LES CENTRALES THERMIQUES À FLAMME D EDF

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1 LES CENTRALES THERMIQUES À FLAMME D EDF La production d électricité à partir des centrales thermiques à flamme est la plus répandue dans le monde (plus de 64%), car le gaz, le charbon ou le fioul qu elles utilisent, comme combustibles, sont des ressources naturelles abondantes. constituent pour EDF l un des moyens les plus efficaces pour faire face aux variations de demande d électricité, et notamment aux pics de consommation. Flexibles et réactives, elles sont capables de produire de l électricité très rapidement et peuvent donc être sollicitées à tout moment. La production d électricité d origine thermique représente en moyenne près de 4 % de l électricité produite chaque année par EDF en France. Note d information Décembre 2011

2 UN PARC DE PRODUCTION THERMIQUE DIVERSIFIÉ ET BIEN IMPLANTÉ SUR LE TERRITOIRE constituent l un des moyens les plus efficaces pour faire face aux variations de consommation d électricité, et notamment aux augmentations fortes et soudaines de la demande. Flexibles et réactives, elles sont capables de produire de l électricité très rapidement. Elles complètent utilement les installations nucléaires qui fournissent la demande «de base», niveau de consommation moyen. Avec 12,3 GW de puissance en fonctionnement en France, EDF est aujourd hui un acteur majeur de la production thermique à flamme. Le parc thermique en France, majoritairement mis en service entre les années 1970 et 1985, s est adapté au rythme de l évolution des besoins en électricité. Il est aujourd hui constitué de capacités de production diversifiées, tant au niveau du combustible que de la puissance : (chiffres datant de juillet 2011). Ce parc continue d évoluer : les unités de production les plus anciennes sont progressivement remplacées par des unités plus performantes et plus propres. Ainsi d ici 2015, les 9 unités de 250 MW fonctionnant au charbon fermeront progressivement, tandis que 1400 MW supplémentaires seront mis en service fin 2011 et centrales au charbon : 9 unités de 250 MW et 4 de 600MW. 9 centrales au fioul : 4 unités de 700 MW, 4 de 600 MW et 1 de 250 MW. 13 turbines à combustion (TAC) : 1 de 200 MW, 5 de 185 MW, 3 de 125 MW et 4 de 85 MW. 3 cycles combiné gaz (CCG) Blénod (430 MW) en service depuis octobre 2011 et deux CCG de 465 MW à Martigues qui entreront en service courant

3 COMPRENDRE LE FONCTIONNEMENT D UNE CENTRALE THERMIQUE À FLAMME Une centrale thermique à flamme est constitué de plusieurs bâtiments, qui ont chacun leur rôle dans la production d électricité. Le principe fonctionnent à partir de ressources naturelles : charbon, fioul, gaz. Ce combustible est brûlé dans une chaudière qui peut atteindre 90 mètres de hauteur. La chaleur dégagée réchauffe de l'eau contenue dans des tubes qui tapissent les parois de la chaudière. L'eau est transformée en vapeur qui, injectée sous pression, entraîne une turbine couplée à un alternateur qui génère l'électricité. Ensuite la vapeur redevient eau, puis repart vers la chaudière pour un nouveau cycle. Le combustible Dans les centrales à charbon, celui-ci est broyé sous forme de poudre, puis pulvérisé. Dans les centrales au fioul, le combustible est injecté par les brûleurs, en très fines gouttelettes, dans la chambre de combustion. Quant au gaz, il est de deux sortes : naturel pour les cycles combinés gaz ou sidérurgique pour les centrales traditionnelles. ZOOM sur La production En 2010, le parc thermique français a produit 16,9 TWh, soit 3,6% de la production d électricité en France. 3

4 On distingue trois types de centrales thermiques, la centrale thermique classique, le cycle combiné gaz et la turbine à combustion chacune avec leur spécificité de fonctionnement. Qu est-ce qu une Turbine à combustion? Principe de fonctionnement d une turbine à combustion Une turbine à combustion fonctionne sur le principe d'un gros réacteur d'avion auquel on aurait couplé un alternateur. Un mélange d'air comprimé et de fioul ou de gaz est injecté dans la chambre de combustion. Il s'enflamme et produit l'énergie nécessaire pour faire tourner la turbine. Celle-ci entraîne l'alternateur qui produit l'électricité. Ce type de centrale démarre en seulement quelques minutes. LE SAVIEZ-VOUS? Seulement 12 à 20 minutes suffisent pour qu une TAC produise à pleine puissance. Qu est-ce qu un Cycle Combiné Gaz Un cycle combiné gaz est composé d'une turbine à combustion et d'une turbine à vapeur, chacune équipée de son propre alternateur. Les cycles combinés gaz permettent de réduire de moitié les émissions atmosphériques de dioxyde de carbone (CO 2 ), de diviser par trois les oxydes d'azote et de réduire fortement les émissions d'oxydes de soufre. Ces nouvelles installations contribueront à améliorer nettement les performances environnementales globales du parc thermique à flamme. Principe de fonctionnement d un cycle combiné gaz BON À SAVOIR Les centrales thermiques au charbon fonctionnent entre et heures/an, celles au fioul fonctionnent entre 200 et heures/an et les TAC quelques dizaines à centaines d heures/an. Les CCG devraient fonctionner entre 2000 et 4000 heures par an. 4

5 UN PARC EN PLEINE MODERNISATION EDF modernise et développe son parc de production thermique à flamme : en construisant des moyens de production plus performants et plus flexibles comme les centrales à cycles combinés gaz dont le rendement énergétique est amélioré (57% contre 35% pour une centrale thermique classique), et les turbines à combustion utilisées pour faire face aux grands pics de consommation. en rénovant les centrales à charbon les plus puissantes : le Havre et Cordemais. Avec 10 ans d avance, elles sont désormais équipées des systèmes de dépollution les plus performants. en investissant dans des systèmes de traitement des fumées sur les centrales existantes, notamment sur les unités de Cordemais, Porcheville et du Havre. en mettant en place des installations de dépoussiéreurs, de désulfuration et de dénitrification. en utilisant, un fioul à très basse teneur en souffre, expérimentation de bruleurs «bas NOx» La modernisation du parc thermique à flamme constitue un véritable enjeu environnemental. Parallèlement à la modernisation, les plus anciennes unités de production seront progressivement remplacées, d ici Dix unités de production au charbon sont concernées (neuf de 250 MW ainsi qu une 600 MW). Afin de renforcer le potentiel de production avec des outils plus performants, EDF a investi dans la construction de trois cycles combinés gaz (un à Blénod, de 430 MW, en service depuis octobre 2011 et deux de 465 MW à Martigues qui entreront en service courant 2012) et annoncé un projet de cycle combiné gaz de nouvelle génération à Bouchain, dans le Nord. LE SAVIEZ-VOUS? Pour répondre aux besoins de «pointe», EDF a remis en service 4 unités de production au fioul sur la période 2006/ MW de capacités de production de pointe au fioul ont ainsi été réactivés en 3 ans. 5

6 SURVEILLER ET OPTIMISER LES PERFORMANCES ENVIRONNEMENTALES Le respect de l environnement passe par une surveillance permanente du fonctionnement des sites. Un triple contrôle des émissions de rejets des centrales thermiques à flamme est effectué : un système de mesure continu un contrôle réglementaire régulier une surveillance dans l environnement Contribuer à la qualité de l air Qu elles utilisent le charbon, le fioul ou le gaz, les centrales thermiques émettent des oxydes d azotes (NOx), du dioxyde de carbone (CO2), du dioxyde de soufre (SO2) et des poussières. L utilisation de combustibles de meilleure qualité, comme des charbons moins cendreux et des fiouls à très basse teneur en soufre (à moins de 0,55 % de soufre). La désulfuration des fumées permet de réduire de 90 % les émissions de dioxyde de soufre. Avant que les fumées n atteignent la cheminée, elles passent au travers d une eau saturée en calcaire, pour les «laver». La dénitrification des fumées permet de réduire de 80% les émissions d oxydes d azote (NOx). Ce résultat est obtenu en captant les NOx avec une installation de dénitrification. Première en France à cette échelle, les installations de dénitrification sont en service sur les trois unités charbon 600 MW de Cordemais et du Havre. L emprunte écologique des nouveaux moyens de production (TAC et CCG) est très réduite notamment les émissions atmosphériques (SOx et NOx) et de poussières. Recycler, pour réduire les déchets EDF recycle les coproduits issus du fonctionnement de la centrale : les cendres récupérées suite à la combustion du charbon sont entièrement valorisées et utilisées dans plusieurs domaines : la fabrication du béton et du ciment, les aménagements routiers et ferroviaires, l enfouissement des lignes du réseau de distribution d électricité. Le taux de valorisation atteint même 120% en 2010 puisque EDF supprime les stocks existants. Le gypse produit à partir de la désulfuration des fumées, est réutilisé dans la production de plâtre. EDF valorise 92% de déchets conventionnels, comme par exemple les déchets de construction. LE SAVIEZ-VOUS? En dix ans, EDF a réduit de 50 % ses émissions atmosphériques. 6

7 LA DÉCONSTRUCTION DES ANCIENS SITES THERMIQUES EDF gère la déconstruction de ses centrales à l arrêt sur le territoire français. Son objectif est de donner une «deuxième vie» aux sites en anticipant les différentes étapes qui mènent à la fermeture des centrales et à la capacité des sites à accueillir de nouvelles activités industrielles. EDF entend ainsi préserver la vocation industrielle des sites du parc thermique à flamme et préparer le futur. Les travaux de déconstruction s inscrivent dans une démarche de développement durable puisque au total 90% des déchets sont valorisés. Le désamiantage, phase préliminaire La déconstruction d une centrale thermique est une phase longue et complexe, qui nécessite plusieurs années, notamment pour les centrales construites dans les années soixante, en raison de l amiante présente dans les structures et matériels. Le désamiantage est intégré aux opérations de déconstruction réalisées par des entreprises agréées et certifiées, dont les personnels sont formés et équipés en conséquence. Seconde phase : la déconstruction La deuxième phase de la déconstruction consiste à déposer les gros composants (turbines, chaudières, dépoussiéreurs, réchauffeurs, alternateurs, pompes, broyeurs, ) et les bâtiments les abritant. Une fois la déconstruction menée à terme, un moyen de production de nouvelle génération peut être implanté ou bien de nouvelles activités industrielles peuvent prendre vie sur le site déconstruit. 7

8 Cap Ampère 1, place Pleyel Saint-Denis cedex Siège social avenue de Wagram Paris EDF SA au capital de euros RCC Paris Conception réalisation : Lionel Tran Images : médiathèque EDF Publication : EDF - Direction de la communication de la Direction de la production et de l'ingénierie Le groupe EDF est certifié ISO 14001