Le gaz naturel bénéficie d’une réputation de propreté. Mais cela n’est-il pas une illusion basée sur son aspect incolore ? Le charbon n’est-il pas injustement victime d’une image d’Epinal, tout autant véhiculée par sa couleur que par les résidus solides inévitablement produits lors de sa combustion ? Le gaz naturel et le charbon sont tous deux émetteurs de gaz à effet de serre.
C’est effectivement le charbon qui en émet le plus, le rapport est de 1,41 en défaveur du charbon.
- Gaz naturel 2394 kgCO2/tep (PCI) (2)
- Charbon 3990 kgCO2/tep (PCI) (2)
Le gaz naturel est également utilisable directement en chauffage et en cuisson, ce qui n’est plus le cas depuis longtemps pour le charbon. En chauffage, son rendement est de 83% sur PCI pour un usage domestique. C’est à cette utilisation que l’on se doit de comparer le MWé gazier. Considérons le cas d’un cycle combiné gaz d’un rendement de 57% (3)
Le rapport des rendements est de 1,45 en défaveur du CCG. Et encore, pour être rigoureux, il faudrait prendre en compte les pertes de transport de l’électricité, ce qui majore ce chiffre.
L’utilisation du gaz naturel en production d’électricité produit 45% de plus de CO2 qu’en usage domestique direct. ! Utiliser directement le gaz naturel est donc un moyen de réduire les émissions de CO2 pour autant que cela conduise à une réduction concomitante de la consommation d’électricité.
Remarque : Afin de ne pas biaiser le comparatif et de comparer des rendements sur PCI, j’ai volontairement pris le cas le plus défavorable, à savoir une utilisation domestique en chaudière à gaz naturel sans condensation
Les contraintes de la production et du transport d’électricité et du gaz ne sont pas identiques du simple fait de la faible vitesse de transport du gaz dans les canalisations.(4) Il faut donc prévoir avec certitude la demande de gaz, et donc celle d’électricité. Ce sera sans nul doute un tache de plus en plus ardue alors que les CCG auront un rôle clef dans la compensation des productions intermittentes. En effet, le développement de l’éolien conduit à une plus grande variabilité de l’offre. C’est un peu la quadrature du cercle
En France la mauvaise image du charbon est lié à son passé industriel. Pourtant, on économiserait beaucoup de CO2 en réhabilitant le charbon dans la production d’électricité.
Les évolutions technologiques du charbon sont matures :
• Le supercritique classique
La voie qui paraît la moins risquée est l’adoption de cycles supercritiques avec des perfectionnements de l’aubage haute pression et haute température des turbines à vapeur. Le rendement pourrait atteindre 48%.
• Le LFC supercritique
Des conditions de vapeur supercritique peuvent être utilisées pour les chaudières à lit fluidisé (pression atmosphérique ou sous pression) et des rendements de l’ordre de 45 % pourront être atteints dans un proche avenir
• Le cycle combiné à gazéification intégrée (IGCC)
Une solution alternative est de gazéifier le charbon. C’est un procédé éprouvé, par exemple à Puertollano (Espagne).
Le surcoût par rapport à un cycle combiné gaz est de 20%. De plus l’emprise au sol est plus importante et le délai de construction accru. C’est tout de même la solution la moins productrice de CO2 car elle s’appuie sur le cycle combiné qui constitue le meilleur rendement thermodynamique, à savoir, les 57% donnés pour le CCG. Par ailleurs, le captage de CO2 sera plus facile à partir de ce process.
Sources :
1-France > EDF en France > Information sur l'origine de l'électricité : ICI
2 –MEDD, questionnaire de déclaration annuelle des émissions polluantes 2005 des installations classées soumises à autorisation
3- Construction d’un cycle combiné gaz Blénod-lès-Pont-à-Mousson
4 – GRT gaz Note d’intention offre de transfert pour le flexibilité nécessaire aux cycles combinés gaz. 23 janvier 2009
5- Charbon propre mythe ou réalité ? Groupe de travail sur le charbon du Délégué interministériel au développement durable.
Glossaire :
PCI Pouvoir Calorifique Inférieur
CCG Cycle Combiné Gaz
MWé Mégawatts électriques
LFC Lit Fluidilisé Circulant
IGCC cycle combiné à gazéification intégrée
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Je ne suis pas d'accord sur le fond mais je vais revenir sur une seule chose. Vous dites :
"Le rapport des rendements est de 1,45 en défaveur du CCG. Et encore, pour être rigoureux, il faudrait prendre en compte les pertes de transport de l?électricité, ce qui majore ce chiffre.
L?utilisation du gaz naturel en production d?électricité produit 45% de plus de CO2 qu?en usage domestique direct. !"
Vous êtes en train de comparer un rendement PCI c'est-à-dire la quantité de chaleur délivrée par la combustion de gaz naturel et un rendement d'une centrale électrique qui convertit de la chaleur en électricité. Bref rien à voir !
A la rigueur on pourrait les comparer si on regardait le service rendu : d'un côté le gaz produisant localement de la chaleur pour le chauffage (ou la cuisson) et de l'autre de l'électricité provenant d'une centrale au gaz servant au même usage, chauffage (ou cuisson).
Sauf que ce cas n'existe que très peu dans la réalité : en France on a peu de centrales au gaz mais du chauffage électrique et en Allemagne de nombreuses centrales au gaz (et plus encore au charbon) et très peu de chauffage électrique (le gaz y est majoritaire).
Ainsi comparer rendement électrique et rendement thermique n'a que peu de rapport. Dommage pour un auteur dont le site affiche en page d'accueil Carnot auteur du célèbre rendement !
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Remarque à M. Rouget (1er réaction):
Je ne vois pas pourquoi vous dîtes qu?il n?y a aucun rapport entre le rendement d?une chaudière gaz et celui de l?électricité produite par une centrale au gaz, sous prétexte qu?en France il y a peu de centrales au gaz mais du chauffage électrique, à l?inverse de Allemagne.
Ho que oui, la comparaison dans l'article est tout à fait pertinente, justement lorsque l?on compare l?usage final de l?énergie. Le problème il est bien là : l?aberration du chauffage électrique par "effet joule", due précisément au principe (thermodynamique) de Carnot et ce quelque soit l?énergie primaire utilisée (gaz, charbon, nucléaire, etc.) !
Lorsqu?en outre on songe à la complexité technique pour produire et distribuer de l?énergie électrique (sans parler du risque lié à la sécurité du nucléaire), il est aberrant de rejeter dans l?environnement 1 à 2 kWh de chaleur (essentiellement par l?eau de refroidissement des condenseurs de vapeur des centrales thermo-électriques), pour produire péniblement un (1) kWh d?électricité, qui finalement sera dégradé directement dans une résistance électrique chauffant l?air ambiant à 20°C dans une habitation et qui plus est mal isolé.
A défaut de faire de la "cogénération" (coproduction/valorisation de chaleur utile), autant alors utiliser le gaz directement dans une chaudière de l?immeuble en question.
Non, l?électricité est un vecteur énergétique de haute valeur, qu?il faut faire "travailler", par exemple dans le cas du chauffage, pour alimenter le moteur d?une pompe à chaleur. Seulement alors on peut espérer une efficacité énergétique globale du gaz par la voie électrique équivalente à celle par la voie directe de la chaudière domestique au gaz (à condensation ou non).
En somme, cet article est indirectement un plaidoyer (justifié) pour l?abolition du chauffage électrique.
Remarque pour l?auteur de l?article M. Duparquet :
On pourrait compléter/nuancer l?article sur l?usage du gaz dans les centrales à Cycle Combinée Gaz (CCG) justifié, comme vous dites, de plus en plus (rôle clef) pour compléter la production d?électricité "intermittente" (éolien) :
- la demande d?énergie électrique est avant tout exacerbée encore par le chauffage électrique (+2'000 MW par 1 degré d?abaissement de la température en France),
- pour des raisons technico-économiques, le nucléaire fourni que la base plus ou moins constante de la demande (impossibilité de faire réellement du "suivit de réseau" rapide, journalier, horaire), ce qui implique également et avant tout l?énorme infrastructure de production complémentaire et modulable (CCG, hydraulique à accumulation et "turbine Pelton", etc.), voir des mesures de délestage (EJP) et qui n?ont pas attendu l?émergence des énergies renouvelables dites intermittentes !
Au final, dans le domaine de l?efficacité énergétique (valorisation des rejets thermiques industriels et réduction de la demande hivernale d?énergie électrique, gaz, fioul, charbon), j?aimerai profiter ici pour vous renvoyer à mon article suivant :
http://www.enerzine.com/753/reduire-de-5-a-10-pct-l-energie-des-immeubles-d-une-ville-entiere/participatif.html
William van Sprolant