Centrales thermiques : elles peuvent encore vous étonner

Publié Par Arnaud Daguin, le dans Énergie et matières premières

Par Arnaud Daguin.

Centrale thermique crédits Alpha du centaure (CC BY 2.0)

Centrale thermique crédits Alpha du centaure (CC BY 2.0)

Si la production d’électricité à partir de centrales thermiques devrait logiquement diminuer à long terme au regard des nouvelles exigences climatiques, elle reste à ce jour la plus répandue dans le monde (plus de 64 %) et présente il est vrai de nombreux avantages en termes de coût et de mobilisation des ressources. Ces centrales peuvent aujourd’hui se renouveler et proposer, via la mise en place de dispositifs technologiques innovants, une électricité plus propre et plus durable en accord avec les objectifs de transition énergétique.

L’énergie thermique, une alternative à l’intermittence des énergies renouvelables

Du fait de la non-stockabilité de son produit, l’industrie électrique n’a pu se développer que par des investissements en capacités fiables de production et de transport. Les politiques environnementales actuelles qui donnent la priorité aux ressources renouvelables intermittentes inversent l’ordre causal et imposent d’innover dans de nouvelles technologies de stockage. Un challenge qui demandera encore de nombreuses années de recherche avant la commercialisation éventuelle à grande échelle d’un dispositif efficient et rentable.

Or, si les combustibles fossiles comme le charbon, le gaz ou le pétrole sont largement critiqués ces dernières années pour leurs effets néfastes sur l’environnement et le climat, via l’émission de gaz à effet de serre, ils présentent aussi l’avantage d’être facilement mobilisables et stockables, et donc très utiles pour lisser la production d’électricité.

Les centrales thermiques à cycle ouvert constituent en effet une solution idéale pour répondre à la demande en électricité en période de “pic”, c’est-à-dire lorsque la consommation atteint un niveau élevé. Une centrale thermique peut démarrer rapidement (les unités de pointe le font même en moins de 10 minutes) et être arrêtée de manière très flexible, devenant ainsi facilement une unité de réserve. Elles sont capables notamment de faire face aux variations de la consommation et de venir en appoint des énergies renouvelables lorsque le vent, le soleil ou l’eau sont insuffisants.

Cet atout non négligeable offre ainsi la possibilité d’accompagner le développement technologique des énergies renouvelables et de garantir un mix énergétique diversifié dans l’avenir, à la condition que ces moyens de production thermique améliorent leur bilan carbone de manière significative.

Les promesses d’une production thermique plus durable

Dans cette optique, de nombreuses recherches se concentrent aujourd’hui sur l’optimisation environnementale des moyens de production thermique. Les performances et la rentabilité tout d’abord, peuvent être considérablement améliorées en appliquant de nouvelles solutions techniques à des éléments de centrales existantes. Le groupe Alstom par exemple propose désormais des chaudières supercritiques de pointe, à haut rendement, qui fonctionnent à des paramètres de vapeur de 600/620°C et 275 bar. Le développement technique en cours devrait même déboucher prochainement sur un prototype de centrale ultra-supercritique (USC) garantissant un rendement élevé aux centrales (45% contre 29% pour les centrales traditionnelles). Un domaine dans lequel les groupes industriels français sont aujourd’hui à la pointe de l’innovation.

Le groupe Alstom a été choisi en 2015 pour remplacer deux unités de la centrale thaïlandaise de Mae Moh par des installations plus performantes fonctionnant en conditions ultra-supercritiques tandis que le groupe EDF a inauguré en décembre dernier, en partenariat avec le groupe chinois China Datang Corporation, la centrale thermique supercritique de Fuzhou dans le sud-est de la Chine d’une puissance de 2000 MW. Cette centrale, du fait de son très haut rendement, participe de manière importante à l’amélioration du bilan carbone et au nouveau processus de réduction des émissions de C02 en Chine.

Outre ces améliorations globales du rendement qui permettent à leur manière de réduire les émissions de CO2, d’autres technologies spécifiques minimisent également l’émission de certains polluants. Par exemple, la technologie de désulfuration des gaz de combustion peut retenir jusqu’à 98 % des émissions de dioxyde de soufre provenant de chaudières conventionnelles à combustion en suspension, et plusieurs solutions innovantes et évolutions dans le domaine du captage et stockage du COE sont aujourd’hui en démonstration. Les groupes EDF, Alstom et l’Ademe (Agence de l’environnement et de la maîtrise de l’énergie) se sont associés dans ce cadre afin de tester depuis 2013 un nouveau procédé de captage de CO2 sur la centrale à charbon du Havre en Seine-Maritime.

  1. Je suis justement tombé la dessus ce matin:

    « GE sees its new supercritical carbon dioxide turbine as a strong rival to batteries for storing power from the grid. GE Global Research is testing a desk-size turbine that could power a small town of about 10,000 homes. The unit is driven by “supercritical carbon dioxide,” which is in a state that at very high pressure and up to 700 °C exists as neither a liquid nor a gas. After the carbon dioxide passes through the turbine, it’s cooled and then repressurized before returning for another pass.

    It’s about one-tenth the size of a steam turbine of comparable output, and has the potential to be 50 percent efficient at turning heat into electricity. Steam-based systems are typically in the mid-40 percent range; the improvement is achieved because of the better heat-transfer properties and reduced need for compression in a system that uses supercritical carbon dioxide compared to one that uses steam. The GE prototype is 10 megawatts, but the company hopes to scale it to 33 megawatts. »

    http://nextbigfuture.com/2016/04/ge-has-prototype-10-megawatt.html

  2. Selon Louis-Jacques Liandier : Depuis plus de cinquante ans, la France a diversifié sa production d’électricité. Des premières centrales thermiques au charbon jusqu’aux centrales nucléaires, en passant par les barrages hydrauliques, nos dirigeants d’alors n’ont pas attendu les écologistes pour utiliser tout ce que la nature et la recherche donnaient pour produire cette énergie qui a bouleversé les condition de vie de l’homme et le développement économique… et que malheureusement nous ne savons pas encore stocker… et c’est bien là le problème…

    Retrouvez son analyse sur le blog « Trop Libre » (http://www.trop-libre.fr/transition-%C3%A9nerg%C3%A9tique-ou-scandale-financier/ )

    1. @ Fondation pour l’innovation politique

      Innovation politique, peut-être, mais arguments usés jusqu’à la corde refusant toujours d’intégrer dans le prix de l’électricité d’origine « nucléaire », le prix de démantèlement des centrales et du recyclage et de la conservation à très très long terme des déchets contaminés confiés aux mains des générations futures (à compter en dizaines): hypocrisie conservatrice pour consommer encore, tant que cela se puisse faire, une énergie bon marché dont les propagandistes comptent bien profiter le plus longtemps possible, laissant « courageusement » les charges sans bénéfice aux futures générations!

      Ces pro-nucléaires me dégoûtent! On commence seulement de compter les premières victimes de Fukushima, dues spécifiquement à la centrale nucléaire (et pas au tsunami): plus ou moins 15 000 dénombrés, jusqu’ici mais ce n’est pas fini, actuellement!

      Les pro-nucléaires parlaient de 3 victimes accidentées, sans aucune vergogne. D’autre part, il est comique que les belges avec des centrales de technologie française parlent de micro-fissures des cuves, non observables suivant les techniques d’examen antérieures mais totalement ignorées en France (en apparence … hypocrite: ils sont bien sûr au courant mais chuuuttt!).

      Disons-le clairement: la population ne veut plus de nucléaire et n’attendra plus la fin de l’aventure de l’EPR qui n’aboutit toujours pas! Je vous propose d’ailleurs de mettre vos prochaines centrales à Paris, Lyon et Marseille, et pas près de vos frontières (déjà Lyon, c’est un peu juste!) là où vous n’aurez qu’une petite partie des dégâts à éponger, en cas de malheur!

      1. Les anti nucléaires font honte à l’humanité:
        – en accusant les autres des victimes vers Fukushima, alors que ces victimes sont à dues à leurs actions anti nucléaires pour paniquer et terroriser la population, les secours et les autorités, pour faire prendre de mauvaises décisions dans le domaine de l’évacuation, de la vie des évacués et pour entretenir des années un stress inutile et nuisible à la santé des habitants.
        – en cachant que les énergies qu’ils préconisent pour remplacer le nucléaire tuent directement ou indirectement plusieurs centaines de milliers d’êtres humains chaque année et en rendent malades des dizaines de millions d’autres par la pollution atmosphérique supplémentaire.
        – en cachant que les énergies qu’ils préconisent pour remplacer le nucléaire entrainent la conservation sur un nombre encore plus long de générations de plus gros volumes de déchets contaminés par des métaux lourds et autres poisons qui ne s’élimineront pas par désintégration radioactives mais dureront toxique pour l’éternité.

  3. L’art de mélanger la pédanterie pseudo-scientifique et le sophisme bucolique, c’est ça qu’on apprend à Sciences PO ?

    1. bah, si vous y étiez allé, vous le sauriez. 😉

  4. Selon Louis-Jacques Liandier : Depuis plus de cinquante ans, la France a diversifié sa production d’électricité. Des premières centrales thermiques au charbon jusqu’aux centrales nucléaires, en passant par les barrages hydrauliques, nos dirigeants d’alors n’ont pas attendu les écologistes pour utiliser tout ce que la nature et la recherche donnaient pour produire cette énergie qui a bouleversé les condition de vie de l’homme et le développement économique… et que malheureusement nous ne savons pas encore stocker… et c’est bien là le problème…
    Retrouvez son analyse sur le blog « Trop Libre » (http://www.trop-libre.fr/transition-%C3%A9nerg%C3%A9tique-ou-scandale-financier/ )

    1. Vous sortez 2 fois votre prose avec comme « référence » le même article imbécile exclusivement pro-nucléaire à bas prix du Kwh: vous ne pensez pas que la ficelle est un peu grosse ou votre lobbying un peu trop voyant!?

      Je vous comprends vu que vous savez comme moi que dans 5 ans, l’autonomie automobile électrique aura dépassé les 5oo km, en se chargeant pendant la nuit sur la console Tesla (aussi) qui aura emmagasiné tout le soleil de la journée! Évidemment, rouler avec l’énergie qu’on a produite, c’est bien jouissif!

      En France, il est clair qu’un gouvernement viendra immanquablement taxer tout ça, malgré la COP21 et toutes leurs autres simagrées écologiques: il faut bien vivre! Et aider nos camarades d’EDF!

  5. A cause de leur intermittence les énergies renouvelables, surtout l’éolien, ont un effet néfaste sur les centrales thermiques à charbon les plus efficaces et les moins polluantes et émettrices de CO2, en perturbant leur fonctionnement. Elles font aussi éliminer les centrales au gaz beaucoup moins polluantes mais plus chères, car parfois il y a une surproduction d’énergies renouvelables qui effondre le prix de l’électricité payé pour la production des centrales au gaz, tandis que les énergies renouvelables restent subventionnées par des taxes sur l’énergie. Elles font aussi conserver en activité les centrales thermiques à charbon les plus polluantes (qui en plus supportent peut-être mieux les variations de régime due aux renouvelables). Elles font aussi subir aux centrales nucléaires des variations de régime pour compenser cette intermittence du renouvelable.
    Ainsi les énergies renouvelables font, par centrales thermiques interposées, plus polluer, consommer et émettre, et elles fragilisent les centrales nucléaires.

  6. Tout ces progrès annoncés sont de bonne augure, mais combien de temps et d’argent public faudra-t-il pour aboutir à des solutions industrialisées ?
    D’ici là, les techniques propres et renouvelables seront au point et concurrentielles, non ?

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