30 270 23.700 10.700 $ssle 30 364 42*500 19.15e Nu 30 556 Si.800 23.300 Abvqpurou IJPA 45 210 38.400 10.400 DoUc 4U 389 63.100 30.300 Kotobi 45 189 19,S00 9.300 ouf. DECOR ICAF 30 261 18.000 8.700 ouelouse 30 464 29.400 14.100 Doan e 30 604 28.400 13.600 SIeonsi CIPRO 15 66 19.000 9.500 Sus Pdro SHbO 15 496 26.60 12.800 Toumbokro AURIVOIR 45 280 ,28f70 13.00 TOTAL 525 511.400 235.800 Source$ Nîîsitéor du Travaux Pub lics, de 1 onstruction, deu postes *t des télécoo nlcstions. Plus enti¨loo de Tran!Morts Café (vol. 1,3), rai 1906. - 54 - 4.5 Des chiffres précis de consommation énergétique (kMh/t de cerises de caféiers) des usines de traitement de café ivoiriennes ne sont pas aisément disponibles, et ils sont très douteux. Les chiffres annuels concernant l'électricité fournie par 1'8ECI et les quantités de cerises de caféiers traitées sont donnés par UNICAFE et ne peuvent pas être utilisés directement pour évaluer avec précision la consommation d'énergie électrique. La raison en est qu'une importante quantité d'électricité est consommée pendant la saison creuse, apparemment pour d'autres usages que le traitement du café. La mission a constaté à Aboisso, pendant la campagne, une consommation maximum d'électricité de 745 kW. Etant donné que la capacité maximum d'Aboisso est de 45 t/h de cerises de caféiers, on peut en conclure que la consommation spécifique d'énergie de cette usine est d'environ 16,5 kWh/t de cerises de caféiers. Les chiffres calulés d'après les mêmes méthodes pour les autres usines UNICAPE, ont tendance à après les mêmes méthodes pour les autres usines UNICAFE, ont tendance à être sensiblement plus bas, car Aboisuo effectue des opérations supplémentaires de triage et de conditionnement. 4.6 Les chiffres ci-dessus ne correspondent pas aux données fournies dans le rapport de la Banque mondiale/PNUD (biblio. ne 1). Le rapport donne des chiffres de consommation de coques de café du groupe électrogène à vapeur alimenté par coques de café actuellement installé à l'usine ACRIVOIRE de Toumbokro. L'interprétation de ces chiffres aboutit à une consommation d'électricité d'environ 60 kWh/t de cerises de caféiers à cette usine. Ces chiffres très élevés peuvent être attribués à deux raisons: (a) Le groupe électrogène qui utilise des coques de café comme combustible à Toumbokro a des ennuis de fonctionnement et son rendement n'est pas satisfaisant; (b) Dans une usine de traitement de café on se heurte à un important problème de destruction des coques, ce qui ne pousse pas à brûler les coques de façon économique. 4.7 Toutes les usines UNICAFE sont reliées au réseau électrique national. En principe, l'électricité fournie par le réseau électrique est utilisée pour les opérations de traitement. De plus, deux groupes générateurs diesel fournissent l'électricité de secours aux sept usines de décorticage UNICAFI. Ils sont actuellement installés & Aboisso (640 kW) et Divo (600 kW) mais peuvent être déplacés vers d'autres instellations très rapidement. 4.8 En plus de l'électricité, l'usine d'Aboisso consomme 0,28 litre de gas-oil et 0,73 de carburant diesel DDO par tonne de cerises de caféier. La consommation moyenne dans les cinq autres usines UNICAFB est de 0,52 litre de gas-oil et 1,0 litre de carburant diesel DDO par tonne de cerises de caféier. Une petite partie de ce fuel liquide est utilisée par les groupes diesel de secours (mentionnés ci-dessus) disponibles en cas de panne du réseau HECI. Sur la base des chiffres fournis par - 55 - UNICAPE, la mission a estimé qu'environ 5% de la consommation électrique annuelle des usines est produite par les groupes diesel. Possibilités d'autosuffisance énergétique 4.9 Teneur en énergie des résidus de traitement du café. Selon un document figurent dans notre bibliographie (biblio. n 3), le pouvoir calorifique net des coques de café ivoiriennes ainsi produites est d'environ 16.640 kJ/kg (teneur en humidité 10,3%). En pratique, ceci signifie que les coques de café produites par la seulA usine d'Aboisso pendant une campagne moyenne (16.400 t/an), représentent une valeur énergétique d'environ 272.900 CJ (6.330 teps). 4.10 Stockage des résidus de café. Selon un document figurant dans notre bibliographie (biblio. n° 3), la densité en vrac des résidus de café produits par les usines ivoiriennes de traitement de café est d'environ 174 kg/m3. Etant donné que les résidus sont disponibles pendant les trois ou quatre mois que dure la campagne, alors que la consommation d'énergie des usines est étalée sur toute l'année, il va de soi qu'une certaine quantité de coques doit être stockée. En raison de la densité en vrac peu élevée des résidus et des quantités considérables impliquées, il pourrait en résulter des coûts de stockage inacceptables, spécialement s'il s'avère que le pare de stockage doit être couvert (pour éviter la détérioration bactériologique et climatique). De façon à apporter quelque clarté sur ce point important, la mission a demandé qu'une étude soit menée sur la détérioration de la coque de café (biblio. n' 4). Les résultats indiquent que lorsque les coques de café sont stockées en plein air, seule une infime partie (en fait la couche supérieure de 10 à 15 cm) est affectée bactériologiquement ou par le climat. C'est pourquoi, les calculs qui figurent dans le rapport sont basés sur une disponibilité fixe de 801 de la quantité initiale de coques de café (et de leur contenu énergétique), après 9 mois de stockage ea plein air. Utilisation actuelle et potentielle des résidus 4.11 L'utilisation des résidus de café pour produire de l'énergie sera évaluée dans le cas d'une installation précise, à savoir l'usine UNICAPE d'Aboisso. Les usines de café ivoiriennes étant dans une large mesure équivalentes quant à leurs procédés teçhniques et à leur méthodes d'exploitation, les résultats de cette évaluation sont valables pour la majorité des usines de décorticage de café de Côte d'Ivoire. 4.12 Une autre application possible des coques de café consiste à transporter ce produit vers des centres d'activité industrielle et à l'utiliser come combustible de chaudière. Pour évaluer cette solution, l'Annexe 8 du Volume III présente ime estimation du coût de livraison (à Abidjan) des coques de café et une analyse financière comparant ce combustible au carburant diesel DDO actuellement utilisé. - 56 - 4.13 Usage actuel. Aujourd'hui, une usine seulement (Toumbokro) utilise les résidus de café pour produire de la chaleur et de l'électricité pour son propre usage. Dans les autres usines, la plupart des résidus de café sont mis en tas et incinérés. Une partie des coques est prélevée par de petits planteurs de bananes pour l'amendement du sol. Les villageois ramassent une partie des cendres pour la fabrication locale du savon. 4.14 Usage potentiel. Bien que les coques de café brutes puissent être transformées en une variété de produits, il n'existe pas de proiet viable à court ou à moyen terme, en dehors des usages mineurs mentionnés ci-dessus. Ceci signifie qu'à peu près 80% des coques de café sont normalement disponibles pour produire de l'énergie. Technologies 4.15 Les résidus de café peuvent, en principe, être tranformés en énergie utile, soit par combustion, soit par gazéification des coques en vrac ou transformés en briquettes. Les différentes possibilités sont évaluées de façon plus détaillée ci-dessous. Combustion industrielle en vue de la production de chaleur (vapeur) et d'électricité 4.16 Comre il a été mentionné ci-dessus une usine ivoirienne (Toumbokro) est équipée d'un groupe électrogène à vapeur brûlant des coques de café. Les expériences effectuées avec le système en place ne sont pas satisfaisantes. Depuis son installation en 1974, on s'est heurté à des problèmes continuels d'entretien et de réparation dus aux dépôts importants de cendres sur les tuyaux de la chaudière, et à la fusion des cendres avec les matér4aux en céramique du foyer, conduisant à leur vitrification et à une rapide détérioration du foyer. La technologie appliquée à Toumbokro (foyer à grille, étroitement couplé à une chaudière à tuyauterie d'eau) n'est pas un moyen optimum de combustion pour une matière légère et volumineuse comme les coques de café. En plus des problèmes techniques, l'usine de Toumbokro semble rencontrer d'autres problèmes au niveau de l'organisation et de l'exploitation, qui ne contribuent pas au bon fonctionnement de l'équipement. 4.17 A fin d'étudier les caractéristiques de combustion des coques de café, la mission a demandé qu'il soit procédé à un essai de fonctionnement sur une chaudière de taille industrielle à foyer type volcan. Les résultats détaillés se trouvent dans le document n° S de notre bibliographie (Annexe 9) et la conclusion tirée est qu'il n'y a pas de détérioration du revêtement réfractaire ni de dépôt de cendres. Il faut mettre l'accent sur le fait que la quantité de coques de café n'était pas assez grande pour permettre des conclusions définitives. Néanmoins l'opinion de la mission est que les résultats sent suffisamment - 57 - encourageants pour justifier la commande d'essais prolongés de cet équipement ou d'un autre similaire. 4.18 Une autre possibilité consisterait à installer un système de gazogène du genre décrit en détail dans le document ne 6 de notre bibliographie. Etant éonné que cette technologie est particulièrement conçue pour la combustion de matériaux à grains fins et légers, on n'envisage aucune difficulté technique dans le cas d'alimentation avec des coques de café. Cependant, étant donné que les coûts d'investissement d'un tel système sont beaucoup plus élevés que ceux d'un systéme moins compliqué du genre décrit au paragraphe 4.17, la mission pense qu'on devrait d'abord évaluer les possibilités de la première technologie avant de prendre en considération l'installation du second système. Gazéification 4.19 Dans la mesure des renseignements qu'elle a pu réunir, la mission a constaté que l'expérience commerciale des systèmes gazogènes utilisant les coques de café est pour le moment limitée. Cependant, l'utilisation du gaz produit de cette façon dans des moteurs à combustion interne, ou pour le chauffage est une possibilité réelle. En principe, on peut considérer quatre types différents de gazogènes: (a) gazogène à lit fixe et à tirage inversé. (b) gazogène à lit fixe et à tirage par le haut. (c) gazogène à lit fixe, à "coeur ouvert" (voir biblio. 6, Annexe 9); (d) gazogène à lit fluidisé. Les caractéristiques de rendement de ces technologies vont être examinées plus en détail ci-dessous. 4.20 Gazogène à lit fixe et à tirage inversé. Des renseignements sur la gazéification de coques de café en vrac dans des gazogènes à lit fixe et à tirage inversé ont été reccueillis dans le cadre d'un projet sur la gazéification au Burundi (biblio. ne 7), l'expérience n'a pas été encourageante. On s'est heurté à de nombreuses difficultés liées à la morphologie de la matière première, (écoulement à partir du silo, chutes de pressions importantes, formation d'un pont ou d'un dôme dans le silo, pouvoir calorifique du gaz peu élevé) et finalement on a arrêté le projet. Il fallait s'attendre à ces résultats car ce type d'équipement de gazéification ne convient qu'à des matières premières dont les particules ont une taille bien définie allant de 2 X 2 x 2 à 10 x 10 x 10 cm. C'est pour cette raison, qu'une expérience utilisant une petite quantité de coques de café agglomérées (voir volume II, Annexe 8), a été effectuée dans les laboratoires du groupe de technologie de la biomasse à l'université de T»ente. Bien que la quantité de coques de café - 58 - agglomérées ait été trop faible pour permettre des conclusions définitives, il apparait que ce procédé prévient les problèmes de formation de pont et d'écoulement du silo. Le pouvoir calorifique du gaz était en général excellent. Pendant ces expériences, on a remarqué une chute de pression plus forte sur le réacteur de gazéification. Ce problème peut cependant être surmonté en installant une grille à mouvement continu qui n'était pas disponible pour l'installation d'essai, cet équipement étant uniquement destiné à être utilisé avec des morceaux de bois. 4.21 Actuellement l'équipement à lit fixe et à tirage inversé n'a fait commercialement ses preuves que pour des capacités de l'ordre de 250 kW. Ceci veut dire que la capacité de l'équipement commercial est trop faible pour pourvoir aux besoins des usines ivoiriennes de café. Cependant, comme il existe en Côte d'Ivoire de nombreusex groupes électrogènes allant de 50 à 200 kW, des essais prolongés avec des briquettes de coques de café utilisées dans les gazogènes à tirage inversé seraient justifiés et devraient être effectués. 4.22 Gazogène à lit fixe à tirage par le haut. Des gazogènes de ce type sont disponibles dans le commerce jusqu'à une capacité d'environ 250 KW. Les expériences faites avec des sytèmes fonctionnant avec s,e la sciure et d'autres matériaux très fins ont donné des résultats excellents, et plusieurs installations fonctionnent commercialement depuis des décennies. Bien qu'aucune expérience à base de coques de café en vrac n'ait été faite avec ce type d'installation on ne prévoit aucun problème technique majeur. Etant donné les arguments signalés ci-dessus quant à la demande de groupes électrogènes de 50 à 200 kW, la mission propose à nouveau d'entreprendre un certain nombre d'essais prolongés avec des coques de café dans ce type d'équipement. 4.23 Gazogène à "coeur ouvert". L'équipement de gazéification du type "coeur ouvert" est tout particulièrement désigné pour les matériaux à grains fins et légers. Aujourd'hui, on ne dispose d'une expérience de gazéification en service commercial qu'avec de la balle de riz: le matériel a fonctionné de façon permanente pendant plus de 15 ans en Chine et au Mali. De façon à pouvoir évaluer les possibilités de gazéification des coques de café avec ce type d'équipement, une faible quantité de coques a été gazéifiée dans l'unité expérimentale du groupe de technologie de la biomasse de l'Université de Twente. La quantité de matière première était encore trop faible pour tirer des conclusions définitives. Les résultats de ces expériences sont donnés dans le Volume II, Annexe 6. 4.24 Gazogène à lit fluidisé. Aujourd'hui, aucun gazogène à lit fluidisé traitait les coques de café (ou tout autre type de matière première de la biomasse) n'est en service. Les seuls équipements disponibles sont constitués par des unités de recherche ou de démonstration. Cependant les gazogènes commerciaux à lit fluidisé sont spécialement adaptés aux matières premières à grain fin et on pense qu'ils seraient intéressants entre 0,5 et 3 Mi. Pour cette raison on - 59 - verra sans doute apparaître dans le futur un équipement commercial qui pourrait être installé dans les usines ivoiriennes de décorticage de café. C'est pourquoi, la mission conseille que les résultats des gazogènes à lit fluidisé pilotes ou de démonstration existants soient suivis de près et qu'on évalue leur adaptation aux coques de café. Confection de briquettes 4M25 Un aperçu des caractéristiques des coques de café densifiées est donné dans le document n° 3 de notre bibliographie. Une conclusion provisoire indique que la qualité des briquettes et les caractéristiques de fonctionnement de la presse à briquettes, sont quelque peu décevantes. En effet, la résistance des briquettes à l'air humide est médiocre, elles sont friables, la consommation d'énergie pour les produire est relativement élevée et la capacité de production des presses est faible. Pour ces différentes raisons, la production de briquettes de coques de café pour alimenter des chaudières (du type à grille) n'est pas une solution économique. 4.26 Dans le Volume II, l'Annexe 8 donne le coût de production d'une fabrique de boulets de coques de café, sur la base d'une étude qui suppose l'utilisation d'une machine capable de fabriquer rapidement des boulets tout en maintenant une certaine qualité de production. Le coût d'une telle installation serait beaucoup moins élevé que celui d'une presse à briquettes linéaire. Cependant, il est indispensable d'acquérir une plus grande expérience en procédant à des essais prolongés (particulièrement quant à l'usure du matériel et à la qualité des boulets), avant que cette solution mérite de retenir plus sérieusement l'attention. Etude de cas: Installation de traitement du café à Aboisso 4.27 On ne dispose de chiffres détaillés que pour les usines d'UNICAFE. Elles serviront donc de modèle pour les différentes solutions possibles. L'étude permettra toutefois de dégager des conclusions qui pourront être généralisées à la majorité des usines de décorticage de café en Côte d'Ivoire. L'usine de décorticage d'Aboisso, la plus grande installation d'UNICAPE, sera étudiée en détail quant aux différentes options d'utilisation des résidus. Niveau de production 4.28 La capacité de production d'Aboisso est évaluée à 45 t/h de cerises de caféier. Son taux moyen de production pendant la campagne correspond à 85% de sa capacité nominale. Le niveau de production annuulle stable de l'usine est de 41.000 t/an de cerises de caféiers, ce qui correspond à 1.072 heures de fonctionnement par an. Comme il est indiqué dans le tableau 4.2, la production d'Aboisso est à son maximum pendant une période de trois mois entre janvier et avril. - 60 - Tableau 4.2: ÇUANTITE DE CERISES OE CAFEIERS TRAITEES ET D'ELECTRICITE FOURNIE PAR L'EECI A L'USINE OE OECORTICAGE OE CAFE D'ABOISSO PENDANT LA CAJPAENE 1964/85 Electricité Quantité de fournie par cerises de caféier I'EECI (kWh) traitées Oktobre 133.00 - NovOmbre 1I.600 - Décembre 32.400 911 Janvier 164.400 6.835 Février 355.2oo 20.399 Nars 314.400 17.119 Avril 211.2100 5.332 mai 153,600 757 Juin 144.000 - Juillet 129,600 - AoOt 147,600 - Septembre 25.200 _ TOTAL 1.706.400 51.433 4.29 La production stable de résidus est de 16.400 t par an. La majeure partie est actuellement brûlée dans les champs. Une partie des cendres est ramassée par les fesme du village pour la fabrication de savon sur une petite échelle. Une petite quantité de coques est utilisée pour l'amendement du sol dans des plantations de bananes. Capacité de production d'énergie 4.30 Aujourd'hui les besoins internes d'électricité de l'usine d'Aboisso sont satisfaits par l'UCI, avec l'appoint de générateurs de 640 et 360 kW brûlant du carburant diesel DDO et du gas-oil. Pendant la cr-gagne la consommation d'électricité atteint 745 kW. En dehors de la campagne, la consom_ation maximum s'élève à 240 ki. La consomation moyenne pendant la campagne et en dehors de la campagne s'élève respectivement à 630 et 140 ki. Comme les chiffres de consommation te carburant liquide ne sont donnés que pour l'usine dans son ensemble (y compris le carburant utilisé pour le transport et le groupe électrogène diesel de secours), la consomuation de carburant diesel DDO des séchoirs à café n'a pas pu être établie en détail. Cependant, en raison des caractéristiques du procédé, on s'attend à ce qu'elle soit relativement mineure. - 61 - Consommation d'énergie 4.31 La consommation d'électricité annuelle pour le traitement du café s'élève à 0,677 GVh. L'usine utilise en outre de l'électricité pour d'autres usages (par exemple la production du cacao). La consommation supplémentaire d'électricité pour cet usage est estimée à 0,95 GNh/an. Ainsi, la consommation totale d'électricité s'élève à 1,63 GWh/an. La consommation de gas-oil est de 11.439 1/an, et celle de carburant diesel DDO de 30.053 1/an. Scénarios de transformation des coques de café 4.32 Dans cette partie du chapitre, nous allons comparer deux scénarios (A et B) de remplacement par rapport au système actuel de production d'énergie et de traitement des coques de café (scénario A). Les scénarios de remplacement sont les suivants: Scénario B: Production d'électricité et de chaleur pour l'usine au moyen d'un groupe à vapeur utilisant des résidus de café comme combustible. Remplacement de l'électricité actuellement fournie par UECI et de l'électricité diesel DDO. Incinération du surplus de coques dans les champs. Scénario C: Conversion de tous les résidus de café disponibles en chaleur pour les opérations de traitement et en électricité. Vente du surplus d'électricité à l'EBCI. Installation d'une chaudière à vapeur dont la puissance correspondrait à l'utilisation de la totalité des résidus disponibles. 4.33 En raison du manque de données, les installations de séchage ne peuvent être incluses dans la comparaison des différentes solutions. On suppose que les installations de séchage actuelles peuvent être transformées è un coût négligeable pour utiliser le surplus de chaleur provenant du système à vapeur. Comparaison financière 4.34 La comparaison financière porte sur l'évaluation des scènarios B et C pour deux types de chaudière différents, à savoir un foyer volcan et un réacteur du type gasogène-combustion (cf. biblio. n° 6, Annexe 9). Ce dernier est onéreux mais conçu spécialement pour des combustibles à faible densité de la biomasse. Le foyer volcan est meilleur marché et plus intéressant d'un point de vue financier. Cependant, avant que des décisions d'investissement soient prises, il faudra que son aptitude à brûler des coques de café soit confirmée par des essais prolongées. 4.35 Le coût de l'incinération et de l'aire de stockage est considéré comme une perte annualisée (102 de l'investissement par an). Le coût #'investissement pour les surfaces nécessaires est estimé à 0,25 dollar/m'. Le coût total est alors calculé pour chaque scénario. L'évaluation du scénario A comprend les coûts de manutention et - 62 - d'incinération. En vue d'établir le seuil de rentabilité du surplus d'électricité, on calcule les coûts de production par kIh pour chaque scénario. On suppose que les groupes électrogènes de secours ne fonctionnent qu'avec du carburant diesel DDO, avec un rendement thermique de 28X (moteurs diesel à deux temps). 4.36 Le prix du carburant diesel DDO à Aboisso fin 1985 est estimé à 156 FCFA/l ou 0,40 dollar/l, à partir d'un coût c.a.f. de 0,272 dollar/Il. Ces prix sont encore en vigueur puisque le prix des produits pétroliers n'a pas diminué, malgré la baisse du pétrole sur le marché mondial. Les coûts des produits chimiques (carbonate de sodium et sulfate de sodium) sont respectivement de 450 dollars/t et 510 dollars/t. Les coques de café sont censées ne pas avoir de coût d'opportunité. Evaluation financière 4.37 Dans le tableau 4.33 on compare les données économiques principales du système existant (scénario A) avec celles des deux scénarios de remplacement. La variante avec foyer volcan du scénario B (groupe à vapeur uniquement pour l'usage propre de l'usine) et celle du scénario C (groupe à vapeur construit sur mesure, en fonction de la disponibilité des résidus, avec livraison du surplus d'électricité au réseau), c'est-à-dire les solutions B1 et Cl, ressortent comme financièrement intéressantes. En ce qui concerne le surplus de production provenant du foyer volcan dans la solution Cl, le coût marginal du surplus d'électricité est négligeable par rapport au scénario A. Si l'HECI est prête à acheter un surplus d'électricité à un prix d'au moins 0,035 $/kWh, même la solution la plus coûteuse à combustion- gazéification du scénario avec surplus de production, c'est-à-dire la solution C2, est financièrement plus intéressante que le système existant. Néanmoins, nous n'examinerons ci-dessous que les solutions B1 et Cl à foyer volcan, financièrement (et économiquement) plus attrayantes comme alternatives du système actuel (scénario A). 4.38 Nous avons indiqué ailleurs qu'un prix d'achat de 0,05 dollar/Wkh par l'EUCI du surplus d'électricité pourrait correspondre grossièrement au coût d'opportunité économique auquel l'EBCI n'aurait plus intérêt à acheter de l'électricité aux centrales captives reliées au réseau moyenne tension. Le taux de rentabilité financière de Cl et B1 par rapport à A est suffisant dans les deux cas, bien que la solution Cl soit de loin la plus intéressante avec un taux de rentabilité interne (TRI) de 42X contre 142. De même, Cl soutient favorablement la comparaison directe avec B1 avec un TRI très élevé de 378X. 4.39 Dans l'analsyse de sensibilité, deux éventualités ont été examinées, à savoir une augmentation de 20X des coûts d'investissement de chacun des deux systèmes de remplacement et d'une baisse de 20X du prix de l'électricite produite en surplus. Les résultats figurent au tableau 4.4 et montrent que la faisabilité financière du système Cl est très solide, tandis que la faisabilité du système B par rapport à A, avec un taux de rentabilité financière inférieur à 10, serait insuffisante au cas où l'une des deux éventualités se matérialiserait. Tableau 4.3: ANALYSE FINANCIERE O a/ (6,05 17,52 23,58) a/ Co8t unitaire de l'électricité consonnée (dollar/kW>) c/ 0,114 0,03 0,144 0,042 0,089 a/ 0,131 a/ 0,046 a/ 0,098 a/ 0,144 a/ (0,057 0,167 0,224) b/ (0,061 0,177 0,238) b/ Codt unitaire de l'excédent d'électricité (dollar/kWh) c/ - - - - - - 0,017 a/ 0,037 aJ 0,054 !X (0,023 0,067 0,090> bl a/ Foyer volcan. bi Ensemble gazogéoe-combustton. ci Par rapport au coot total. - 64 - Tableau 4.4: ANALYSE ŒE SENSIBILITE DES RESULTATS FINANCIERS OECORTICA6E DU CAFE A A0OISSO Valeur Autre Valeur actuelle pour Laquelle Temps de recouvrment (an) nette (VAN) VAN a 0 à un toux Invest. Invest, TRI à 10% d'actuelIsation de Alées total suppléa. S (x 1000 dollars) 10M Augmentation de 20% du coOt d'invest. des systmes de remp la- camnt B1 et CI a/ - Système 81 (compar6 à A) 10,5 7,6 S - 69,9 1.225.400 - Système CI (comparé à A) 4,2 3,1 32 1294,7 2.734.000 Diminution de 20% du prix d'achat et de vente d'él ctrIceté - Systme e1 (cImparé à A) 11,7 7,9 9 - 49,8 0,038/kWh - Systém Ci (compar6 à A) 4,5 3,1 32 994,2 0,021/kWh aX Systém A a système existent Système 81 a scénario B avec foyer volcan Systém CI * sconarro C avec foyer volcan AMslyse économique 4.40 Le calcul du codt économique des différentes solutions est présenté au tableau 4.5. Une comparaison avec le tableau 4.6 confirme que l'introduction de prix économiques se traduirait par une réduction du coût total des scénarios A, 81 et CI, respectivement de 26,6X, 13,2X et 12,7x. Ces réductions font penser que l'intérêt des scénarios de remplacement par rapport au scénario A pourrait, dans une certaine mesure, diminuer quand on introduit les prix économiques. Ceci est aussi démontré par la réduction des taux de rentabilité. Le taux de rentabilité économique de B1 par rapport a A, c'est-à-dire 7S, ntest pas tout à fait suffisant. D'autre part, la faisabilité de l'option Cl, avec un taux de rentabilité économique de 38X par rapport au scénario A, n'est pas affectée. Même la variante C2 avec système de gazéification- combustion reste faisable avec un taux de rentabilité économique de 13X. Conclusion 4.41 Si l'électricité en surplus peut étre sendue au réseau électrique de lî'HCJ à un tarif moyen de 0,05 dollar kph, ou plus, la - 65 - variante à foyer volcan et la variante à gazéification-combustion (du scénario avec surplus de production d'électricité) deviennent toutes deux faisables. La variante à foyer volcan du scénario C est déjà faisable avec des tarifs d'achat par l'ERCI extrêmement bas, de l'ordre de 0,01 dollarikWh. L'utilisation de déchets de la biomasse pour s#age et le conditionnement du café en grains en plus du décorticage. Toutes les autres usines ne s'occupent que du décorticage. Le mois de production de pointe varie d'une usine à l'autre en raison des différences climatiques, mais il se situe à peu près entre décembre et mai. Le tableau 4.1 donne les capacités nominales des différentes usines, de même que les quantités réelles de cerises de caféiers décortiquées pendant la campagne 80/81. Tableau 4.5: ANALYSE ECaNaNlOE ŒES SCENARIOS E TRAITEMENT ŒES CC9UES ET OES PROCUCTIMtS D'ENER11E A LOUSINE OE CECRITICAGE D'ASOISSO (dol tars/en> A iB C Faecteur Cct Colt Colt Colt Colt Coût de oonversIon mon, en Colt oon. en Colt mon. en Colt Scénario local nst. devises total nst. devises total not. devises total Colt en capital annuel: A 0,54 2,52 36,31 38,83 si 0,57 9,77 a/ 120,14 a/ 129,91 aJ Ci 0,56 9,89 ay 126,35 a/ 136,23 ai B2 0,43 10,26 W 224,60 Ê/ 234,86 bl C2 0,43 10,71 bl 230,80 yi 241,51 yi Colts d0exploitation et d'entretien annuels: o' Produits chloiques 0,87 0,68 2,36 3,05 2,60 8,98 11,58 Main-d'oeuvre spèclalisée 0,70 8,35 8,55 8,35 8,35 sei-spécialisée 0,63 0,99 0,99 4,60 4,60 4,60 4,60 non-spbcilIsto 0,69 0,82 0,U2 3,30 3,30 3,30 3,30 Entretien, variante 1 0,07 6,05 6,96 3.01 13,62 a/ 15,66 aJ 99.28 &/ 15,91 aJ 18,30 a/ 34.22 aJ Entretien, variante 2 0,87 28,23 bJ 32.46 bJ 60,69 bl 30,52 bl 35,/10 bl 6,62 bl Colts en carburant (UGO) 0,57 2,88 5,34 8,22 Stockaga 0,87 0,22 0,22 0,52 0,52 1,02 1,02 Electricité 0,67 109,65 109,65 5,73 5.73 5,73 5,73 Total 123,13 48,61 171,74 46,57 a/ 138,16 a/ 184,74 e 51,40 a/ 153,63 J 205,03 a/ 61,67 bJ 259,42 J> 321,10 bl 66,83 b 274,88 bJ 341,71 bl iJ Foyet dolc an bJ Systis. de geré f icetion-coebust ion. Tableau 4.6: ANALYSE FlINANCIERE DES SENARIOS Œ TRAITEENT DES COQUES E OECORTICAGE ET Œ PRODUCTION 0'ENERBIE A LOUSINE DE CAfE D'A801SSW (dol lofe/an> A B C Coût Coût Coût Coot Co4t Coût non. en Coût mon. en Coût mon. en Coût nat, devises total nat. devises total nat. devises total Coût en capital annuel: 5,00 38,84 43,84 18,18 a/ 127,05 a/ 145,23 ai 18,72 .1 133,63 a/ 152,34 a/ 25,41 bi 237,75 bI 263,17 b1 26,34 bl 244,32 bl 270,67 b1 Coûts d'exploitation et d'entretien annuels: Produits chimiques 0,79 2,36 3,15 2,99 8,98 11,97 Main-d'oeuvre spéciolisée 12,00 t2,00 12,00 12,00 semi-spécilisée 1,58 1,58 7,35 7,35 7,35 7,35 non-spéclalisée 1,20 1,20 4,80 4,80 4,80 4,80 Entretien A 6,96 6,96 13,92 15,66 a/ 15,66 a/ 31,32 a/ 18,30 a/ 18,30 a/ 36,60 ai Entretien B 32,46 b/ 32,46 bl 64,94 bl 35,10 bl 35,10 b/ 70,20 Ê/ Coûts du carburant (00) 5S07 5,34 10,41 Stockage 0,25 0,25 0,59 0,59 1,17 1,17 Electricité 162,75 162,75 8,51 8,51 8,51 8,51 Total 182,81 51,15 233,95 67,88 a/ 145,07 a/ 212,95 a/ 73,84 a/ 160,90 a/ 234,74 o/ 91,91 b/ 272,57 b/ 364,48 b/ 98,26 b/ 288,40 b/ 386,67 b/ Coût par unité d'électricité (kWh) 0,144 0,131 a/ 0,039 a/ 0,244 o/ 0,065 bi Coût marginal du surplus d'électricité (dollar/h) - - 0,0002 a/ 0,035 el Tems de recouvremet de I 'investissement total 8,8 e/ 3,5 a/ par rapport au système actuel (années) 22,2 ir 7,0 b/ Temps de recouvremet de l'investissement marginal 5,9 a/ 2,4 a/ par rapport au systéme actuel (années) 18,2 fi S,8 ;i Taux de rentabilité f itanclére par rapport au 14,0 a/ 42,0 ai système actuel (S> -4,0 b/ - 15,0 bi ai Foyer volcan. br Systmeo de garéification-combustion. - 68 - V. DHC0ftTI<~ HS8 D8 Uz Résumé et conclusions 5.1 Le système ivoirien de production de paddy est presque entièrement pluvial. Ce système produit une récolte de paddy par an. En conséquence le décorticage du riz est limité à quelques mois (3 ou 4) par an, ce qui entraine des facteurs de charge des usines très faibl.es. Le décorticage industriel du riz est également limité par le prix d'achat officiel peu élevé du riz décortiqué, comparé aux prix du marché parallèle (plus élevés) du paddy dans le secteur traditionnel (village). On prétend que les quantités de paddy offertes aux décortiqueries industrielles constituent simplement le surplus qui n'est pas absorbé par les décortiqueries de village. 5.2 L'industrie ivoirienne de décorticage du ris fait appel d'une façon générale à trois sortes d'usines: (a) Décortiqueries industrielles de grande taille, ayant une capacité de traitement du paddy de 6 à 12 t/h. Ces usines sont actuellement alimentées par le réseau de l'BBCI; (b) Décortiqueries industrielles de tailla moyenne ayant une capacité de traitement du paddy de 2 à 4 t/h. Les usines plus petites, sont également alimentées par l'EBCI; (c) Les petites décortiqueries de village ayant une capacité probable d'environ 0,5 à 1 t/h. Selon leur emplacement, ces petites décortiqueries sont alimentées soit par l'BECI soit par des groupes électrogènes diesel. Les décortiqueries ivoiriennes se caractérisent par l'absence d'installation de précuisson (traitement du riz blanc); elles n'ont donc pas besoin de vapeur industrielle. La présente étude analyse les jolutions énergétiques basées sur l'utilisation de la balle de riÎz de trois décortiqueries type dans les ga _s de capacité ci-dessus. Grandes décortiqueries industrielles 5.3 La mission est arrivée à la conclusion que la meilleure solution technique possible pour ce type de décortiquerie consite à installer un système de gazéification-combustion à sole fluide associé à un groupe électrogène & turbine à vapeur. Cette technologie a fait ses preuves au cours de plusieurs années de fonctionnement aux Stats-Unis. Partant de cette technologie nous avons examiné deux scnarios possibles. Scénario As Production de l'énergie nécessaire pour la décortiquerie à partir de la balle de riz. - 69 - Scénario 8B Production du maximum possible d'électricité en utilisant toute la balle disponible. Ce scénario suppose la vente du surplus d'électricité au réseau de l'SECI. 5.4 L'analyse économique et financière fait clairement apparaitre que les deux solutions ne peuvent pas concurrencer les procédés d'exploitation actuels (achat d'électricité au réseau de l'EHCI). Le scénario A conduit à un coût effectif de 0,325 dollar/kWh d'électricité, et peut être rejeté d'emblée, car il est beaucoup plus élevé que le coût de l'électricité fournie par l'EHCI (0,122 dollar/Wh). Le scénario 8 conduit (sur une base marginale) à un temps de recouvrement de 36,1 années et à un taux de rentabilité financière négatif. Ce scénario n'est donc pas non plus réalisable financièrement. D6cortigueries industrielles de taille moyenne 5.5 La meilleure solution technique qu'on puisse imaginer pour des décortiqueries dans cette gam de capacité est un groupe électrogène à gazogène à lit fixe ("coeur ouvert") alimenté par de la balle de rim. Cette technologie a fait ses preuves pendant 15 à 20 ans dans un certain nombre de pays en développement (République Populaire de Chine, Kali). 5.6 L'analyse financière montre qu'actuellement le système de gazéification à 'coeur ouvert" n'est faisable ni financièrement ni économiquement si on le compare à l'électricité achetée à V'IHCI. Le facteur principal qui produit ce résultat est le coût d'investissement, qui s'élève actuellement à 383.600 dollars (pour 160 kWh). Ce coût devrait descendre à 150.800 dollars environ pour que le système soit financièrement acceptable. La mission pense que les prix donnés pour les systèmes de ce type sont peut-être exagérément élevés par suite du manque d'expérience du fournisseur actuel dans le domaine de l'installation et du fonctionnement. Celui-ci a acheté récemment la licence à la Chine. Il conviendrait donc de surveiller étroitement l'évolution du prix des systèmes de ce type. Petites décortiqueries de village 5.7 La meilleure solution technique possible pour des décortiqueries de riz de cette capacité est une génératrice électrique associée à un moteur à vapeur a piston de type locomotive. Les analyses économiques et financières montrent qu'étant donné le facteur de charge estimé des décortiqueries, cette solution n'est pas encore faisable si on la compare à celle qui fait appel à un groupe électrogène diesel. Cependant on peut s'attendre à une réduction des coûts d'"wvestissement, et cette solution devrait être conservée à l'esprit pour l'avenir. - 70 - L'industrie du décorticage du riz 5.8 La C8te d'Ivoire est un importateur net de riz. En 1982, la consommation totale de riz blanc était estimée à 565.000 t, dont 257.000 t (63X) étaient importées et 208.000 t (37X) produites sur place. Ces chiffres indiquent qu'il y a toute latitude pour une augmentation de la production locale de riz et du décorticage sur place. 5.9 En C8te d'Ivoire le paddy produit localement est traité en suivant trois circuits différents: (a) Le décorticage manuel traditionnel qui pourvoit aux besoins individuels ou familiaux. (b) Les petites décortiqueries qui, en règle générale, suffisent à la consommation du village, ou du village et des environs. (c) Les décortiqueries industrielles qui produisent pour le marché national et plus particulièrement pour les grands centres de population. Niveau de production et structure industrielle 5.10 La plus grande partie du paddy (plus de 90X) produite en Côte d'Ivoire est consitituée par du riz pluvial; 10% seulement de la production proviennent de champs irrigués. Etant donné que les champs de riz pluvial ne produisent qu'une récolte par an, ce facteur a une grande influence sur l'efficacité de l'industrie ivorienne de décorticage du riz. Le décorticage du riz est en Côte d'Ivoire une activité très oaisonnière, ce qui conduit à un facteur d'utilisation très bas de la capacité de décorticage installée. 5.11 En 1982/83, la production locale de paddy s'élevait à environ 400.000 t. Seulement 35.000 t (9X) ont été traitées dans des décortiqueries industrielles. Environ 71X ont été traités dans les deux circuits traditionnels et 20% environ ont été utilisés comme semence, ou ont été perdus. 5.12 Les chiffres approximatifs ci-dessus montrent que les décortiqueries industrielles ne traitent qu'une partie relativement modeste de la production locale de paddy. Il semble qu'une des raisons provient du prix officiel trop bas payé par les décortiqueries industrielles, par comparaison avec les prix du marché parallèle plus élevés dans le secteur traditionnel de décorticage. D'après certaines informations, le paddy actuellement proposé aux décortiqueries industrielles ne constitue que le surplus qui ne peut être absorbé par le secteur traditionnel. 5.13 Selon un décret ministériel de juin 1982, six compagnies privées ont été officiellement chargées de l'achat, du stockage, du décorticage et de la distribution du riz. Ces compagnies sont - 71 - supervisées par la SSPA (Caisse de stabilisation et de soutien des produits agricoles). Les caractéristiques principales du décorticage industriel en Côte d'Ivoire sont indiquées au tableau 5.1. Tableau S.l: CAPACITE INSTALLEE DE DECORtlCAGE INDUSTRIEL DU RIZ (1983) ET QUANTITE DE PADDY TRAITE (198041 - 1984/85) DANS LES OECORTIQUERIES IVOIRIENNES Capacité Capacité nominale annuelle de décorticage de décorticage Quantité de paddy traité (t/an) Société Lieu (t/hr) (t/an) _/ 1980/81 1981/82 1982483 1983/84 AGRIVOIRE Son Pedro 1 x 6 19.800 2.296 1.356 117 1.809 IŒESCO Seguela 1 x 6 19.840 2.645 712 2.421 645 SOCIOO Odienna 1 x 2 6.600 979 852 1.376 S15 SODAGRI Korhogo 1 x 4 13.200 13.631 4.436 5.493 Sona 1 x 2 6.600 4.946 1.616 953 2.139 SORIZOO Yamoussoukro 2 x 6 39.600 6.723 2.701 18.248 - Bongouanou 2 x 6 39.600 7.921 271 - 27.646 Bouahe (1 x 6) b (19.800) - - - UNIRIZ Daloa 2 x 6 39.600 6.723 2.701 18.248 Gagno. 2 x 6 39.600 7.921 271 - 27.646 Mn - c/ - c/ 2.448 461 - - Touba - c/ - c/ - - - TOTAL 56 184.800 56.295 16.731 34.741 50.649 TOTAL (prévisions) (74) d/ (244.209) d/ a/ En supposant une -epecité opérationnelle de 75$ de la capacité nominale et 4.400 heures d'activité de l'usine par an. b/ Actuel leent en penne; les chiffres entre parenthèses Indiquent la capacité prévue dans un avenir rapproché. c/ En penne, usine fermée. _/ Capacité de décorticage Industriel prévue dans un avenir rapproché. Sources: BETPA (1985>. lirsch (1984) 5.14 Les chiffres indiquent clairement qu'il existe un excédent de capacité dans le secteur industriel. Pendant la campagne de 1983/84, la capacité de décorticage existante n'a été utilisée qu'à 27X. Si la politique d'achat du paddy reste inchangée, il se peut qu'on rencontre dans le futur des taux encore plus faibles d'utilisation de la capacité de décorticage industriel. 5.15 Bien qu'environ 230.000 tonnes de paddy aient sans doute été décortiquées dans le secteur traditionnel pendant la campagne 1983/84, - 72 - nous ne disposons d'aucuns renseignements sÛrs, particulièrement en ce qui concerne la taille et la répartition des décortiqueries de village. Disponibilité des résidus 5.16 Le décorticage du ris produit trois types de résidus en sous-produitss la. balle de ris (avec la paille et les autres impuretés), le son (brisures de rit) et la farine de rit. Ces deux derniers produits, à cause de leur valeur nutritive, sont habituellement vendus pour l'alimentation du bétail et de la volaille et ne seront pas pris en compte du point de vue de leur potentiel de production énergétique. S.17 La valeur énergétique potentielle de la balle de ris mérite de retenir sérieusement l'attention. Les caractéristiques énergétiques de base de la balle de ris sont données au tableau 5.2. En outre, il convient d'avoir à l'esprit certains points supplémentaires importants: (a) La balle de ris constitue un déchet sans valeur et sans pouvoir nutritif. Actuellement, en C8te d'Ivoire, la balle de riz n'est effectivement pas utilisée et pose parfois un problème écologique dans la périphérie de la décortiquerie. L'autre possibilité pour les décortiqueries consiste à assumer les frais de transport de la balle vers une décharge; et 6 - il Sasse valeur thermique, matière sche 12,5 - 16,0 Analyse approximative Substances volatiles (S55 65 Carbone fixé 6 13 - 18 Cendres ( 16 - 23 Analyse finale Carbone (S> 36 - 40 Hydrogène (S) 4,S - 6,0 oxygne (S) 28 - 33 Azote (S) 0,5 - 2,0 Soufre (5) 0,05 - 0,15 Minéraux (S) 16 - 23 C3o.pimtion de la cendre d'enveloppe de riz (matière sèche): 5102 (S) 89 - 94 m20 (S) 0,5 - 2,0 Na20 (S) 0,3 1,8 Cao (S) 0,2 - 1,0 Moo (S) 0,3 - 1,0 Fe203 (S) 0,2 - 0,4 P205 (S) 0,2 - 0,7 SD3 (s) 0,3 - 1,0 et traems 5.19 Les décortiqueries industrielles de Côte d'Ivoire, selon des chiffres locaux, produisent environ 250 kg de balle et d'impuretés par tonne de paddy décortiqué. Une amélioration envisagée dans la pratique du décorticage réduirait la production de balle à environ 200 kg/t, ce qui correspond aux chiffres qu'on trouve habituellement dans les documents. En se basant sur les chiffres ci-dessus, le décorticage de 51.000 tonnes de paddy (quantité foutaie aux décortiqueries industrielles en 1983/84) devrait produire 10.200 tonnes de balle. Dans la même année, le secteur traditionnel (décortiquant environ 230.000 t de paddy de façon dispersée) a produit environ 46.000 tonnes de balle. Consomation d'énernie d'une d6cortiquerie de riz 5.20 Bien que la puissance installée d'une décortiquerie puisse varier considérablement en fonction du type d'installation et de nombreux autres facteurs, on s'accorde à penser quOil faut de 2 à 3 kWh pour décortiquer 100 kg/h de paddy, ce chiffre diminuant légèrement quand la - 74 - taille de l'usine augmente. Dans les usines perfectionnées, le besoin de puissance installée peut être deux fois plus grand que dans des décortiqueries simples, de même taille. Quand il y a des opérations auxiliaires (séchage, stockage et battage du riz sur tige), le besoin d'énergie peut tripler. Le tableau 5.3 indique les besoins d'énergie de quelques décortiqueries. Il y a des différences évidentes et on peut en conclure que les plans de chaque installation doivent être établis en fonction des exigences propres à chaque situation. Tableau 5.3: BESOINS ENERGETIQUES D'UNE DECORTIQUERIE Boins Psddy tralit Ct/h) Constructeur Energ le (kW> énergétiques (kWh/t) 0,25 Sotake 7,5 30,0 0,50 Satake 18,5 37,0 1,20 Satake 27,0 22,5 1,40 Schule 37,5 27,0 1,70 6oR 32,5 19,0 3 - 4,5 Satake 100,0 22,5 - 33,3 4,00 Sotake 48,0 12,0 4,00 Satoke 85,0 21,0 4,00 Dandekar 90,0 22,5 5,00 Schule 112,5 22,5 5.21 En se basant sur le type d'exploitation et sur les recherches de la mission (décortiquerie de Daloa), la consommation moyenne d'énergie des décortiqueries industrielles assez perfectionnées de la Côte d'Ivoire (égreneuse à rappel, systèmes à actions multiples, silos élévateurs, matériel de triage), a été évaluée à 40 kWh/t de paddy. Il n'y a pas besoin de vapeur pour les opérations de traitement, puisque les décortiqueries industrielles ivoiriennes ne font pas de précuisson (traitement du riz blanc). Les décortiqueries utilisent des séchoirs de paddy à mazout pour ramener la teneur en humidité du paddy à un taux inférieur à 13% avant le stockage. Les coûts du carburant de séchage indiqués s'élèvent A environ 150 francs CFA par tonne de paddy et par 12 d'humidité à éliminer (environ 1 litre de mazout par tonne de paddy et par 12 de réduction de l'humidité). Etant donné que le paddy contenant plus de 14X n'est pas accepté à la décortiquerie, les coûts du carburant pour le séchage sont négligeables, c'est-a-dire moins de 150 FCPA par tonne de paddy. 5.22 Les décortiqueries de village sont plus petits et moins perfectionnées et elles n'ont pas été étudiées en détail pendant la mission. Cependant, en se basant sur l'expérience, leur consommation moyenne d'énergie sera estimée à 30 kWh/t de paddy. - 75 - Potentiel d'autosuffisance énergétique 5.23 En principe, les besoins en électricité d'une décortiquerie peuvent être couverts soit par une centrale à vapeur brûlant de la balle de riz, soit par un système à gazogène utilisant de la balle de riz comme combustible. Sur la base d'un rendement thermique de 40 à 50% de la chaudière (foyer classique, grille à gradins) chauffée à la balle de riz (comparé à 80% ou davantage pour une chaudière à mazout), 1 kg de balle produit environ 2,5 à 3 kg de vapeur. Pour des moteurs à vapeur à piston alternatif ou des turbines, la quantité de vapeur (selon le degré de surchauffe) varie entre 10 et 14,5 kg de vapeur/kWh; 1 kg de balle produit au moins une moyenne de 0,2 à 0,25 kWh, ce qui donne un rendement de 5X pour l'ensemble du groupe à vapeur. C'est pourquoi, en admettant que le paddy produise 20X de balle, la puissance effective fournie par un système à chaudière à vapeur (40 à 50 kWh/t de paddy) suffirait pour couvrir les besoins en énergie d'une opération de traitement du riz blanc (30 à 40 kWh/t de paddy). 5.24 Les systèmes à gazogène consomment effectivement environ 3,5 à 4,0 kg de balle par kWh. Si la balle récupérée représente 20% du paddy, la production possible d'énergie par un gazogène s'élèverait donc à environ 50,0 à 57,1 kWh/t de paddy, ce qui est plus que suffisant pour couvrir les besoins en énergie de la décortiquerie. Décortiqueries ivoiriennes: solutions énergétiques faisant appel à la balle de riz 5.25 La partie qui suit traite des aspects économiques de l'utilisation de la balle de riz pour la production d'électricité en Côte d'Ivoire. Elle évaluera les diverses possibilités pour les décortiqueries industrielles de grande taille et de taille moyenne, ainsi que pour une petite décortiquerie typique de village. 5.26 Gazéification de la balle de riz. La combustion ou la gazéification de la balle de riz pour la production d'énergie présente un problème dû à la production des cendres. Environ 202 du poids initial de la balle se transforme en déchet de combustion ou de gazéification. Ces cendres sont constituées à 95X par de la silice. Les cendres entraînées dans la veine de gaz chaud abiment fortement les tubulures de la chaudière et les dispositifs de nettoyage. Les appareils de combustion à lit fluidisé et à suspension présentent des coûts d'entretien très élevés résultant de l'abrasion par les cendres et de la corrosion. Un assez grand nombre d'installations expérimentales à combustion et à gazogène ont obtenu de bons résultats en exploitation pilote, mais n'ont pas donné satisfaction quand on les a portées à l'échelle opérationnelle. La technique courante employée pour la combustion du bois ne prend pas en considération les caractéristiques destructives de la balle de riz et des cendres. 5.27 Fourneaux brûlant de la balle de riz. Le fourneau traditionnel à balle de riz est de type indirect à grille à gradins. L'alimentation par le haut de la grille peut se faire par gravité, par tiroir rotatif, - 76 - ou par ehargeur-vibreur. L'expérience des utilisateurs sur une certaine durée, montre qu'on ne peut obtenir avec ce type de foyer une combustion satisfaisante à rendement élevé. On atteint un meilleur rendement de combustion avec une grille inclinée et mobile généralemant formée d'une section de grille rigide dont l'ongle d'inclinaison peut être réglé, et d'une grille d'alimentation à 2 zones actionnée mécaniquement. Cette configuration permet de contrôler séparément la zone d'introduction de la balle de riz, la zone de combustion et la zone des résidus. L'inconvénient majeur de ce système de grille est son coût, c'est pourquoi il n'est normalement installé que dans de grandes décortiqueries dont les besoins en vapeur dépassent 5.000 kg/h. Des gazogènes à lit fixe et à tirage inversé (type "coeur ouvert"), associés avec des moteurs à combustion interne d'une puissance d'environ 100 a 10 kW, fonctionnent en Chine et en Afrique de l'ouest (Kali) depuis 15 ans. Ce système a été introduit récemment en Tha6lande, tandis que des groupes pilotes légèrement plus petits (15 à 25 kV) sont à l'essai sur le terrain en Indonésie. Des foyers de combustion à lit fluidisé et à flux turbulent d'air de suspension ont été installés dans la région de Setar, en Malaisie (voir ci-dessous), et aux Etats-Unis récemment, un système de gazéification-combustion à lit fluidisé a été mis au point et commercialisé. Utilisation des cendres de balle de riz 5.28 Chaque fois que la balle de riz est transformée en énergie, il y a production de résidus. La quantité de résidus est au moins égale 4u taux de cendres dans la variété traitée, soit 17 à 22Z du poids initial de la balle. Les résidus -onstituent au maimum 35S du poids initial. Ceci ne représente que la transformation de la balle brute en produits volatiles, sans combustion du carbone produit par pyrolyse. 5.29 La cendre et les résidus carbonés de la combustion de la balle de riz peuvent être utilisés de plusieurs façons différentes. Le tableau 5.4 donne un résumé des possibilités coemrciales *ant fait leurs preuves sur le plan technique. La présente mission n a pas cherché à étudier si l'une de ces solutions était réalisable en Côte d'Ivoire. Pour cette raison, la valeur commerciale de la cendre et des résidus carbonés sera pour le momet considérée come nulle. Cependant, au fur et à mesure que le secteur industriel du décorticage atteindra sa pleine production et que de nouveaux équipements de traitement de la balle de riz seront installées, il faudra reprendre plus es détail l'étude des différentes possibilités. - 77 - Tableau 5.4: POSSIBILITES Ct4FIfOEES D'UTILISATION CONIERCIALE OE LA ŒEINR ET DES RESIOIJS CAONES DE LA COMWSTION OE LA BALLE OE RIZ Application Type de cendre et de charbon Balayage et nettoyge du sol BC Engrais et comme agent anti-aglutinant BC Isolation des lingots d'ocier mC Humus de couverture HC Matière abrasive pour dentifrice BC Briques pour le colorifugeage BC Céramiques BC Ingrédient du savon BC Type de cendre: BC a cendre à basse teneur de carbone HC a cendre à haute teneur de carbone Décortiqueries industrielles de ris de grande taille Solutions techniques 5.30 Plusieurs solutions techniques de production sur place de l'électricité nécessaire à une décortiquerie ivoirienne de grande taille (capacité de décorticage de paddy: 12 t/h; puissance installée tnviron 480 kw), ont été évaluées avec soins (1) Caséificatios à lit fluidisé et utilisation ultérieure du gec produit dans u moteur à combustion interne. C'est la technique qui offre les meilleures perspectives économiques à long terme. Cependant, actuellement, seuls fonctionnent quelques projets pilotes et quelques installations d'études relativement peu importants. Il y aurait des problèmes d'épuration qui ne semblent pas avoir été encore résolus de façon satisfaisante. Pour cette raison on ne peut pas actuellement conseiller l'installation commerciale en vraie grandeur d'un gazogène de ce type. (2) Foyers de combustion à lit fluidisé associés à des systèsm turbin-chaudière à proi ou à tubulurs. Les appareils de combustion à lit fluidisé, bien que capables de transformer les enveloppes de riz avec un bon rendement, présenteraient semble-t-il des coûts d'entretien élevés et des problèmes d'épuration du gaz chaud qui n'ont pas été résolue économiquement jusqu'ici. Un groupe électrogène de ce type (350 kV) a été installée à Telok Kechai (Kelaisie). Apparemment, le système a eu des ennuis techniques, L'office - 78 - national malaisien du riz et du paddy envisagerait de prendre des mesures pour améliorer le rendement de l'installation. Pour cette raison on ne peut pas encore conseiller l'installation d'un système de ce type. (3) Foyers à flux turbulent d'air de suspension à haute température associés à une chaudière à paroi d'eau et à une turbine. Un groupe de démonstration de ce type a été installé à Jerlun (Malaisie). On possèdes peu de renseignements sur son rendement. Cependant, l'Office national malaisien du paddy et du riz a fait état de problèmes d'exploitation et projette des modifications en vue d'augmenter le rendement. Pour cette raison il semble prématuré de recommander l'installation d'un groupe identique en Côte d'Ivoire. (4) Foyers à grille mobile à gradins associés à une chaudière et à nue turbine. Un certain nombre de ces groupes fonctionnent commercialement et, quand les circonstances sont favorables, ils offrent une solution économique de remplacement des groupes diesel. Les coûts d'investissement de systèmes de ce type d'environ 300 & 500 ki, se situent autour de 2.000 dollars par kW de capacité nette de production. Ce système présente le désavantage d'un coût d'entretien élevé, dû aux dépôts de cendre pulvérulente que des chambres à feu et des tuyauteries de fumée aux dimensions particulièrement importantes ne semblent pas avoir complètement éliminés. (5) Gazogène a lit fluidisé "uin combustion du gaz et production d'électricité par chaudière et turbine à vapeur (ensemble gazogène-combustion à lit fluidisé). Deux installations de ce type fonctionnent continuellement depuis plus de deux ans aux Etats-Unis. Il semble que le système produise un courant de gaz propre et chaud dépourvu de cendres et qu'il puisse être relié de prés à un ensemble chaudière-turbine à vapeur. Les cendres a haute teneur de carbone sont complètement brûlées (il y a production de cendres à faible teneur de carbone). Le rendement de la chaudière est ainsi de 70 à 80X. (6) Cazogène à lit fixe et à titage inversé ("coeur ouvert") associé à un moteur à combustion interne. Comme on l'a dit plus haut, ce système a donné de bons résultats dans des pays comme la Chine, le Mali et (récemment) la Tha6lande. Cependant, jusqu'à présent, la capacité maximum des installations de ce type est d'environ 160 ki. Des problèmes imprévus se posent en général quand on augmente la taille de l'installation. En conséquence, on ne peut pas - 79 - conseiller ce système pour les grandes décortiqueries industrielles de C8te d'Ivoire. Cependant, un èquipement de ce genre va être évalué en vue de sa mise en oeuvre dans une des décortiqueries industrielles de taille moyenne. 5.31 Les arguments et les évaluations présentés ci-dessus ont amené la mission à conclure que, dans le contexte de la Côte d'Ivoire, c'est le systéme à gazogène-combustion a lit fluidisé, associé à un système chaudière-turbine à vapeur, qui offre les meilleures perspectives de viabilité technique et économique. En vue d'évaluer les diverses solutions de production d'énergie à partir de la balle de riz dans une décortiquerie industrielle typique de Côte d'Ivoire, nous examinerons deux solutions différentes (scénarios A et B) et les compareront à la solution existante (scénario A). Scénario B: Production d'énergie pour les seuls besoins internes de la décortiquerie, par un ensemble gazogène-combustion à lit fluidisé et chaudière à vapeur. La consommation annuelle d'énergie de l'usine s'élève à 1.200.000 kWh. Comme le système de production d'énergie exige 300.000 kWh pour son propre fonctionnement, la production interne annuelle d'électricité devra être d'environ 1.S00.000 kWh. Avec un rendement de chaudière de 75X et un rendement du système complet de 10, il faudra environ 3.860 t/an de balle de riz, ce qui représente environ 64X de la quantité disponible. La puissance effective à installer est estimée à 1,25 X 480 kW * 600 kW (demande maximum). Le facteur de charge de cette installation (sur la base de 8.000 h/an) serait d'environ 31X. Scénario C: Production maximum d'électricité en utilisant tous les résidus de balle de riz disponibleo, et transfert du surplus d'électricité au réseau BECI. La gazéification-combustion de 6.000 tian de balle de riz avec les hypothèses ci-dessus correspondra à la production d'environ 2.340.000 kWh/an, dont 630.000 kWh seront disponibles pour la vente. En supposant une puissance installée égale à celle du scénario A, le facteur de charge de la centrale atteindra environ 49X. Dans un tel type de fonctionnement il n'est pas possible de garantir à l'8SCI les périodes exactes où l'excédent d'électricité sera disponible. La mission n'ayant pas de renseignements précis sur la politique de la compagnie nationale d'électricité à l'égard de l'achat de l'électricité en excédent, la validité de ce scénario dépend de négociations ultérieures. Ce scénario suppose que la balle de rit (gratuite) peut être stockée dans un endroit proche de l'usine, sans subir de décomposition bactériologique nuisant à ses caractéristiques comme combustible. Une description technique de l'ensemble gazogène-combustion-turbine à vapeur (qui est le même pour les deux scénarios) se trouve au Volume II, Annexe 7. Comparaison financière 5.32 La majorité des décortiqueries industrielles de Côte d'Ivoire sont reliées au réseau électrique national de l'ESCI. Les solutions - 80 - faisant appel à la balle de rit produite seront donc évaluées par rapport & celles qui utilisent l'électricité de l'HICI. On trouvera au tableau 5.S une série de pramètres valables pour une décortiquerie de grande taille, fonctionnant dans les conditions existant en Côte d'Ivoire, an supposant que les mesures nécessaires soient prises pour assurer la meilleure utilisation possible de la cApacité de décorticage. Le tableau 5.6 offre un aperçu des caractéristiques des deux différents scénarios de production d'énergie à partir de la balle de riz étudiés au paragraphe 5.32. Trbleu 5.: VALEURS STAMQI CES PARAETRS OUR MUE OECERîQURIE OE RIZ E GRAE TAILLE EN CMW D'IVOIRE Pa*rubtr Voleur standard c1mit6 de éotarfl¢ nominule (t paddyA) 12 Caaité de d6cortifflc yeonne (t padydA 10 Production anuel l* moenne (t pdt/an) 30.000 Pr luction de bullede riz annuelel moyenne tt/o) 6.000 Pbuir calorifique de 1 belle de rit (SJ/t) 14 lisoles o on élc«tricité (kWh/t padey) 40 Prix de I#ialctrlcit6 fournie par I'EECI (dol lrAWh) 0,105 Prix de la balle de rit - Prix de a condre et de rsldus carb de bll de riz pa.m - 81 - Tableau 3.6s CARERISTIQUES OE OEUX SEARIOS DE PROUCTION DEtENERIE A PARTIR DE LA BALLE OE RIZ _NSEE GAZOOEN-CSUSTICN A LIT FWIDISE-TUMINE A VAPEUR) DAS UNE ECORTI9UERIE IlUSTRIELLE IVOIRIENNE Plu mètre Soénarlo A B C - Production d'élecirlicit4 (W»/an) - 1,5 2,34 - Coneoation interne d'lctricité h/n 1,2 1,5 1,71 -Eleotrcitéachet6eà I'EECI (I/en) 1,2 - - - Surplus d'électricité à vendre à I'EECI (UIh/4a) - - 0,63 - puiseOnc »nstal ée ) - (W10600 - Puissance instal ie raccordée au r6spau EECI (kW) 410 - - 'sissancé des groupes élctroSgèns diesel d'appoint (kw) 240 - - = hnvestsesmannt Initial, Installé (S> 95.000 2.266.30 2.316.500 - nsonution de belle de riz (t/an> - 3.860 6.000 - Production d cendre ou de rsidus carbonés (t/en) - 864 420 -Naln-dtoeuvre spéciallsée (bom/on) 0,25 1 1 Sa.i-spcal 1Isée 1 4 4 - Lubifalents eI/kWh) - 0,0065 0,0065 - Produits chimiques (S/an) - 5.000 9.000 - Entretien et réparation (S) 5,000 - - (S do l'investissement Initial) - 4 4 -Our6e de viedo dl'qulp nt (années) 30 15 15 -hmmnt du syst. coomplet (C) - 10 10 a/ En supposant que le fonctionnement de la décortiquerie soit conforme au tableau ,.5. Tableau 5.: ANALYSE FINANCIERE COIPARATIVE iES DIFFERENTS SCENARIOS OE PROiJDCTION D'iENERIE PMUR UNE ŒECORtIQUERIE INDUSTRIELLE IVOIRIEIPE (dolaors/en> Scénario nut. devises totol net. devises total nat. devises total A. Coûts annuel isé O 9.070 1.010 10.080 41.280 256.710 297.990 41.280 263.26O 304.560 8. CoGts de fonctionnmo_t et d'entretien par an Coûts annuels d'él«etricité 126.000 - 126.000 - - - - - - Nain-d'oevre spécialisée 3.000 - 3.000 12.000 - 12.000 12.000 - 12.0»0 Nain-d'oeuvre seul-spéciallsée 2.100 - 2.100 8.400 - 8.400 8.400 - 8.400 Produits chimiques - - - 1.250 3.750 5.000 2.250 6.750 9.000 Lubrifoants - - - 1.950 .800 9.750 3.040 12.170 15.200 Entretien et réparation 2.500 2.500 5.000 28.000 28.000 56.000 29.000 29.000 58.000 Charbon ou cendre de balle de riz - - - D-n pae Total (A + B 146.180 389.790 407.170 Coût unitaire moyen de I 'électricité (dol iarAdih) 0,122 0,324 0,222 Coût marginal de surplus d'électricité par rapport au système actuel (dol1erAkWh) 0,414 Temps de recouvrement de i 'nvest isecent total par rapport au système actuel (années) 50,4 35,6 Temps de recouvremet de I 'investisseenet supplémentaire par rapport au systme actuel (nnées) 48,3 34,2 Taux de rentabilité financiére (%) bi par rapport au système actuel -14 -10 a/ Durée de vie de 'équipemet utilisée dans le calcul des coûts annuel isés: 30 ans pour le système actuel; 15 Ans pour le scénario 8; 15 Ans pour le scénarlo C. bl Le temps de recouvrement et le toux de rentabi ité f Inanclère du scénario 8 sont basés sur i 'hypothèse d'un prix de vente moyen de I 'excédent d'électricité à I'EECI de 0,05 dol ar/kWh. - 83 - Ivaluation financière 5.33 Le tableau 5.7 présente une comparaison des coûts financiers de l'énergie dans les scénarios B et C d'une part et dans le cas de fourniture d'électricité par l'D8CI d'autre part. Le coût moyen de l'électricité du réseau dans le système existant est d'environ 0,122 dollar/kWh. Ce montant inclut les coÛts d'investissement et de fonctionnement d'un groupe électrogène diesel d'appoint. Le prix moyen de 0,122 dollar/kWh soutient favorablement la comparaison avec le coût moyen de l'électricité produite sur place, dans les scénarios B et C, soit respectivement 0,324 dollar/kWh et 0,222 dollar/kWfh. Si l'on considère la marge importante entre les coûts moyens de l'électricité dans le scénario B et dans le système actuel, le scénario S peut être rejeté d'emblée. 5.34 Le coût marginal de production de l'excédent d'électricité par rapport au système actuel, est de 0,461 dollar par kWh effectif. Ce chiffre est évidemmnt prohibitif. En supposant que l'EECI veuille acheter l'excédent d'électricité au prix de 0,05 dollar par kWh, le temps de recouvrement de l'investissement serait très longs 34,2 années sur une base marginale. Le taux de rentabilité financière du système B est en conséquence négatif. On en déduit que les deux systèmes ne sont pas financièrement réalisables. 5.35 Le tableau 5.8 présente l'analyse de sensibilité des résultats financiers des systèmes B et C par rapport au changement des coûts d'investissement de ces systèmes et du prix d'achat par l'IECI de l'excédent d'électricité. Cette analyse montre que les résultats financiers défavorables des systèmes B et C sont assez sensibles aux changements intervenant dans les paramètres. Pour que le système C devienne financièrement faisable, il faudrait que les coûts d'investissement qu'il entraîne baissent de 2.316.500 à 579.740 dollaro, ou que le prix d'achat par l'ERCI augmente de 0,05 dollar/kWh à 0,172 dollar/kWh. Il est très improbable que ces deux éventualités se produisent dans un futur prévisible. - 84 - Tableau 5.8: ANALYSE ŒE SENSIBILITE DES RESULTATS FINANCIERS DES SYSTEMES A ET B PAR RAPPORT AU SYSTENP EXISTANT, POUR UNE DECORTIÇUERIE INDUSTRIELLE OE RIZ DE GRANDE TAILLE EN COTE O'IVOIRE Valeur actuelle Temps de recouvrement (an) nette (VAN) Invest. Invest. TRI à los Seuil pour lequel Alés total suppl4. n i (x IOOO dol ers) VAN *0 (dol 1or) Réduction du coat d'investIssment de 20S - Scénerlo B 40,3 38,2 - 12 - 1.260,6 426.570 - Scénarlo C 28,5 27,1 - 7 - 1.158,4 579.740 Augmntatioon de 20% du prix d'échat par I'EECI de I'excédent d'électrlcit6 qui passerait à 0,06 dollarAkWh - Scénerlo C 32,5 31,2 - 9 - 1.536,0 0,172/kWh Analyse économique 3.36 La conversion des prix financiers en prix économiques (voir tableau 5.9) implique une réduction du coût total du système actuel, du scénario B et du scénario C respectivement de 2.0X, 10,7X et 10,42 (voir tableau 5.9). Ainsi, les systèmes de remplacement s'avèrent être légèrement plus attrayants dans l'évaluation économique que dans l'analyse financière. Nanmoins ces systèmes demeurent beaucoup trop chers par rapport au système existant. Ceci est démontré éalem_ent par les taux négatifs de rentabilité économique des systèmes de remplacement A et B obtenus dans la marge brute d'autofinancement présentée au Volume II, Annexe 7, soit - 11 et - 8S respectivement. L'analyse économique n'affecte donc pas les conclusions de l'analyse financière. Conclusion 5.37 Dans les décortiqueries de riz industrielles de grande taille, le remplacement de l'électricité achetée actuellement au réseau, par de l'électricité produite sur place en utilisant la balle de riz disponible n'est pas faisable, ni financièrement ni économiquement, principalement parce que le taux de charge des décortiqueries fonctionnant dans un cycle agricole à une seule récolte par an est trop bas. Tablem 5.9: ANLYSE E0NDlQUE ŒES EOCRTIQIERIES INUTRIELLES ŒE RIZ SOUTION EXISTMIE ET SOUTNS I OÆP ES (dol lus/se) ASC Fe~ en cotcf o de comverioo mon. s Co" mm,. la cou men. en C local est, devises total nèt. devises total at, devises total 0.0* _asl Isé de I sinvetlsas.en. A 0,52 482 8.322 8.805 a 0,*3 24.728 242.225 266.953 C 0,63 24.728 248.428 273,156 l.*ts dexploltation et d'etretiem annuels: Lubriflants 0,07 1m6 7.M00 9.490 2.45 12.168 14.813 Produits chimiqu 087 1.250 3.750 51000 220 6.750 9.000 Niie-domsvre spécisl 1 0,70 2.017 - 2.087 8.348 - 8.348 8348 - 8.48 sei-péclaîléle 0,63 1.315 - 1.315 5.2% - 5.259 .S259 - s.25 non-spéclil Isé6 0,6 - - - - - - - - Entrtlen 0,87 2.500 2.500 5.000 24.348 28.000 52.348 25.217 29.000 54,217 0.0t* d'électrlcité 0,67 126.000 - 126.000 - - - - - - Salie de riz, edsan 0,87 _ - - - _ Total 132.204 10.822 143206 65.20 281.775 347.403 60.447 26346 204.»3 - 86 - Décortiqueries industrielles de taille moyenne Solutions techniques 5.38 Toutes les décortiqueries ivoriennes ne font pas partie de la catégorie traitant 12 t/h de paddy, comme on peut le voir au tableau 5.1. Celle d'IGESCO à Seguela, de la SOCIDO à Adienna et celles de la SODACRI à Korhogo et Bouna ont une capacité qui varie de 2 à 6 t/h et des puissances installées allant de 70 à 200 kW. La décortiquerie de la SODAGRI à Korhogo en est un exemple type avec sa capacité de décorticage nominale de 4 t/h et sa puissance installée de 140 à 160 kW. 5.39 Pour les usines du type de Korhogo il existe une solution technique différente, basée sur la production d'énergie à partir de la balle de rizS le gazogène à lit fixe à "coeur ouvert", associé à un moteur à explosion. Une description technique détaillée de ce système se trouve au Volume IT, Annexe 7. Les coÛts d'investissement s'y trouvent également. Des groupes électrogènes de ce type fonctionnent sans discontinuer depuis 10 à 15 ans, en Chine et en Afrique de l'Ouest (Mali). 5.40 Le tableau 5.10 donve un aperçu des valeurs standard prises comie hypothèse pour les paramètres d'une décortiquerie industrielle de taille moyenne de ce type en Côte d'Tvoire. Tableau 5,10: VALEURS STANDARD PRISES COME HYPOTHESE POUR LES PARAMETIES D'UNE CECORTIQUERIE OE RIZ INDUStRIELLE DE TAILLE MOYENNE EN COTE D'IVOIRW Paramètre Voleur standard Capacité de décorticage nominale (t paddy/h) 4 Capacité de décorticage moyenne (t paddy/h) 3,6 Production annuelle moyenne (t paddy/an) 10.000 Production de balle de rîz annuelle moyenne (t/an) 2.000 Pouvoir calorifique de la balle de riz (GJ/t) 14 Prix de l'électricité fournie par I'EECI (dollar/kWh) 0,105 Prix de la balle de riz - Comparaison financière 5.41 Le tableau 5.11 donne un aperçu des caractéristiques d'une décortiquerie industrielle de taille moyenne alimentée en énergie par un - 8t - gasogène de type "coeur ouvert" fonctionnant à la balle de ris, par comparaison avec la solution du raccordement au réseau LECI. Les coats d'investissement du système à gazogène sont détaillés au Volume II, Annexe 7. L'excédent d'électricité qui pourrait ètre produit par une décortiquesie de cette taille est trop faible pour intéresser l'EHCI; la fourniture éventuelle d'électricité au réseau n'est donc pas prise en compte. Tableau 5.11: CARACTERISTIUES û'UIN SCENARIO POUR LA PRIUCtION D'ELECTRICITE Réseau Gazogène Parmètr EECI à cour ouvert" Conuatlon interne d'électricité (kWh/en) 320 350 - Production d'électricité (Ihen>) - 3S0 -Electriclté achetée à I'EECI WhM/n) 320 - Pui ssance insotlle (k)W - 160 (ux.) 140 (floe.) - Puissance Inst llée raccordée au réseau EECi (k) 320 - - Puissnce des groups électrogènes diesel d'appoint (kW) lo0 - - nvestissement Initial Installé h àl de'quilibre Réductlon de 20 du coOl de I 'lovestisment d'un group è moi Oe 25,2 19g. - 7 - 141600 151.240 Analyse économique 5.44 Le tableau 5.14 donne une comparaison de coûts entre la solution actuelle du raccordement au réseau et le gazogène, après introduction des prix économiques. Par rapport aux coûts en prix financiers, le calcul ea pris économiques fait diminuer le coût total de la solution actuelle avec raccordement au réseau et celui de la solution de remplacement respoctivement de 28,32 et 11,12. Ainsi le gazogène se trouve être encore mines faisable dan l'analyse économique que dans i'analys financière. Tableu 5.14: ANALYSE EOOIOR OES SOUTIONS DE FOIMITUIE D'IEE POUR W DECORTIÇUERIE E TAILLE MOYEIE (dollars) Fcteur de Rés EECI dGauogne converon Monnele monnaie Solutlon locale nation. Devsls Total notion. Devises Total Cobt annuel 16 de I'lavetisseet SI Réeu 0,52 330 5.694 6.024 sogn_e 0.54 3.062 41.905 44,967 codt d'entretln et de fonctionnement annel Lubrifants 0,07 36 1.820 2.216 Main-d'oevre s*écialisé 0,7 Mein-douvre epél 0,63 1.315 1.315 1.315 1.315 Main-d'oeure nOn spécialisée 0,69 2.061 2.061 Entretien 0,87 1.017 1 0 2.337 8.078 9.290 17368 Cofte en électrlclté 0,67 22.63? , - _ __ .o369 6.944 32.313 14.912 53,015 67.926 - 90 - Conclusion 5.45 Etant donné les coûts actuels d'investissement d'un gazogéne et le facteur de charge des décortiqueries, la production de l'électricité dans une décortiquerie de taille moyenne par gazéification de la balle de riz, en utilisant la biomasse disponible sur place, n'est pas faisable. Décortiqueries de village Solutions techniques 5.46 Comme nous l'avons indiqué au paragraphe 5.15, nous n'avons que peu de chiffres sur les décortiqueries de village ivoiriennes. Cependant, étant donné leur importance évidente, la fourniture d'énergie à partir de la biomasse par combustion de la balle dans une chaudière de type à grille puis l'utilisation de la vapeur dans un moteur à vapeur à piston (de type locomobile), sera évaluée par rapport à la solution du groupe électrogène diesel. Dans ce but, on va supposer qu'il s'agit d'une décortiquerie modèle de village traitant 1.500 t/an de paddy. Les valeurs standard prises comme hypothèse pour les paramètres d'une telle décortiquerie sont données au tableau 5.15 et la description technique du système est donnée au Volume II, Annexe 7. Tableau 5.15: VALEURS STANDARD DES PARANETKES PRISES COMME HYPOTHESE PMUR UNE OECORTIQUERIE DE VILLAGE DE PETITE TAILLE EN COTE D'IVOIRE Paramètre Valeur standard Capacité de décorticage nominale (t paddy/h) 1,2 Capacité de décorticage moyenne (t paddy/h) 1,0 Production annuelle moyenne (t paddy/an) 1.500 Production de balle de riz annuelle moyenne (t/an) 300 Pouvoir colorifique de la balle de riz (GJ/t) 14,0 Pouvoir calorifique net du carburant diesel ODO (MJ/l) 36,5 Besoins moyens en électricité (kWh/t paddy) 30,0 Prix de la balle de riz - Prix du carburant DOO diesel (dollar/l) 0,4 Comparaison financière 5.47 Le tableau 5.16 donne un aperçu des caractéristiques des solutions diesel et locomobile à vapeur. Le tableau 5.17 donne une comparaison entre les coûts financiers des deux solutions. Tous les coÙts sont calculés au prix du marché de décembre 1985. Les coûts - 91 - d'investissement des solutions diesel et locomobile se trouvent au Volume TI, Annexe 7. Tableau 5.16: CARACTERISTIQUES COSPAREES DES 6ROUPES DIESEL ET DES OPES A LOC0M0BILE POUR LES ŒECORTIQUERIES DE VILLAGE EN COTE D'IVOIRE Groupe Groupe Paramètre diesel locomobîle - Production d'électricité ) 40 40 - Investissement Initial Instellé (dollar) 16.000 100.000 - Consonmation de balle de rlz (t/on) - 112,5 - Consoation de carburant diesel 00i (i/an) 17.750 - - Nain-d'oeuvre spéclalsée sum-spécal llsée 1 1 non spécIalsle" 1 LubrifIants (I/kWh) 0,003 0,0065 - Entretien et r*paration (dollar/kWh) 0,015 0,0075 - Durée de vie de I'équip.ment (années) 8 15 5.48 L'installation de type locomobile ne se révèle pas être une solution faisable financièrement pour remplacer l'installation diesel existante. Le coût moyen de l'électricité serait de 0,38 dollar/kit. Le taux de rentabilité financière du groupe locomubile est insuffisant (3Z) et, de même, le temps de recouvrement de l'investissement de ce système est trop long (14,5 années pour l'investissement supplémentaire). on prévoit cependant que le coût installé par kW des systèmes à locomobile diminuera prochainement, et l'on produit des systèmes à faible coût au Brésil. C'est pourquoi, il.faudra évaluer & nouveau cette solution quand les coûts d'investissement auront diminué, tout particulièrement pour les petites décortiqueries qui pourront aussi produire un excèdent d'électricité pour l'usage local. - 92 - Tableau 5.17: ANALYSE FINANCIERE COPARATIVE CES GfOUPES ELECTFRGE4ES ENVISAGES POUR UNE OECORTICUERIE OE VILLAGE EN CTE D'IVOIRE (dollars/tn) Groupe Dlesol Groupe Loccmobile Solution Local Extranger Total Local Etranger Total CoPts annualls6 de I 'nvestisseo« t / 300 2.700 3.000 1.320 11.830 13.150 Colts annuels d'entretien et de fonctionnement Carburant diesel 460 6.640 bi 7.100 - - - Lubriflents 30 110 140 60 230 200 Main-d'oeuvre sel- spécial Isé 2.100 - 2.100 2.100 - 2.100 Main-d'oeuvre non spécialisée - - - 1.500 - 1.30 Traltement et entretien 340 340 680 170 170 340 TOTAL 3.230 9.790 13.020 5.150 12.230 17.300 Taux de rentabilité f inancire c/: 3$ Temps de recouvrement de i'lnvestissseent total Ci: 17,3 années Temps de recouvrement de l'investIssement marginai /: 14,5 années a/ Huit années de durée de vie pour un grupe diesel et 15 anne6s pour un grope à loooblie avec un toux d'actuelisatico de 10$. b/ Colt départ dép6t Vrfdl. _/ Groupe, à locoble. 5.49 L'analyse de sensibilité du tableau 5.18 montre que des changement du coBt d'investisement du groupe à locomobile, ou du prix du carburant diesel n'affectent pas de façon significative les résultats défavorables du groupe A locomobile comparés à ceux du groupe diesel existant. Pour que le groupe à locomobile devienne un investissemuat attrayant, il faudrait, soit que le coût d'investissement du groupe & locomobile décroisse de 100.000 à 67.030 dollars, soit que J.t prix de marché du carburant diesel augmente de 0,40 dollar/I à Ô,64 dollar/i. - 93 - Tableau 5.18: ANALYE CE SENSIRILITE CES RESULTATS FINANCIERS D'UN GROUPE A LCOOYOIl.E PAR RAPPORT A UN GROUPE DIESEL, POUR UNE CECGRTIQUERIE OE VILLAGE EN COTE D'IVOIR£ Toeps de recouvrwont (on) Invest. Invest. TRI VAN de Aléas total suppim. I 10 Seuil d'équilibre R6duction de 20% du coOt d'investsse.mnt d'un groupe locomobile (à 80.000 dollars) 13,8 11,1 , - 11.600 67.030 Augmeutation du prix du diesel de 20% (à 0,48 dollar/1) 13,9 11, 5 - 20.200 0,64 Analyse économique 5.50 On trouve au tableau 5.19 les résultats d'une comparaison des coùts après introduction des prix économiques. Comparés aux coûts totaux en prix financiers, les coûts économiques de la solution diesel existante et de la solution locomobile à vapeur sont respectivement inférieurs de 20,12 et 14,82. En conséquence l'introduction des prix économiques rend la solution de remplacement encore moins faisable que dans l'analyse financière. De mime, les résultats du Volume II, Annexe 7 indiquent que le taux de rentabilité économique est légèrement plus bas que le taux de rentabilité financière, (22 contre 3X). Conclusion 5.51 Dans les conditions actuelles des décortiqueries de village en CBte d'Ivoire, la satisfaction des besoins propres en énergie par un groupe à locomobile alimenté la balle de ris ne peut pas encore étre considérée comme une solution faisable pour remplacer les groupes diesel. Capendant cette possibilité peut-être financièrem_nt intéressante dans un avenir proche pour certaines décortiqueriesp si les coûts d'investissement baissent coMe on le prévoit. Nais, le coût c.a.f. des différents systèmes devrait être controlé et, si des réductions substantielles sont possibles, alors les coûts économiques et financiers devraient être ré-évalués. Tableau 5.19: ANULYSE ECWOMIÇIE OES 0lFFEMENES SOLUTIONS E PRODUCTION D0ENERBIE POUR LES ŒOECOR17O9EIES OE VILLAGE SdoI Sers) Facteur de Coût Réseau EECI S_zogêe conversion Mon, monnaie locale cet. Oevises Total nation. Devises Total Coût annuellsé de I Iavestlss emnt Dlesel 0,52 151 2.609 2.753 - - - Locaobile 0,43 - - - 405 11.475 11.880 Coûts annuels d'entretien et de fonetionneamst Lubrifiants 0,87 23 108 131 51 234 285 Nain-d'oeuvre spécialisée 0,70 - - - - - - sami-spécieallse 0,63 1.315 - 1.315 1.315 - 1.315 non spécial Isia 0,69 - - - 1.030 - 1.030 Entretien 0,87 293 293 587 147 147 293 Coûts en carburant (UGO> 0,57 1.964 3.642 5- - - Total 3.746 6.645 10.392 2.947 11.856 14.804 - 95 - Annexa 1 page 1 sur 5 PERSONNES HT ENDROITS VISITES 1. Gouvernement - Organisations semi-publiques Ministére de l'industrie K. Anguie Anguie Directeur/DIPEN K. Charra Expert, Division agroindustrie K. Doubi Bi Doubi Economiste, Division des hydrocarbones M. Kaba Chef, Statistiques et recherches industrielles HECI N. Krobo Diby Directeur de la recherche technique SOD FOR K. Soundele Directeur général K. P. Co0in Directeur, Technologie et commercialisation K. Cissé Directeur adjoint, Technologie et commercialisation PALMINDUSTRIE K. Kone Dossongui Directeur général N. Konan David Directeur technique N. Caltier Gérant - Usine d'Eloka M. Lopes Gérant - Usine d'Abidjan Ministére de l'agriculture, des Eaux et forêt. M. Kouisia Directeur adjoint, Division de planification et de gestion 2. INSTITUS DE RECHERCHE Institut de technologie tropicale (ITT) K. NMmadou Traor/* Chef, Programme k*rgie N. Blanc Conseiller, Programme Energie Laboratoire des bâtiments et des travaux publics (LBTP) M. Thibon Directeur, Programme des résidus M. Steck Ingénieur M. Gayrard Ingénieur - 96 - Annexe 1 page 2 sur 5 Centre ORSTON N. A. Budelman Chef, Centre néerlandais de recherche agricole Institut de recherche du café et u-g cacao (IRCC) N. N. Isard Directeur N. Koffi Igorsn Ingénieur agronome Institut de recherche sur les fruits et les agrumes (IlPA) M. A. Soler Chercheur Institut de recherche sur les huiles et oléagineux (IMEH) N. Berchox Directeur N. P. Guenseh Agronome 3. INDUSTE DU CAsE JiCA1H K. P.A. lousseaux Directeur général N. Antoine Expert technique N. P.Y. guet Gérant - Usine d'Anya_ K. Thomas Chef des services d'entretien - Usine d'Aniama N. Chaveresau Technicien - Usine d'Anyam M. Delestreu Chef des services d'entretien - Usine d'Aboisso N. Antoine Chef du personnel - Usine d'Aboisso UTPA M. Calmel Directeur général M. Chicot Directeur des recherches M. Absala Directeur technique K. Koé Lamine Directeur de la fabrication - Usine de Daloa N. Ano Josef Directeur technique - Usine de Daloa AGBIVOIRE N. Lef6bvre Directeur des services techniques - Usine de Toumbokro - 97 - Annexe 1 page 3 sur 5 4. SCIERIES Société industrielle de Thaury M. Ferrant Directeur général M. Lei Si Patrice Gérant - Scierie de Sinfra zompaanie industrielle du bois M. Chavenaud Directeur des services techniques - Scierie de Saioua m. François Gardien du gasogène - Usine de Saioua N. Daoué Tecbnicien d'atelier - Usine de Saioua Société industrielle et forestière de Côte d'Ivoire N. Gingelvein Directeur de l'usine SITIASDOIB - Scierie d'Abenropgou 5. AUTRES INUTRIES Société ivoirienne de production d'animaux N. R. Audren Directeur général Société tropicale d'enrais et de produits chimiques N. O Perroy Directeur général Société d'études et de développement de la culture bananière N. G. Dubois Directeur général SOLIBRA (brasserie) M. Gochely Directeur Gérant - Abidjan N. Ceressia Directeur d'usine - Souaflé S8ODI (Conserves de poissons) M. Neveu Directeur gérant ILOLOIN (Produits de l'huile de palme) N. Bonson Ingénieur - 98 - Annexe 1 page 4 sur 5 URIRIZ (décortiquerie) N. Conquet Gérant d'usine - Scierie de Daloa SOAE (transporteur de marchandises) Na.. Gabrielle Fret international 6. ORGANISATIONS D'AIDE Conseil de l'entente M. Astie Consultant technique Energy Initiatives in Africa (AID) M. Ed Karsch Forestier N. Adjoint au représentant résident -M. Hardy Chef de prograume Bnque mondiale M. J. D. Roulet Représentant résident Kme. Thiam-Koli Relations publiques Nev K. R. Oblitas Economiste N. J. C. Payd'Herbe Agronome K. G. vightvick Analyste financier K. A. Bah Agronome I. B. Forestier Agro-économiste 7. ORGANISATIONS DIVERSES Groupement professionnel du pétrole Centre technique forestier tropical Usine de textile de Bouaké Usine de coton TRITURAF - Bouaké Dicortiquerie de riz CIDT - Bouaké 8. RAPPORT PRELININAIRE DU COMITE DE REVISION Gouvernement Kr. Adjane Ministere de l'Industrie Kr. Thibon Ministere de l'Industrie Kr. Ouegnin Ninistere de l'Industrie Kr. Kroko Diby BECI Kr. Dinard V'Guessan HECI - 99 - Annexe 1 page 5 sur 5 Kr. Reni Yoon Brancart U CI Kr. Ibrahima Cissé EHCI Kr. Serey Direction et Controle des Grands 'ravaux Mr. Coulibaly DGGTK Kr. David Kouan PALMINDUSTRIE Kr. Albert Anjolras PAL MUDUSTRIE Kr. Jean Nielens PALMINDUSTRIU Industre Kr. Ferrant Societe Industriel de Thanry (SIT) Kr. Vacheyrout SIT Kr. Denis Chicot UTPA tcoffee factories) Organisations Internationales Kr. Hardy UNDP Kr. Smeers PAO Kr. Stock Conseil de l'Entente Autres Kr. Pierre Vernet SIMA-NEA - 100 - Annexe 2 page 1 sur 4 RYPOTHESES FIIANCIRES ET ECOUCHIQUES Hypothèses pour l'analyse financière Taux de change (novembre 1985) Les taux de change utflisés sont les suivantss 1 dollar des Etats-Unis 390 francs CFA (FCFA) - 7,80 francs français (PF) - 2,54 marks de la RFA (DM) - 2,86 florins néerlandais (Dfl) 9,40 couronnes danoises (DKK) Les cinq monnaies de la colonne de droite sont directement ou indirectement liées au Système monétaire européen (SUI). la conséquence, en dehors des ajustements de taux de change arrangés officiellement, ces monnaies sont relativement stables les unes par rapport aux autres. Cependant, prises ensemble leur valeur peut monter ou descendre fortement par rapport au dollar. Dans le présent rapport, les importations payées avec d'autres devises ne jouent pas de rôle important dans le calcul des couts. Taux d'actualisation Le taux d'actualisation appliqué aux évaluations financières est de 10% par an. Salaires et prix Main-d'oeuvre spécialisée locale: 12.000 dollars/houme/an Main-d'oeuvre sami-spécialisée locales 2.100 dollars/homme/an Main-d'oeuvre non spécialisée locales 1.500 dollars/homme/an Msnoeuvres 800 dollarslhoe _/an (Salaires du marché du travail, y compris les avantages sociaux) Le prix des lubrifiants à la fin de 1985 a été fixé à 1 dollar/litre, y compris une composante d'importation de 0,80 dollar/litre. Les prix des carburants diesel et des combustibles légers départ dépôt Vridi (pr?s d'Abidjan), et ceux des autres sites mentionnés dans ce rapport sont donnés au tableau A2.1. - 101 - Annexe 2 page 2 sur 4 Tableau A2.1: OOUT ŒES PROIUTS PETMLIERS a/ Prix Unité ex-dépôt Prix rendus à Produit monétaire Vridi Abidjan Vavoué Ehoni Aboisso Diesel DDO dollar/i 0,374 - 0,417 0,400 0,400 Fuel-oil 16ger dollar/I 275,38 282,05 - - 294,53 Les coûts de transport sont donnés au tableau A2.2. I/ Malgré la chute des prix mondiaux du pétrole, le prix financier des produits pétroliers n'a pas changé en Cbte d'lvoire. En fait, en août 1986, le prix du carburant diesel 000, calculé en utilisant le toux de change courant dolIlar/FCFA, se situait entre 477 dollars et 612 dollars/t. Tableau A2.2: COuns DE TRANSPORT (dollar/t/km) Produit Tarif Engrais 0,10 Boulets de rafles de palmier 0,10 Rafles de polmier non traitées 0,13 Hypothèses pour l'analyse économique A2.1 Les prix économiques doivent exprimer le degré réel de rareté des produits ou services considérés d'un point de vue économique national. Actuellement, deux méthodes sont coura_ment utilisées pour convertir les prix financiers (prix du marché intérieur) en prix économiques. Ce sonts la méthode Little-Nirrlees-Squire-Van der Tak (LNST) et la méthode UNIDO. li Dans la méthode LKST, on calcule la valeur des coûts et avantages in prix frontière (prix du marché mondial), exprimés en monnaie nationale ou en devises. Dans la méthode UNIDO, on li Cf. entre autre L. Sqsqre et H.G. Van der Tak "Hconomic Analysis of Proj3cts" (Analyse économique des projets), The Johns Hopkins University Prese, Baltimore et Londres, 1975 et UW DO, "Guidelines to Practical Projecta Appraisal, Social Denefit - Cost Analysis in Dsveloping Couatries" (Dirertives pour l'évaluation pratique des projets, les avantages â--iaux - Analyse des coits dans les pays en développement), Nations-Unies, New York, 1978. - 102 - Annexe 2 page 3 sur 4 calcule la valeur des coûts et avantages en utilisant les prix comptables intérieurs, exprimés en monnaie nationale. A2.2 En vue de faciliter les comparaisons internationales des coûts, toutes les évaluations de la mission ont été faites en dollars. En conséquence, la méthode LMST a été choisie comme méthode de conversion. Cependant, il faut garder à l'esprit que les deux méthodes donnent des résultats d'évaluation similaires. A2.3 Le point de départ de l'analyse économique a été un ensemble de valeurs fournies par la Banque mondiale pour les paramètres de base. Les valeurs de ces paramètres sont les suivantess Report S151 Facteurs des salaires de référence - Main-d'oeuvre spécialisée s0,80 - Naie-d'oeuvre semi-spécialisée s0,72 - Nain-d'oeuvre non spécialisée :0,79 Taux d'actualisation économique :9Z Le report de 5l indique que, en appliquant le taux de change officiel, les devises sont sous-évaluées par un facteur de 1/1,15. Un facteur de salaire de référence pour la main-d'oeuvre spécialisée de 0,80 indique que les salaires pratiqués sur le marché du travail surestiment la productivité marginale de la main-d'oeuvre spécialisée, exprimée en monnaie nationale, par un facteur de 1/0.80. Etant donné la surévaluation de la monnaie nationale, l'application de la méthode LNST implique un ajustement supplémentaire des taux de salaire du marché du travail pour les transformer en prix frontière en appliquant le facteur de 1/1,15 mentionné ci-dessus. A2.4 En général, les composantes en devises sont évaluées aux prix d'importation c.a.f. Abidjan. Ave' la méthode d'analyse économique LKST, ces prix n'ont pas besoin d'être ajustés. Les composantes en monnaie nationale doivent être débarassées des taxes et subventions. Ensuitet les prix intérieurs obtenus doivent être convertis en prix fronti?re, en appliquant le facteur de report (1/1,15). A2.5 Le calcul des facteurs de conversion en prix économiques des composantes en monnaie locale exprimées en prix du marché intérieur, est donné ci-dessous pour deux produits pétroliers: - 103 - Annexe 2 page 4 sur 4 racteur de oonverslion Coo" local des Prix Importation Prix Prix coots Produits c^,a.f. Abidjan Taxes Détail financ. écono. loaux Diesel 0D0, Vavoua 240 79,03 487,72 247,72 146,87 0,59 Diesel D00, Aboîsso 240 79,03 467,84 227,84 129,40 0,57 Fuel-oil, Abidjan 161 - 282,05 121,05 105,26 0,87 En ce qui concerne le prix de l'électricité fournie par 1'EBCI aux clients moyenne tension, le facteur de conversion appliqué a été pris dans le document bibliographique n 1. On a supposé que le rapport entre le coût marginal à long terme (au prix frontière) et les prix totaux moyens, estimé à 0,0605 dollar/kWh et à 0,0898 dollar/kWh en 1984, était encore applicable à la fin de 1985. 1U4 - Annexe 3 Page 1 sur 12 PROJET PILOTE D'HUILE DE PALMEs SPECIFICATIONS TECHNIQUES Généralités sur les scénarios Remarques générales U3.1 Les divers scénarios envisagés ci-dessous entraînent des différences dans les consommations d'eau des installations à vapeur. En règle générale, dans les usines d'extraction d'huile de palme, environ 202 de l'eau d'alimentation des chaudières est remise en circulation et les 80X restants doivent être fournis. Cette eau d'alimentation doit être traitée avec du carbonate de sodium et du sulfite de sodium, dont les quantités nécessaires varient suivant la qualité de l'eau. A défaut de renseignements sur la qualité de l'eau au site d'Ehania, on a supposé qu'il fallait 1 kg de carbonate de sodium et 2 kg de sulfite de sodium par tonne d'eau d'alimentation. A3.2 Les rafles qui ne sont pas utilisées pour la production d'énergie peuvent être converties en cendres à utiliser comme engrais. Une tonne de rafles humides (thbh 0,63) produit environ 17 kg de cendres pouvant servir d'engrais. Seules les rafles ont une certaine valeur comm engrais; les autres résidus ne sont incinérés que pour s'en débarrasser. Scénario A: Situation actuelle *3.3 Le systéme actuel de cogénération à vapeur d'Ehania est bien conçu et, à pleine capacité, la consommation de vapeur des turbines correspond à la consommtion moyenne de vapeur pour les opérations de traitement. Dans les conditions actuelles (turbine à contrepression; vapeur à l'entrée: 18 bars, 275 *C; vapeur à la sorties 3 bars, 134"C), la consommation de vapeur des turbines se monte à 20,8 kg par kWh. Ainsi, le rendement calculé de la production d'électricité est d'environ S. A3.4 La consommation annuelle de vapeur pour les opérations de traitement à l'usine d'Ehania se monte à 39.200 tonnes par an. Le passage de cette vapeur dans les turbines à contrepression produit environ 1,9 CGWh/an d'électricité. Sur ce total, environ 1,4 GWh/an sont consommés par l'usine. Le reste, soit 0,5 Gih/an, est consommé pendant les heures de marche de l'usine par le village des travailleurs et les bureaux de l'usine. Il est également possible d'utiliser de petites quantités de vapeur pour des opérations de traitement, sans passer par les turbines à contrepression. A3.5 Sur la base d'une montée de l'enthalpy dans la* chaudière de 2.760 kJ/kg (vapeurs 18 bars, 275 C; eau d'alimentationt S0 'C), et en supposant un rendement thermique de la chaudière égal à 802, la quantitf annuelle de vapeur consommée (39.200 t/an) représente environ 1,35 x 10 - 105 - Annexe 3 Page 2 sur 12 GJ/an à l'entrée,, ous forme d'énergie de la biomasse. Cet apport d'énergie peut être obtenu en utilisant coise combustible environ 672 des fibres et 10% des coques produites annuellement, come c'est le cas actuellement au site d'Bhuaia. Scénario BS Remplacement du carburant diesel DD0 A3.6 Le système à vapeur existant sera utilisé pour fournir l'électricité au village des traïailleurs en dehors des heures de fon: AIBLYSE FI1bCIUR£ E 58L'EUILERIE DIElLIIAA (x 1000 S 1985) AM"il O I 2 3 4-9 10 il 12 13-15 to 8o6,wIo A Coct doln vt. (1.855,0) (190,0> 142,5 Colt 4 1ploltt (263,1) <263,1> (263,1> (263,> (263,1) (263,1) (2653,1) 263,1) So4usoloI B Colt d'Iowt. <2.188,5) 95,0 Colt dexploit. (204,7) <204,7) (204,7i (204,7) <204,7) (204,7) (204,7) (204,7) SbemrIo C CcOt d'Iost. (2.21.,?) 75,0 Cftt depiolt. (419,7) (419,>) <419,7) (419,7) (419,7) (419,7> (419,7) (419,7) Veut de suolus d'iacetrict1 151,5 157,5 157,5 157,5 157,5 157,5 1S7,5 Soisarlo D t CoOt d'lmvoet. (2.519,6> 75,0 Colt de lpitt, (471,0) (471,6,0 (4710> W71,0) (471,0) (471,0> (471,0) (471,0) Vlete du owplu 4'iotlrticîtS 457,5 457,5 457,5 457,5 457,5 457,5 457,5 457,5 CWA-f 1c" dl fffreol lI- S9eulo de b* S/A (333,5> 58,4 #0,4 58,4 #8,4 584 58,4 248,4 58,4 (47,5) C/A (358,1) 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 190,9 0,9 (17,5) 0/A (164,6) 249,6 309,6 249,6 309,6 249,6 249,6 451,6 249,6 (67,5) cmi (24,6) (57,5) (57.5) (57,> < 57.5) (57,5) (57,) <57,5) <57,5) (20,0> 0/S (311,1) 191,2 191,2 191,2 191,2 191,2 191,2 t91,2 191,2 (20,0) A16Mi 1 /A (771,2) 98,4 58,4 58,4 58,4 58,4 50,4 248,4 5»,4 (28,5) O/A ( 1.168,O 249,6 249,6 249,6 249,6 249,6 249,6 439,6 249,6 (52,5) Dis (I»7,3O 191,2 191,2 191,2 191,2 191,2 191,2 191,2 191,2 (24,0) A4 158,1 15B,1 158,1 158,1 158,1 158,1 348,1 158,1 (67,5) Dif <331,1) 99,7 99,7 99,7 99,7 99,7 99,7 99,7 99,7 (20,0) Rigulteot du I lesIs f Inmeofre PFEf PMP2 TRI (%) VAN 110e) Scialeo du bes S/A 37,5 5,7 17 146,3 CIA 2.520,6 407,8 -il (277,8) O/A 10,1 2,7 37 1.136,6 ci (38,5) (0,4) -153 (424,0) >e D/B 132,2 1,7 58 1.017,3 Aiha 1 8/A 45,0 13,2 4 <247,9) D/A 12,1 4,7 20 708,4 Dis §1,8 2,1 48 96,3 Ali» 2 5/A 55,8 8,5 il 13,5 D/A 10,9 2,9 5 1.030,8 Aiha 3 D/A 15,9 4,2 23 530,9 DJ1 25.3 3.3 29 AR Tablea A4M.2: AALYE ECON0INUl OE L'iUILERIE D'EHANIA (x 1000 S 1985) Anés O 1 2 3 4-9 10 il 12 13-15 16 Scénario A Ouf doInvest, <1.747,4) (176,3) 132,2 lout 'loit. <228,2) (226,2) (3,1) (3,1) (23,1) (23,1) (3,1) (6,1) Sc6aso i Ouêt d'éavest. (2.0* 3) 68,2 COdt d1exploit <183,2) (183,2) (183,2) (183,2) (183,2) (103,2) (183,2) (103,2) ScénaIo C Colt d'hnest. (2.079,0) 70,5 Coft d'eploit. (394,6) (946> (3,O> (394,0) (394,1) (394,6) (94,6) (94,6) Vente du surplus dl'électricité 157,5 157,5 157,5 15t7,5 17,5 157,5 157,5 157,5 157,5 Scéoaio D Oo0t do n.vest (2.375,6) 70,5 Coût d'eiploit. (444,1) (441,1) (444,1) (444,1) (444,1) (444,1) (411,1) (444,1) Vente du surplus d'électricité 457,5 457,5 457,5 457,5 457,5 457,5 457,5 457,5 Cash-flows différentiels ScéarIo de bise BVA (299) 43,0 43,0 79,9 79,9 79,9 79,9 256,2 9,9 (44,1) C/A (331,6) (10.9) (10,9) 26,0 26,0 26,0 26,0 203,3 26,0 (61,8) D/A (628,2) 239,7 239,7 276,5 276,5 276,5 276,5 452,8 276,5 (61,8) CmE (32,8) (53,9) (53,9) (53,9) (53,9) (53,9) (53,9) (53,9) (53,9) (17,7) Di 29,3) 196,6 196,6 19,6 196,6 196,6 196,6 196,6 196,6 (17,7) Résultats de I 'aalyse financlére pPil PBP2 TRI (S) VAN (9%) Scénaio de base BVA 47,6 6,9 22 304,5 C/A (190,7) (30,4) 40 (128,S) D/A 9,9 2,6 40 1.2S9,1 C/E (38,6) (0,6) -149 (432,9) ' DAB 12,1 1,7 Se 9S4,7 e Tableau A4.3: ANALYSE FINANCIERE ŒE LA CONSERVERIE DE THON OE LA SCODI (x 1000 S 1985) Années O 1 2 3 4-9 10 il 12 13-15 16 Scénario A CoOt d " nvest. (210,0) Co4t d8explolt. (205,8) (205,8) (205,8) (205,8) (205,8) (205,8) (205,8) (205,8) 0,0 Sonarlo B Coût d'invest. (443,0) CoGt d'exploit. (117:3) (117,3) (117,3) (117,3) (117,3) (117,3) (117,3) (117,3) 0,0 Cash-f tows différentiels Scénario de base B/A (233,0) 88,6 88,6 88,6 88,6 88,6 88,6 88,6 88,6 0,0 Aléas 1 B/A (233,0) 50,0 50,5 50,5 50,5 50,5 50,5 50,5 50,5 0,0 Aléas 2 8/A (233,0) 70,4 70,4 70,4 70,4 70,4 70,4 70,4 70,4 0,0 Résultats de l'analyse financière FiP1 PP2 TRI (%) VAN 10% Scénario de base B/A 5,0 2,6 38 400,6 Aléas 1 B/A 8,8 4,6 20 137,3 Aléas 2 B/A 6,3 3,3 30 274,9 e CD Tableau A4.4: ANALYSE ECONONiQUE OE LA CONSERVERIE DE THON DE LA SCODI (x 1000 S 1985) Années 0 1 2 3 4-9 10 il 12 13-15 16 ScénarIo A Coût d'invest. (198,1) CoOt d'exploit. (193,7) (193,7) (193,7) (193,7) (193,7) (193,7) (193,7) (193,7) 0,0 Scénario B Cout d'nivest. (418,0) Co4t d'exploit. (102,8) (102,8) (102,8) (102,8) (102,8) (102,8) (102,8) (102,8) 0,0 Cash-flous différentiels Scénario de base B/A (219,8) 90,9 90,9 90,9 90,9 90,9 90,9 90,9 90,9 0,0 Résultat de l'analyse économique pWp1 PBP2 TRI (S) VAN 9% Scénarlo de base B/A 4,6 2,4 41 470,6 C0 ~C. - 124 - Annexe S Page 1 sur 9 GROUPE PILOTE A ECHELLE COMMERCIALE POUR UNE SCIERIEs SPECIPICATIONS TECHNIQUES Groupe à vapeur pour les industries du bois semi-intégrées AS.1 Le tableau qui suit porte sur l'usine semi-intégrée de traitement du bois (SIFPCI) située à Vavoua. Les caractéristiques essentielles de cette usine sont données dans le tableau A5.1. Tableau A5.1: CARACTERISTIOUES ESSENTIELLES DE L'USINE SEMl-INTEGlEE DE TRAITEMENT DU BOIS OE VAVOUA Capacit1 180.000 m bois rond/année Quantité de résidus produite: 108.000 /eannée - Sciure et copeaux 21.600 M3/année - Chutes de sciage, dosses et rejets 86.400 3/année Densité moyenne des résidus 650 kg/. Degré d'humidité (humidité relative) 28-45 Teneur moyenne en humidité (tr> 370 Basse valeur thermique 8.860-12.350 kj/kg Basse valeur thermique moyenne 10.600 kj/kg - Jours ouvrables 6»O-760 kW - dimanche 2iW-400 kW Consoamation moyenne de vapeur pour 6 b dc marche jours owvrables 8,5-12,0 t/hr - moyenne 10,0 t/Ar - dimenche (maxima) 8,5 tihr Moyenne 7,5 tAtr Pression de la vapeur 12 bar Considérations sur la conception de base Données climatiques AS.2 Les chiffres présentés ici sont basése sur les hypothèses suivantes concernant le ceimati température moyenne de l'air 26*C - humidité moyenne de l'air 75X La disponibilité en eau, sur place, étant inconnue, on a décidé d'installer un condenseur refroidi à l'air pour êviter d'avoir recours à de l'eau de refroidissement. S'il y a asses d'eau sur place pour le refroidissement, on aumentera l'efficacité globale du système en - 125 - Annexe 5 Page 2 sur 9 installant un condenseur à eau et une tour de refroidissement. En tenant compte des conditions climatiques, les coûts d'investissement d'un tel système seront alors légèrement plus bas. Considérations sur la conception A5.3 La conception d'un système à vapeur en cogénération doit répondre aux conditions suivantes: - Le système doit être en mesure de fournir en tout temps à l'usine l'énergie nécessaire. En divisant la journée en période, on a déterminé des moyennes de consommation d'énergie par période de six heures. Corme la consommation moyenne maximale réelle d'énergie est de 760 kW les jours ouvrables, la puissance réelle en place doit donc être de 1.085 kW environ, en admettant un facteur de cherge de 0,7. - Le système doit être en mesure de fournir la vapeur nécessaire en permanence. Pour faire fonctionner un séchoir à bois, le système doit donc être capable de produire 12 t/h de vapeur (à 12 bars) les jours ouvrables et 8,5 t/h de vapeur (à 12 bars) le dimanche. - Le système ne doit être alimenté que par des résidus de la biomasse, dans l'ordre de préférenne suivants - Sciure et cvpeaux, - Chutes de sciage, dossep et rejets (broyés). Dema,'e additionnelle d'électricité A5.4 La mise sur pied d'un système à vapeur entraîne une augmentation de la consommation d'électricité pour faire marcher les différents appareillages du système. Les besoins additionnels sont les suivants: - broyeuse A marteau 70 kW - trémie d',imentation en combustible 5 kW - extracteur de la trémie 12 kW - bandes transporteuses 5 kW - distributeur de la trémie 30 kW - soufflante d'air de combustion 12 kW - soufflante d'air secondaire 18 kW - soufflante de tirage 44 kW - pompe d'alimentation de la chaudière 25 ki (pour le démarrage seulement) - pompe d'extraction 1,5 ki La demande additionnelle d'électricité varie de 125 a 200 kil selon le fonctionnement de la trémie à bois et de son système d'alimentation. Sa admettant que la broyeuse et le système d'alimentation de la trémie ne - 126 - Annexe 5 Page 3 sur 9 fonctionnera pas le dimanche et que le maximum de consoam_tion a'âlectric;té de l'usine ne co6ncidera pas avec le maximum de conso_mation additionnelle d'énergie, la consomfation moyenne générale sera det - jours ouvrables 760 à 920 kW - dimanche 320 à S20 ke En prenant de nouveau 70N comae facteur de charge, la puissance réelle du systèm de la turbine à vapeur devra s'élever à 1.300 kW. Conception A5.5 Un système a été conçu pour répondre à ces ezigences. Son principe est celui d'une turbine à contrepression et d'une turbine à condensation installées en série. Après la turbine à contrepression, une partie de la vapeur produite sert aux usages de l'usine et l'autre partie est utilisée pour la turbine à condensation. Les données techniques se trouvent dans le tableau *5.2. Tableau A5.2s CARAERISTIOES DU SYSTEIE FOIMISSANT LELECTRiCITE ET LA VAPEUR A L'USINE E TMITEIENT OU tOIS OE VAVOUA Turbine à contrapreasion - Puissanc maximle fournie (kW) 6S0 - Admission Consstion maximale de vapeur (tA) 17,7 Pression (absolue en bers) 26 Température <'C) 420' - Sortie Production meximale de veaeur (t/) 1O,7 Pression (absolue en bers) 12 Température (OC) 329' - Taux de vaporisation (b9g vapeur/kwh) 27,2 Consoeation de vaeur - Vapeur (t/h) 12,0 - Prochauffag de l'eau d'elmstation (t/h) 1,0 - 26.e turbine (t/b) 4,7 Turbine à oongensation - Puissence maximale fournie (kw) 650 - Admlsslon Consommtion maxlmale de vapeur (t/b> 4,7 Pression (absolue en bers) 12 Température (OC) 60' - Toux de vaporisation (kg vapeur/kwh) 7,2 Chaudière alImentée au boIs - Prodution maximale de vapeur (t/h) 1?,7 - Psslon (absolue n bars> 2t - Température de la vapur ('C) 4250 - Temp6ratwoe de I 'eau d'i1 Imentito. (O'C) 100* - 127 - Annexe 5 Page 4 sur 9 Consommation de combustible A5.6 La consommation maximale de résidus du bois du système décrit ci-dessus est de 45.970 t. par an. La production totale de sciure et de copeaux atteignant environ 14.000 t/an, il faudra utiliser environ 31.900 t/an de résidus en morceaux. Il faudra donc installer une broyeuse à marteaux pouvrant traiter 31.900 t/an. La production totale de résidus, à Vavoua, représentant environ 70.200 tian, le système envisagé utilisera à peu près 65 du total. Le reste pourra servir à d'autres usages, la production de charbon de bois par exemple. Description du système A5.7 La figure 5.1 présente un schéma simplifié de l'installation envisagée. Au fur et à mesure de leur formation, les chutes de sciage, les dosses et les rejets sont rassemblés en divers endroits de l'usine, puis sont amenés par bulldozer jusqu'à la bande transporteuse de la trémie d'alimentation. La broyeuse fonctionne pendant deux périodes <6 h x 2 12 h/j) et transforme les résidus en bûchettes d'un ca'ibre précisé ci-dessous. A partir de la broyeuse, les bûchettes sont amenées au silo à combustible par une bande transporteuse en plein air. On peut aussi amener de la même manière de la sciure et des copeaux afin que le silo reçoive un mélange de sciure et de copeaux. Le silo est muni d'un système d'extraction à vis sans fin (voir figure 5.1) ijui apporte au fourneau de la chaudière, la quantité nécessaire de combustible. Le fourneau est alimenté par le dessous, à l'aide de la vis sans f n (voir figure 5.2). Par rapport au groupe diesel déjà en place, la main-d'oeuvre supplémentaire nécessaire pour transporter le combustible, faire fonctionner le système de calibrage du bois et le système de combustion, est évaluée à environ 8 hommes/années d'ouvrier non spécialisé. La chaudière fournit la vapeur à la turbine à contrepression. La vapeur nortie de la turoine à contrepression se répartit en vapeur destinée à la fabrication du contre-plaqué et du placage, et en vapeur utilisée par la turbine à condensation. L'eau condensée est réutilisée par la chaudière. Les pertes en eau sont compensées par l'usine de traitement d'eau Consommation de résidus - Production maximale de vapeur 17,7 t/h (27 bars; 425°) - Rendement de la chaudière 80X - BYT moyenne des résidus 10,6 MJ En se basant sur une augmentation de l'enthalpie vapeur/eau de la chaudière de 2.882 kJ/kg, la consommation maximale s'élève à: 17,7 x 1.000 x 2.882/0,8/10.600 - 6.015 kg/h. La consommation annuelle de résidus est donnée par les calculs suivantsS - 128 - Annexe S Page S sur 9 - Consommation annuelle d'énergie électriques 6,7 z (36S x 24 x 840) + 1/7 x (365 x 24 x 420) - 6.832.800 kWhlan - Consommation annuelle de vapeur industrielles 6/7 x (365 x 24 x 10) + 1/7 x (365 a 24 x 7,5) - 84.470 t/an - Masse de résidus nécessaire pour produire cette quantité de vapeurs 84.470 a 2,882 / 0,8 / 10.600 * 28.710 t/an - Inergie tirée de la turbine à contrepression marchant uniquement à la vapeur industrielles (84.470 1 11,7) x 650 - 3.102.000 kWhlan - A produire par les turbines à contrepression et à condensations 6.832,800 - 3.102.000 - 3.730.800 kWh/an - Ce qui correspond t (3.730.800/1.300) s 17,7 ' 50.800 t/an (vapeur) - Résidus nécessaires pour produire cette quantité de vapeur: (50.800 x 2,882) I 0,8 I 10.600 a 17.260 t/an - Consommation totale de résidus: 28.710 + 17.260 - 45.970 t/an A l'heure actuelle, le système de chaudiére 'oduisart de la vapeur (12 bars, 329°C, différence d'enthalpie 2.693 kâ. g) consome mnnuellemeut la quantité suivante de résidus du boist 617 z (365 a 24 x 10 x 2.693) I 0,8 1 10.600 + 1/7 a (365 x 24 x 7,5 * 2.693) 1 0,8 I 10.600 - 26.800 t/an A5.8 Spécifications de l'équipement (a) Préparation et manutention des résidus du bois (i) lande transporteuse pour acheminer les gros résidus vers la broyeuse: - capacité 9,5 t/h (iH) Broyeuse A marteaux: - capacité 9,2 t/h Dimensions du produit: - longueur 5 à 6 cm - largeurl A 2 cm - épaisseur *I,S cm (iii) lande transporteuse acheminant les déchet. broyés, la sciure et les copeaux, vers le silo$ - capacité 9,5 t/h - 129 - Annexe 5 Page 6 sur 9 (iv) 8110 à combustiblet - capacité 44 stockage 48 h - densité apparente du combustible 0,4 - volume 780 m - diamètre 8,25 m - hauteur 14,5 a (v) Capacité du système d'extraction i vis sani fin du combustible du silo et du systèm, d'alimentation du fourneaus 6,5 t/h (b) Chaudière et accessoires (i) Capacité du fourneau alimentée par vis sans fin par le dessous 6,1 t/h (ii) Chaudière à tubulures, avec surchauffe, réchauffeur d'air, économiseur# soufflante d'air primaire, soufflante d'air secondaire, soufflante du gas de combustion, garniture réfractaire, contrble de la pression dans la chambre de combustion, contrôle du niveau de l'eau, contrôle de la pression de la vapeur, tout l'appareillage ancessaire pour mesurer 1l température et la pression, t su les dipositifs de sécurité nécessaires, plate-forme d'entretien et cheminée en acier. - Pression maximum 35 bars - Presion dans la chmbre supérieure 29 bars - Sortie de la chaudière 27 bars - Température de la vapeur surchauffée 425C - Temorature de l'eau d'alimentation de la ehaudière 0OS5 - Capacité maximale 17,7 t/h - Consomution maximale de combustible ligneux st9 t/b (BVT$ 10,6 MJ) - Do0 - Page 7 sur 9 p - 30 bm t - 420oC * - 17,7 tJh 6 6kW kW a - 120.Ch FJT-lOO-C " _ ,0 thb -R6emass de à SOu VUm 1e2 1' Ju d' tugbo- de «ore 5.2 _ a~~~~~~~~~b Oia"iUgoltounisus 134 - 131 - Annexe 5 Page 8 sur 9 A5.9 Production d'énergie (a) Turbine à contrepression, avec contrôle de vitesse - Admission: - débit de vapeur s 17,7 t/h - pression : Z6 bars - température : 4200C - Sortie: - débit de vapeu.r s 7,7 t/h - pression : 12 bars - température : 3290C - Nombrr d'étages : l - Vitesse de la turbine s 21.000 t/mn - Vitesse du générateur : 1.500 t/mn - Puissance maximale s 650 t/mn - Tension : 00 V - Fréquence s 50 Hz (b) Turbine de condensation avec contr8le de la vitesse - Admission - débit de vapeur s 4,7 t/h - pression s 12 bars - température s 29"C - Sortie - débit de vapeur : 4,7 t/h - pression s 0,2 bar - température . 60 C - Nombre d'étages s 3 - Vitesse de la turbine s 14.000 t/mn - Vitesse du générateur z 1.500 t/mn - Puissance maximale s 650 kW - Tension z 400 V - Fréquence s Se Hz (c) Condenseur - Capacité de condensation s 4,7 t/h - Pression s 0,2 bar - Température : 60"C A5.10 Système de vapeur deau - Pompe d'extraction de l'eau de condensation - Pompe électrique d'alimentation en eau - Pompe d'alimentation en eau du turbogénérateur - Installation de traitement de l'eau - installation de déminéralisation - 132 - Annexe 5 Page 9 sur 9 - installation de traitement chimique - capacité s 12 .3/h - Raccords de tuyaux - Vannes - Calorifugeage A5.11 Electricité (a) Tableau de contr8le de la turbine (b) Tableau de distribution, composants électriques et isolant AS.12 Divers (a) Pièces de rechange (b) Outils spéciaux (c) Appareils de megure 5d) Iltiment (S00 m) Consommation d'énergie de Vavoua Tableau ASJ: CONOATICN DIELECTRICITE ŒE L'USINE DE TMITENT DU DOIS OE VAVOUA Trel+tet Crope de production du bols Electriolté/vapeur P6rlode (kW> (kW) Lundi à vendredl - 0 6à 640 120 -6i 12h 720 200 - 12 à 18 h 700 200 - 18 à 24 h 760 120 Slmd -0 6h d00 120 -6 12 h 680 200 -12 à 18 600 200 -18 24 h 560 120 Dimlche - O à O h 400 120 - 6 à 12 h 30 120 - 12 à 18 h 200 120 - 18 à 24 h 300 120 - 133 - Annexe 6 Page 1 sur 6 PROJET PILOT8 DE TRAITEMENT DU BOISs COUT ET MARGES BRUTES D'AUTOPINANCEMENT Coût (dollars) 1. TEAITEKENT ET MANUTENTION DES DECHET8 DU BOIS - Bande transporteuse - Broyeuse à marteaux - Bande transporteuse - Trémie en acier - Système d'extraction de la trémie - Système d'alimentation du fourneau à vis sans fin Sous-total 198.000 2. CHAUDIERE ET ACCESSOIRES - Brûleur à alimentation à vis sans fin par le dessous 141.000 - Chaudière comprenant - système de surchauffe - réchauffeur d'air - économiseur - mesure de la température - contr8le du niveau d'eau - contrôle de la pression de la vapeur - dispositifs de sécurité - garniture réfractaire - plateforme d'entretien Sous-total 372.000 - soufflante d'air primaire Sous-total 21.000 - soufflante d'air secondaire - soufflante du gaz de combustion - chambre de combustion à pression contrôlée - cheminée d'acier Sous-total 52.000 3. PRODUCTION D'ELECTRICITE Turbines (comprenant l'installation) - Condenseur d'air (comprenant l'installation Sous-total 414.000 4. CIRCUIT DE VAPEUR D'EAU - Pompe d'extraction de l'eau de condensation - Pompe électrique d'alimentation - Pompe d'alimentation du turbogénérateur Sous-total 67.000 - 134 - Annexe 6 Page 2 sur 6 - Installation de traitement d'eau 63.000 - Raccords de tuyaux - Calorifugeage - Vannes Sous-total 59 9000 5. ELECTRICITE - Tableau de commande de la turbine 22.000 - Tableau de distribution, fournitures électriques et isolant 40.000 6. DIVERS - Pièces de rechange 66.000 - Outils spéciaux 17.000 - Appareils de meuure 4.000 - BAtiment (500 m' à 250 dollars) *125.000 7* INSTALLATION - Tuyauterie et calorifugeage il .000 *11.000 - Surveillance 74.000 8. TRANSPORT, TAXES ET ASSURANCE - Europe - Abidjan 97.000 - Abidjan - Vavoua 15.000 - Douanes (6X) 92.000 - Assurance (0,75S) 11.500 TOTAL -ENERAL 1.972.500 donts Devises: 1.729.500 dollars Monnaie nationales 243.000 dollars * coût en monnaie nationale - 135 - Annexe 6 Page 3 sur 6 Coûts d'investissement des installations suivantes$ Groupe à turbine à vapeur à condensation de 275 kW; Groupe à gazogène à tirage par le haut, alimenté au boit de 275 kW; Groupe diesel de 250 Kv A. Groupe à turbine à vapeur (275 kW) Coût en dollars Ai. Coût de l'équipement départ usine 430.000 - préparation du bois et alimentation automatique - chaudière et accessoires - circuit eau/vapeur (comprenant le traitement de l'eau) - turbine et générateur - tableau de distribution - pièces de rechange, outils, etc. A2. Infrastructure 31.000 - bâtiments - eau A3. Installation (50 Z de l'investissement initial) 62.720 - tr»asport installation taxes - assurance Total 524.000 S. Croupe à gazogène à tirage par le haut (27S kv) 202.000 B1. Coût de l'équipement gazogène départ usine - préparation du bois et alimentation automatique - gazogène - enlèvement de la cendre - purification et refroidissement du 8as - ventilateur de démarrage B2. Coût du groupe électrogène départ usine 100.000 - moteur à gaz - génératrice - tableau de distribution 83. Infrastructure 79.000 - bâtiments - installation de traitement de l'eau de condensation - 136 - Annexe 6 Page 4 our 6 B4. Installation (50Z de l'investissemnt initial) 53.200 - transport - installation - taxes - assurance Total 434.220 C. Groupe diesel (2S0 kv) Cl. Ce4t du groupe diesel départ usine 71.000 - groupe électrogène - tableau de distribution - pièces de rechange, outils, etc. C2. Infrastructure 22.000 - bAtiments - réserve d'eau etc. C3. Installation (502 de l'investissemnt initial) 6.000 - transport - installation - taxes - assurance Total 99.000 Tbloe 4.lt 1T< 09AIWIOPUWCmBf Y _SOUt IS O15IUATNLLAIBlS 0< tlE M PMl nom"T A LA teints SS-SNaIUM 0< WAvm 1Kx ONhfT ce Umm 1905 tI elliItm de h llars _ O 1 2 3 4 S 6 7 S 9 IO il 12 13 14 15W Il CM dolmatio1m_t - - - - - - 3-S,0 - - - (288 ) m Cdat de'.ltstlS - 070,6 670.6 .70,S - O lofa ovlud. C*O dlSnmt"ss.t Odt d'.sS.t.tSt - 101,1 181,1 18111 - utS frosf,., s -1972" i,s oss,s 065, 16,195s I 0.s ,s 0s 085,9 -218,8 difffru.tlet Sos -2367,0 119,5 019,5 M00,5 10745 , 0 9,5 065,95 6U.2 -M', Camel lotise os sImc2 d-Iu 0461@tU -S0n - 90,1 00,1 903RIQ,1 78 ms , SI "tl Stcs osolo ne un bvtmlXt - , 151" CdaSS a I_- _t 238,0 - --- - - - - - - - - W Cdlu d'sslolta2l7 210,4 210,4 21u,4 - dI$ffrotI.S -2367,0 732,7 732,7 732,7 tl94,7 732,7 7n2,7 732,7 -346,5 ° Tableau A6.2: MARGES RUTES D'AUTOfINANENT ANNUELL£S DES INSTALLATIONS OE RECHANGE ENVISAGEES, PAR RAPORT A LA SCIERIE DE SINFRA AUX PRIX CONSTANTS FIN 1985 ten millIem de dollars) Ahu O t 2 3 4 5 6 7 8 9 10 il 12 13 Groupe diesel on plaoe Colts d'ilovtsesei 99,0 - - - - - - - 99,0 - - - - (49,5) b/ Colis d'apioltatlon - 99,5 99,5 99,5 Groupe à vaeeur Colts d'laestissment 524,0 - - - - - - - - - - - - Cotis d'exploitation - 34,6 34,6 34,6 - irge brute d'autc lnecmt dlff&enti lels -524,0 64,0 64,9 64,9 163,9 64,9 64,9 64,9 -49,5 Groupe A «uo Colts d'Inswstlsse.et 434,2 - - - _ - - 434,2 - - - <217,1> b Colts d'eoooltatlon - 38,1 38,1 38,1 - I Vrqes brutes d'autof t _mogut difffrentle les -434,2 61,4 61,4 61,4 -273,8 61,4 61,4 61,4 167,6 Sitution I ey nerge brutes d'autd Inam.ot diffdretlel les Grouse l vaur -320,2 64,9 64,9 64,9 163,9 64,9 64,9 64,9 64,9 -49,5 Groupe de gz61fication -248,4 61,4 61,4 61,4 -187,0 61.4 61,4 61,4 61,4 124,2 Situation 203 Nergs btue N d 'utoe I nanomt dift f&ntl le. . Grouoe à vur .-524,0 79,6 79,6 178,6 79,6 79,6 79,6 -42,5 Groe de gaif kcation -434,2 76,1 76,1 -259,1 76,1 76,1 76,1 167,6 q DolSi&re anode du projet. âr valeur riduei se. _q et. Tableau 1.4 pour la descrition des situatlons. - 139 - Annexe 7 Page 1 sur 6 PROJET PILOTE DU CAPEs SPECIFICATIONS TECHNIQUES Remarques Cenerales Manutention des coques A7.1 Le taux maximum et le taux moyen de production des résidus sont respectivement de 18 et 15,3 t/h. Dans tous les scénarios, une grande partie des coques doit être manipulée en vue de l'incinération ou du stockage. Dans les scénarios B et C seulement, une petite partie des coques est amenée directement au fourneau de la chaudière. En conséquence, les équipements de manutention des résidus sont presque les mêmes pour les trois scénarios. Contrairement au scénario A, les coques doivent être manipulées pendant toute l'année dans les scénarios B et C. En conséquence, les coûts de main-d'oeuvre et d'entretien sont plus élevés dans ces deux derniers scénarios. A7.2 Dans le cas des scénarios B et C, les coques sont stockées en tas de 5 x 10 x 100 m, à l'aide d'une pelle mécanique. Pour les besoins du service, il y a un espace l'bre de 5 x 100 m entre chaque tas. Le volume stocké est égal à 2.500 m , soit 435 t par tas. Valeurs standard des paramètres A7.3 Le tableau A7.1 donne la liste des valeurs standard utilisées dans les trois scénarios. Dans tous les scénarios, on suppose qu'il existe un second système pour fournir de l'électricité de secours, et que ce système fournit 5X du total de l'électricité consommée. Scenario A A7.4 Le scénario A correspond à la situation actuelle, dans laquelle la décortiquerie de café d'Aboisso achète principalement son éLectricité au réseau. Des groupes électrogènes diesel fournissent l'électrici.té de secours. Equipement installé A7.5 A l'heure actuelle, l'électricité de secours est fournie par deux groupes électrogènes diesel à deux temps et les ressources en eau disponibles sur place n'étant pas connues, il a été décidé d'utiliser un condenseur à refroidissement par air, de façon à ne pas dépendre d'une alimentation en eau de refroidissemw"t. Dans le cas oÙ il y aurait de l'eau de refroidissement sur place, un plan comprenant un condenseur d'eau et une tour de refroidissement permettrait d'obtenir un rendement supérieur de l'ensemble du système. En outre, en tenant compte des conditions climatiques, les couts d'investissement de ce genre d'installation seraient légèrement inférieurs. - 140 - Page 2 sur 6 Tableu A7.1s VALEURS OES PRMUETS STANOW POUR LES DIFFERNTS SENARIOS DE PRODUCTION D'ENEMIE A PARTIR OES COUES OE CAFE POUR LA OEEORIQUERIE CE CAFE D'OAOISSM Paramtres Scénarlos A a C Puissance instollée @ *10e 810V Capacfté (kll) 4d 45<250)r 745r 7435250)9 Eloctricité fournie par I'EECI (06k/an)* 1,55 0,081 0,081 Production d'électricit6 (MB/aon) 0,081 1,68 6,38 Consomation Interne d'électricit6 (Eh/an> - Troltmetnt du café 0,677 0,6Jt 0,677 - Consc,ation supplémentaire O,'" O,9 O,9 - Fonctionnement du groupe 0 0,134 0,510 Surplus d'électricité («M/s>n) 0 0 4,32 Consoasotion de carburent DOO (I/hn) - Groupes diesel (ce cours seulement)> 26.036 0 0 Consocm.tion de résidus (t/sn) O 5.255 16.400 quentité Mx. de oques stockées (t) O 3.790 12.948 quantité de oques incinérés (t/an) 16.400 11.145 O Surfoae pour l'incinération 2) 10.000 lO.OOD O Surface pour l stockoae <2) 13.722 46j.00 Main-d'oeuvre pour la msi puition des coquas boes/hn) - Sumi-spécIaIlse" 0,75 1,5 1,S - Non spécialisée 1,5 3 5 Mai n-d'oeuvre pour le group électrogène (choies/n) - spécialio O 1 1 - sami-spéclallse 0 2 - non spéiellsée O 3 3 Conso ation d'eu (106) I/an) 0 2,10 7,98 Produits chimlques (dollors/s) O 3.150 11.970 Entretien et réparabti du groupe (Ode l'lnvsstissemsnt Initial/m>) 6 4 4 Entretien et réparation du atériel de omutition des coques 1 4 4 (Ode I'iavsstisaeamnt Initial/an) dt groupe diesel r: raccordement au réseau vs groupe à vapeur *s en supposnt un toux d'utillation du groupe de secours de 5S - 141 - Annexe 7 Page 3 sur 6 A7.6 Une bande transporteuse amène tous les résidus du café sur l'aire d'incinération. Sa capacité est de 18 t/h. Presque tous les résidus sont incinirés. La surface nécessaire pour l'incinération est estimée à 10.000 m . Les équipements nécessaires comportent une bande transporteuse et une pelle m6canique. Incinération des coques A7.7 Pour établir les coûts de la main-d'oeuvre nécessaire à l'incinération, on a supposé que l'usine fonctionne pendant trois mois avec trois équipes. Chaque équipe se compose d'un conducteur de pelle (maind'oeuvre semi-spécialisée) et de deux manoeuvres non spécialisées. Scenarios a A7.8 Dans le scénario 8, la décortiquerie d'Aboisso devient indépendante de l'HECI. Le raccordement au réseau est maintenu come moyen de secours. Les groupes électrogènes diesel sont vendus ou offerts aux autres usines UNICAPE. Les séchoirs alimentés au carburant diesel DD0 sont adaptés de façon à utiliser la chaleur en excédent produite par la chaudière à vapeur. Equipement installé A7.9 Une turbine A vapeur ayant une capacité maximum de 745 KW est installée. Si l'on estim que la consouation d'électricité de la génératrice est de 82, la puissance de la génératrice à installer doit être de 810 kW. En dehors de la campagne, la génératrice doit fournir une puissance nette maximum de 24S kW, avec une pufssance moyenne de 140 kW. A7.10 Les rendements pendant la campagne et en dehors de la campagne diffèrent puisque, la chaudière à vapeur ne fonctionne pas à sa capacité nominale en dehors de la campagne. Les rendements de l'ensemble sont estimés respectivement à 0,10 et OtO7. A7.11 En dehors de la campagne, un silo à combustible permet d'éviter d'avoir à amoner les coques continuellement a'x groupes électrogènes pendant 16 heures par jour, ce qui élimine deux équipes de manutention sur l'aire de stockage. Sur la base dtune alimentation maximum en combustible en dehors de la campagne (0,757 t/hX cf. par. 2.13)1, la capacité du silo doij étre de 12 tonnes, soit 70 m' pour une densité en vrac de 0,179 t/m'. Le silo est équipé d'un extracteur automatique (trémie). A7.12 Le silo à combustible est alimenté directement par une bande transporteuse partant de la d6cortiquerie. Une autre bande transporteuse amène la plus grande partie des résidus du café sur l'aire d'incinération et de stockage. La bande transporteuse du silo doit avoir une capacité - 142 - Annexe 7 Page 4 sur 6 suffisante pour constituer un stock-tampon de combustible, en même temps que pour alimenter le fourneau. Sur la base de la consommation maximum de combustible, les capacités de la bande transporteuse d'alimentation du silo et de la bande transporteuse de l'aire de stockage et d'incinération doivent ètre respectivement de 2,27 et 16,3 t/h (cf. également les par. 3.14 et 3.15). Fonctionnement A7.13 Pendant la campagne, la chaudière à vapeur fonctionne à sa capacité nominale. Le rendement d'ensemble estimé est de 0,10. En prenant la basse valeur thermique de 16,64 MJ/kg pour les coques, le taux d'alimentation maximum en combustible serait de 1,75 t/h. Le taux moyen serait de 1,49 t/h. En dehors de la campagne, avec un rendement réduit à 0,07, le taux d'alimentation en combustible varierait de 0,433 t/h (en moyenne) à 0,757 t/h (au maximum). A7.14 En prenant un taux maximum de production des coques de 18,0 t/h, les tonnages à amener sur l'aire d'incinération et de stockage seraient de 13,8 t/h en moyenne et de 16,3 t/h au maimum. A7.15 En dehors de la campagne, le sens de la marche de la bande transporteuse serait inversé de façon à ce que les quantités nécessaires de combustible soient amenées de l'aire d'incinération et de stockage à la chaudière à vapeur. Une seule équipe de 8 heures étant suffisante pour transporter le combustible nécessaire au fonctionnement de la chaudière pendant 24 h, le taux de transport des coques est de 2,27 t/h. Stockage et incinération des coques A7.16 Les quantités estimées de coques stockées sont les suivantes: en dehors de la campagne, le taux de production d'électricité de la génératrice est réduit substantiellement. Le rendement d'ensemble pendant cette période est estimé à 0,07. L'électricité à produire doit correspondre à la consommation de l'usine (- 5X fournis en secours par le réseau), plus 8X pour le fonctionnement du groupe électrogène lui-même. Ceci exige la fourniture de 3.032 tonnes de coques fraiches comme combustible. En tenant compte de la détérioration qui intervient pendant le stockage, la quantité de coques de café effectivement disponible n'est égale qu'à 80 X de la quantité d'origine, et il faut donc stocker 3.790 tonnes de coques. A7.17 Le stockage des coques ne doit pas commencer trop tôt pendant la campagne de façon à ce que la détérioration qui intervient pendant le stockage soit maintenue à un minimum. La quantité dê coques à stocker peut ètre produite en 250 heures (au taux de production moyen) et, en conséquence, il suffit de constituer le stock pendant les dernières semaines de la campagne. A7.18 La quantité de coques à incinérer est estimée à partir du niveau de production ferme des résidus, de l'électricité produite pendant - 143 - Annexe 7 Page 5 sur 6 la campagne (0,677 CW moins 5Z d'électricité de secours fournis par le réseau), et de la quantité de coques stockée en vue de l'utilisation en dehors de la campagne. La quantité de coques utilisée comme combustible pendant la campagne est de 1.465 tonnes. La quantité à incinérer est donc de 11.145 tonnes au total. A7.19 Les équipements nécessaires au stockage des coques et la maind'oeuvre pour le stockage et l'incinération pendant la campagne sont les m&mes que dans le cas du scénario A. En dehors de la campagne (9 mois), il faut un ouvrier semi-spécialisé (conducteur de pelle) et deux manoeuvres non spécialisés (en une seule équipe) pour le transport des coques de l'aire de stockage jusqu'à la chaudière à vapeur. Scenario C A7.20 Dans le scénario C, tous les résidus du café disponibles sont convertis en électricité et en chaleur pour les opérations de traitement. Le surplus d'électricité est vendu au réseau. Le réseau sert aussi à fournir l'électricité de secours. Les groupes électrogènes diesel sont vendus ou offerts aux autres usines UN C'AFE. Les séchoirs fonctionnant avec du carburant diesel DDO sont adaptés en vue d'utiliser la chaleur perdue de la chaudière à vapeur. équipement installé A7.21 Comme dans le scénario B, une turbine à vapeur ayant une capacité maximum nette de 745 kW (capacité brute de 810 kW) est Installée. Le taux de production d'électricité a été établi en supposant que tout le contenu énergétique des résidus pouvant être utilisés comme combustible est disponible pour produire de l'électricité, en tenant compte cependant de la détérioration qui intervient pendant le stockage en dehors de la campagne et ramène à 80 des chiffres d'origine, l'énergie disponible pour produire de l'électricité. A7.22 En dehors de la campagne, comme dans le scénario 8, un silo à combustible évite d'avoir à amtner les coques à la chaudière pendant 16h/jour, et permet ainsi de supprimer deux équipes de manipulation des coques sur l'aire de stockage. Sur la base du taux d'alimentation maximum en combustible (cf. 3.25), la capacité correspondante du silo doit être nettement plus gra qje que dans le cas du scénario B : avec une drnsité en vrac de 0,179 t/m , il faudra une capacité de 28 t, soit 161 m . Le silo est équipé d'un extracteur automatique (trémie). A7.23 Le silo à combustible est alimenté directement par une bande transporteuse venant de la décortiquerie. Une autre bande transporteuse amène la plus grande partie des résidus de café sur l'aire de stockage. Les capacités des bandes transporteuses diffèrent légèrement de celles prévues dans le scénario B. Sur la base d'un taux d'alimentation en combustible de 1,75 t/h et d'un taux de production maximum des coques de - 144 - Annexe 7 Page 6 uir 6 18t/h, les capacités de la bande transporteuse d'alimentation du silo et de la bande transporteuse de l'aire de stockge et d'incinération mont respectivement de 5,25 et 16,3 t/h. La bande transporteuse d'alimentation du silo doit être capable de créer le etock-tampon en plus d'amener le combustible nécessaire à la marche du fourneau. Fonctionnement A7.24 Cet ensemble de production d'électricité fonctionne continuellement à sa capacité maximum (7.880 h/an), sauf pendant les périodes d'indisponibilité pour entretien, estimées à 10 X. Le taux d'alimentation en combustible est de 1,17 tonnes de coques par heure. A7.2S ln prenant un taux mximum de production des coques de 18,0 t/h, les tonnages à amener sur l'aire de stockage seraient de 13,8 t/h en moyenne et de 16,3 t/h au maximum. On dehors de la campagne, le sens de la marche de la bande transporteubs serait inversé de façon à trasporter les qumatités nécessaires de combuctible et, en omme temps, constituer un stocktampon dans le silo, le taux de transport entre l'aire de stockage et le silo doit être de 5,25 t/h. Stockage des coques A7.26 La main-d'oeuvre nécessaire pour la mautention des coques est la ime que dans le cas du scenrio B. A la fin de la campagne, la quantité de coques stockée se monte à 12.948 tonnes. Ce chiffre est basé sur le niveau de production annuel ferme des résidus et our la durée estimée de la campagne (3 mois). Pendant ces trois mois, le groupe électrogène fonctionne pendant 1.970 heures à une puissance de 810 kW, et consomme donc 3.452 tones de coques de café. - 145 - Annexe 8 Page l sur 3 PROJET PIWU DES BESIDUS DE CAPEs COUTS ET CASH-PLOVS A8.1 Les tableaux qui suiwent résument les coûts d'investissement dans le cas des différents scénarios considérés. Les coûts d'investissemnt sont annualisés en supposant un taux d'actualisation de 10 Z par an. Toblau A8.1 COS DINVESTISSENENT DU SCENARIO A CoU d'I|tnvestss_nt Coat onnsal lsé de I Invest. Idol lors) Dure (dol lars/on) tbn. de vie mn. Articles nets Devises Tota1 (années> net, Devises Total Oope diesel: - Coupe 6lectro. 2 tps diesel (d6pert usine) - Tableu de distribution Idéat usine) - Pir esa dta o outils (délpt usne) 0 200.000 200.000 30 0 21*216 21.216 Articles non copris: I stallatio (fret, tae surantce) 15.000 9J000 24.000 30 1.591 95S 2.546 - Infrtructure (bitimnlts, eeu , et)0 22.000 0 30 2.334 0 2.334 8ous-4t&l 37.000 209*000 246.000 3.925 22.171 26.P%I Nonutotion du coques: - mopes trsotuses O 30.000 30.000 10 0 4.82 4.882 - Une pelle motorlsle O 30.000 30.000 10 0 4*882 4*882 - Installetlos, fret, taxes, assuranoe 6.600 102.450 49.050 10 1.074 16.673 17.747 Sous-total 6.600 102.450 109.050 1.074 16.673 17*747 Coêt total U43600 311.450 322.050 4.999 38,844 43.843 Tableau A8.2: COUTS D'INVESTISSEIENT DU SCENARIO B CoOt d'investissement Cout annualisé de (dollars) Durée l lavest. s à vapeur: - Caud lrefourneau - Systt. d'alimoetation - Cheminée - Ventilateur de tiroge - Moteur à vapeur/g6nératrice - Tableau de distribution 0 660.0D0 !S 660.000 a/ 15 0 86.773 a/ 86.773 a/ (1.500.000 1.500.000) Êi (197.211) bi (197.211) b/ Articles non compris: - Bêtiments, y compris les semlles et chinis de support (3C0 *e à 25 4M) 75.000 0 75.000 15 9.861 0 9.861 - Pièces de rechange, outils, apparells de mesure 0 54.000 54.000 15 0 7.100 7.100 - Installation, fret, txes, 50.000 a/ 110.000 a/ 160.000 a/ 15 6.574 a/ 14.462 a/ 21.036 a/ assurance, supervision (105.000) b/ (112.000) b/ (217.000) b/ (13.J05) a/ (14.725) b/ (28.530) b/ Manutention des coques - Silo et trémie (75 m) 3.800 1.000 4.800 10 618 163 781 - Bandes transporteuses (Jusqu'au silo) 8.000 8.000 10 0 1.302 1.302 - Bandes transporteuses Jusqu'à l'aire de stockage ou d'incinération) 0 30.000 30.000 10 0 4.882 4.882 - Une pelle mécanisée 0 30.000 30.000 10 0 4.882 4.882 - Installation (fret, *axes, assurance) 6.950 46.000 52.950 10 1.131 7.486 8.617 CoOt total 135.750 a/ 939.000 !/ 1.074.750 a/ 18.184 a/ 127.050 a/ 145.234 a/ M (190.750 1.781.000 1.971.750) b/ (25.415 237.751 263.166) Èi oo a/ Foyer volcan. h/ Systéme gazogéne-cowmbstion. Tableau A8,3: COUTS D'INVESTISSMENTS DU SCENARIO C Co4t d' investissement Coût annuel i,. de (dollars) Durée l'invest. (S/6n) Non, de vie Mon. Articles nat. Devises Total 7.070 1.000 8.070 10 1.151 163 1.314 - Bandes transporteuses 8.000 8.000 10 0 1.302 1.302 (Jusqu'au silo) - Bandes transporteuses 0 30.000 30.000 10 0 4.882 4.882 Jusqu'à l'aire de stoioage ou d'incinération) - Une Pielle micanisée 0 30.000 30.000 10 0 4.882 4.882 - Installation (fret, taxes, * o assurance) 6.950 46.000 52.950 10 1.131 7.486 8.617 Co3t total 139.020 a/ 989.000 a/ 1.128.020 a/ 18.717 a/ 133.624 a/ 152.341 a/ 197.020 b/ 1.831.X00 2.028.020 bf 26.342 b/ 244.325 b/ 270.667 b/ a/ Foyer volcan. b/ Système gazogène - combustion. - 148 - Annexe 9 Page 1 sur 2 BIBLIOGRAPHIE Références concernant l'extraction de 14huile de palme, le décorticage du riz et le traitement du bois 1. Ivorv Coast: Issues and Options in the Energy Sector, (Côte âtIvoire: Problèmes et solutions dans le secteur de 1énergie), rapport n' 5250-IVC/Banque mondiale, avril 1985. 2. Valorisation des résidus végétaux dans les pars du conseil de l'entente, fascicule ne 3, Abidjan 1981. 3. Côte d'Ivoire, Fifth Oil Palm Development Project, (Cinquième projet de palmier à huile), rapport d'évaluation, no 5521-EVC, Banque mondiale 1985. 4. J.J. Olie, T.D. Tjeng. The Extraction of Palm Oil, (L'extraction de l'huile de palme), Stork Amsterdam, International Report. 5. T.D. Tjeng, J.J. Olie. Palm Oil Mill Process Description, Planter 54, 527-556, 1978. 6. T.D. Tjeng, J.J. Olie. Some Notes on the Various Aspects Covernini the Choice of an Industrial Palm 011 Nill for a Large Oil Palm Plantation, Stork Amsterdam, Internal Report. 7. J.A.K. Loudon. Review of 0il Mills Enaineerins Aspects of the Ivory Coast Palm Industry Oil Palm Project, 1984. 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Pt3uRAn5 D'ASSIS%ACE à LA " GESTION O SeMrJ DE LOU8 Ie Activités Achevée Rapports d'activité des études du secteur de l'énergie Papouasie-Nouvelle Guinée Juillet 1983 Maurice Octobre 1983 Sri Lanka Janvier 1984 Malawi Janvier 1984 Burundi Février 1984 Bangladesh Avril 1984 Kenya Mai 1984 Rwanda Mai 1984 Zimbabwe AoOt 1984 Ouganda Aoùt 1984 Indonésie Septembre 1984 S6n6gal Octobre 1984 Soudan Novembre 1984 Népal Janvier 1985 Zambie AoOt 1985 Pérou AoOt 1985 Halati Aoft 1985 Paraguay Septembre 1985 Maroc Janvier 1986 Siger Février 1986 Foraulation et justification de projets Panama - Etude de réduction des pertes d'électricité Juin 1983 Zimbabwe - Etude de réduction des pertes d'électricité Juin 1983 Sri Lanka - Etude de réduction des pertes d'électricité Juillet 1983 Malawi - Assistance technique pour l'amélioration de l'utilisation du bois de feu dans l'industrie du tabac Novembre 1983 Kenya - Etude de réduction des pertes d'électricité Mars 1984 Soudan - Etude de réduction des pertes d'électricité Juin 1984 Seychelles - Etude de réduction des pertes d'électricité Août 1984 Gambie - Projet de conversion au chauffage soisire de l'eau Février 1985 Bangladesh - Etude de l'amélioration du rendement du système Electrique Février 1985 Gambie - Utilisations de la technologie solaire photovolta!que Mars 1985 Formulation et justification de projets (cont.) Sénégal - Projet d'économies d'énergie dans l'industrie e Juin 1985 Burundi - Stratégie en matière de fôyers.\ charbon de bois améliorés Août 1985 Thailande - Problêmes et choix énergétiques dans le secteur rural Septembre 1985 Ethiopie - Etude de rendement du secteur électrique Octobre 1985 Burundi - Programme d'utilisation de la tourbe Novembre 1985 Botswana - Etude de préfaisabilité d'équipement en pompes électriques Janvier 1986 Ouganda - Rendement énergétique dans l'industrie de séchage du tabac Février 1986 Indonésie - Etude du rendement de la production électrique Février 1986 Ouganda - Projet d'étude forestier et de bois de feu Mars 1986 Sri Lanka - Projet d'étude pour les économies d'énergie dans le secteur indqstriel Mars 1986 Togo - Recupération de bois dans la région du Lac Nangbeto Avril 1986 Ruanda - Politique de foyers à' rharbon améliorés Aout 1986 Ethiopie - Projet pilote du briquettage de résidus agricoles Décembre 1986 Ethiopie - Etude sur la production de bagasse Décembre 1986 Pérou - Proposition de programme pour la diffusion de fours dans la Sierra Février 1987 Ruanda - Techniques améliorées de production de charbon de bois Février 1987 Kenya - Etude de chauffage solaire de l'eau Février 1987 Indonésie - Amélioration du rendement énergétique dans les industries de production de briques, de tuiles et de chaux à Java Mars 1987 Malaysia - Etude de l'amélioration du rendement du systeme électrique à Sabah Mars 1987 Assistance aux institutions et a la formulation de la politique de l'énergle Soudan - Assistance A la gestion du Ministère de l'énergie et des mines Mai 1983 Burundi - Etude de l'organisation de l'importation et de la distribution des produits pétroliers Décembre 1983 Papouasie Nouvelle Guinée - Proposition de renforcement du Ministbre des mines et de l'énergie octobre 1984 Papouasie Nouvelle Guinée - Etude tarifaire pour l'électricité Octobre 1984 Costa Rica - Programme d'activités d'assistance technique recommandées Novembre 1984 Ouganda - Renforcement institutionnel du secteur Inergétique Janvier 1985 CGanée- Btesau Programme d'activit6s d'assistance - technique recomm4ndies pour le secteur de l'6lectricité Avril 1985 Zimbabwe Gestion 4u secteur de l'ilectricité Avril 1985 Assistance aux iastitutions et à la forzwûlati.n de 'la politique de l1éneroie Gambte -' Gestion de l'approvisionnement en p*trole Avril 1985 Burundi - Présentation des projets énergetiques pour le IV-hie plan quinquennal Mai 1985 Libéria - Programme d'activités d'assistance technique recommandées Juin 1985 Burkina Programme d'assistance technique Mars 1986 Sffgal Aide à la préparation des docu!ents pour la r6union des bailleurs de fonds sir le secteur de l'énergie Avril 1986 Zmbie X&vOision du secteur énergétique institutionnel Novembre 1986 Jaua!que Marché, raffinage et distribution du pltro>e Novembre 1986