Bibliographie & annexes
Présentation
Auteur(s)
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Michel KLAEYLÉ : Ingénieur de l’École Nationale Supérieure de Chimie de Lille (ENSCL) - Docteur en chimie de la combustion - Ingénieur du groupe « techniques de combustion propre » à Électricité de France, Centre National d’Équipement Thermique
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Férid NANDJEE : Ingénieur de l’Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA) - Responsable du groupe « turbines à combustion, diesels, cycles combinés » à EDF, Centre National d’Équipement Thermique
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Lire l’articleINTRODUCTION
La production thermique d’énergie électrique doit répondre simultanément aux impératifs économiques et à des critères liés à la protection de l’environnement de plus en plus stricts. Les cycles combinés alimentés au gaz naturel ou au fuel permettent de très bons rendements énergétiques (nettement supérieurs à 50 %) et des émissions polluantes très faibles, mais consomment des combustibles dont les réserves estimées sont faibles et dont le coût est incertain à long terme.
Au contraire, les très abondantes réserves de charbon dispersées à travers le monde et leur coût plus avantageux permettent, à long terme, d’envisager l’utilisation du charbon pour la production d’énergie électrique. Les filières classiques de combustion du charbon présentent généralement des performances moyennes en matière de rendement et de protection de l’environnement ou nécessitent des équipements annexes (désulfuration des fumées, ...).
La gazéification intégrée à un cycle combiné (GICC, ou en anglais IGCC : integrated gasification combined cycle) permet de transformer le charbon en un combustible propre et utilisable par un cycle combiné, au lieu de le brûler directement. Cette technologie permet de bénéficier des avantages intrinsèques des cycles combinés au gaz, mais à partir d’un combustible moins noble : quasiment tous les charbons, la biomasse, les cokes de pétrole, les combustibles à haute viscosité (CHV), l’orimulsion, etc. En particulier, l’IGCC permet de brûler des combustibles de qualité moindre (forte teneur en soufre, en chlore ou en cendres) en respectant, sans installation complémentaire, les normes, actuelles et en préparation, relatives aux limitations des émissions de polluants.
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Les voies d’évolution de la technologie8. Aspects économiques
Le coût d’investissement d’une centrale dépend d’un très grand nombre de paramètres liés au combustible, aux performances souhaitées, aux procédés choisis, aux options techniques retenues, au site, aux réglementations, etc. Une étude détaillée prenant en compte l’ensemble des paramètres est nécessaire pour connaître le coût d’investissement exact pour une centrale donnée.
Ces coûts d’investissement sont susceptibles de baisser dans l’avenir par des économies sur l’ingénierie et dans la construction, ainsi qu’en profitant du facteur d’échelle lors de la construction d’unités plus puissantes.
Des économies importantes semblent difficiles à réaliser à court terme sur la construction des unités en contact avec le gaz de synthèse, principalement en raison de l’emploi de matériaux élaborés, donc chers. Les recherches en cours devraient cependant permettre d’identifier des matériaux moins onéreux que ceux actuellement utilisés, ainsi que des matériaux présentant de meilleures propriétés, permettant de les utiliser à plus haute température ou pour des durées plus longues.
L’utilisation d’un gazéifieur fonctionnant à l’air permet d’éviter la construction de l’unité de séparation d’air et les coûts associés. Cependant, l’utilisation de l’air entraîne souvent un taux d’imbrûlés plus important et donc une baisse du rendement global de l’unité.
Des économies sont attendues par la simplification de certaines parties de l’unité IGCC, permettant de réduire le nombre et/ou la taille des équipements ou l’amélioration des performances des équipements.
Les principales économies à attendre à court terme sont au niveau de l’évolution technique des turbines à combustion. À plus long terme, des économies pourront probablement être réalisées en faisant évoluer le concept d’IGCC vers des centrales plus simples mettant en œuvre des innovations technologiques 9...
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Aspects économiques
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - GEOSITS (R.F.), MOHAMMAD-ZADEH (Y.), BLAMIRE (D.K.), GRANATSTEIN (D.L.) - Évaluation de l’intégration du CCIGC. - 240 p., Association canadienne de l’Électricité, sept. 1994.
-
(2) - RUBY (J.), PETCHTL (P.), WESTSIK (J.) - Recueil de données techniques ACE sur les cycles de production d’énergie améliorés, volume III : Production d’électricité en cycle combiné à la gazéification du charbon. - 98 p., 26 tabl., 41 fig., Association canadienne de l’Électricité.
-
(3) - SENDIN (U.), SCHELLBERG (W.), EMSPERGER (W.), BERNAL (D.) - The Puertollano IGCC project, a 335 MW demonstration power plant for the electricity companies in Europe (Le projet IGCC de Puertollano, une centrale thermique de 335 MW pour les compagnies d’électricité européennes). - 13o EPRI Conference on gasification power plants, 7 tabl., 12 fig., Electric Power Research Institute, États-Unis, 19-21 oct. 1994.
-
(4) - JUDKINS (R.R.), STINTON (D.P.), DE VAN (H.J.) - A review of the efficacy of silicon carbide hot gas filters in coal gasification and pressurized fluidized bed combustion environments (Une revue de l’efficacité des filtres en carbure de silicium dans des environnements de gazéification du charbon et de combustion en lit fluidisé...
1 Constructeurs (listes non exhaustive)
La construction d’une centrale IGCC fait généralement appel à trois constructeurs, un pour chacun des principaux îlots : gazéifieur, cycle combiné, unité de séparation d’air. Les tableaux , et rassemblent les principaux construteurs connus dans le monde pour les gazéifieurs, les unités de séparation d’air et les cycles combinés.
HAUT DE PAGE
Le tableau présente les principaux exploitants des centrales IGCC de taille industrielle existantes ou en construction à travers le monde. Cette liste est susceptible de s’allonger dans un proche avenir, car toutes les sociétés d’électricité sont susceptibles de s’équiper de centrales IGCC, puisque cette filière fait partie des technologies de combustion propre du charbon.
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