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Gaz naturel, charbon et production d’électricité

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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

[ Archive ] – Cet article a été écrit par thermo


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