LA PRODUCTION D'ÉLECTRICITÉ D'ORIGINE THERMIQUE

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1 La production d électricité à partir des centrales thermiques est la plus répandue dans le monde. En effet, le gaz, le charbon et le fioul, utilisés comme combustibles, sont des ressources naturelles abondantes. Les centrales thermiques, flexibles et réactives, 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. 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 environ 3 % de l'énergie produite chaque année par EDF en France NOTE D INFORMATION

2 UN PARC DE PRODUCTION THERMIQUE DIVERSIFIÉ ET BIEN IMPLANTÉ SUR LE TERRITOIRE Les centrales thermiques constituent l un des moyens les plus efficaces pour faire face aux variations de consommation d électricité. Flexibles et réactives, elles sont capables de produire de l électricité très rapidement. Elles sont une des composantes essentielles du mix énergétique et jouent un rôle important dans l'adaptation des capacités de production d'edf en réponse à l'évolution des besoins de ses clients. Les centrales thermiques sont également indispensables pour garantir l'équilibre du réseau électrique, leur flexibilité étant un atout essentiel au maintien de la qualité du courant. EDF est aujourd'hui un acteur majeur de la production thermique avec 12 GW de puissance en fonctionnement en France. Le parc thermique français d'edf, essentiellement 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. Ce parc est ajusté de façon continue en fonction du contexte économique et réglementaire. EDF mène d'ailleurs depuis 10 ans, un vaste programme de modernisation et d'adaptation afin d'améliorer les performances techniques et environnementales ainsi que la compétitivité de son parc thermique. Des investissements ont été engagés pour moderniser les centrales au charbon les plus récentes tandis que les plus anciennes ont été arrêtées définitivement. Le parc thermique en France conserve malgré tout, un volume de production similaire : MW de nouveaux moyens de production (1000 MW de turbines à combustion et MW de cycles combinés au gaz naturel) se substituent aux MW arrêtés. Le parc thermique d'edf est composé de : Production au charbon : - 3 unités de 600MW Production au fioul : - 4 unités de 700 MW - 4 unités de 600 MW Turbines à combustion (TAC) : (dont 10 au fioul, 1 au gaz naturel et 2 bi-combustibles) - 1 unité de 200 MW - 5 unités de 185 MW - 3 unités de 125 MW - 4 unités de 85 MW Cycles combinés au gaz naturel (CCG) - 1 unité de 430 MW à Blénod - 2 unités de 465 MW à Martigues - 1 unité en construction à Bouchain de 575 MW (mise en service en 2016). 2

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4 COMPRENDRE LE FONCTIONNEMENT D UNE CENTRALE THERMIQUE LE PRINCIPE Les centrales thermiques fonctionnent à partir de ressources naturelles : charbon, fioul ou gaz. Le combustible, une fois brûlé, chauffe l'eau située dans des tubes qui tapissent les parois de la chaudière. La chaleur transforme ainsi l'eau en vapeur, qui actionne la turbine, qui elle-même entraîne l'alternateur. La centrale produit alors de l'électricité. Ensuite la vapeur est refroidie en eau, puis repart vers la chaudière pour un nouveau cycle. LE COMBUSTIBLE Dans les centrales à charbon, le combustible est broyé sous forme de poudre, puis brûlé dans la chaudière pour dégager de la chaleur. Dans les centrales au fioul, le combustible est injecté par les brûleurs, en très fines gouttelettes, dans la chaudière. Quant au gaz, il est utilisé sous deux formes : naturel pour les cycles combinés au gaz naturel ou sidérurgique pour les centrales traditionnelles. ZOOM sur la production En 2014, le parc thermique d'edf en France a produit 6,9 TWh, ce qui représente environ 3 % de la production annuelle d'edf. 4

5 Trois types de centrales thermiques (au charbon, au fioul et au gaz naturel) se distinguent. La centrale thermique classique, le cycle combiné au gaz naturel (CCG) et la turbine à combustion (TAC) assurent la performance du parc EDF par leur réactivité et leur spécificité de fonctionnement. QU EST-CE QU UNE TURBINE À COMBUSTION? Une turbine à combustion fonctionne sur le principe d'un gros réacteur d'avion auquel on aurait connecté un alternateur. Un mélange d'air comprimé et de fioul ou de gaz est injecté dans la chambre de combustion. Le mélange 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. Principe de fonctionnement d une turbine à combustion LE SAVIEZ-VOUS? 12 à 20 minutes suffisent pour qu une TAC produise à pleine puissance. QU EST-CE QU UN CYCLE COMBINÉ AU GAZ NATUREL? Principe de fonctionnement d un cycle combiné au gaz naturel Un cycle combiné gaz est composé d une turbine à combustion et d une turbine à vapeur (TAV). Dans un premier temps, le gaz naturel fait fonctionner la TAC. Ensuite, les gaz chauds d'échappement de la TAC sont utilisés pour produire de la vapeur, dirigée vers une deuxième turbine, la TAV. La TAC et la TAV entrainent alors un ou deux alternateurs. La même quantité de combustible sert à une double production d électricité : celle de la TAC et celle de la TAV. Les cycles combinés au gaz naturel permettent de réduire de moitié les émissions atmosphériques de dioxyde de carbone (CO2), de diviser par trois les oxydes d'azote et de réduire fortement les émissions d'oxydes de soufre. Ces nouvelles installations contribuent à améliorer les performances environnementales du parc thermique d EDF. 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 et heures par an. 5

6 UN PARC EN PLEINE MODERNISATION CONSTRUCTION DE NOUVEAUX MOYENS DE PRODUCTION Mise en service de 1000 MW de turbines à combustion depuis 2007 pour «l extrême pointe» à Montereau (Nord Pas-de- Calais) et à Vaires-sur-Marne et Vitry-Arrighi (Ile-de-France). Les turbines à combustion sont utilisées en moyenne quelques centaines d heures par an et peuvent être démarrées très rapidement avec une grande fiabilité. En cas d urgence, douze à vingt minutes suffisent pour produire à pleine puissance. Mise en service de 3 cycles combinés au gaz naturel (CCG) depuis 2011 soit MW pour répondre à la demande en semi-base. Ces unités de production au gaz sont sollicitées entre et heures par an. Le CCG de Blénod produit de l'électricité depuis 2011 ; les deux CCG de Martigues sont en service depuis 2012 et mi Construction d un CCG de grande puissance de 575 MW, unique au monde, à Bouchain (Nord Pas-de-Calais), dont la mise en service est prévue pour Un programme de rénovation de 480 millions d Euros est en cours sur les 3 unités de production au charbon de 600 MW les plus récentes, situées au Havre et à Cordemais. Des investissements sont également menés dans des systèmes de traitement des fumées sur les centrales existantes, notamment sur les unités de Cordemais, Porcheville et du Havre. Des systèmes de dépoussiéreurs, de désulfuration et de dénitrification sont également installés. L utilisation de fioul à très basse teneur en soufre, et l'expérimentation de brûleurs «bas NOx» sur les centrales fioul. ARRET DES UNITÉS DE PRODUCTION LES PLUS ANCIENNES La modernisation du parc thermique d EDF constitue un enjeu environnemental. Les dix unités au charbon les plus anciennes, non adaptées aux nouvelles normes d émissions atmosphériques en vigueur le 1 er janvier 2016, ont été arrêtées définitivement. RÉNOVATION DU PARC EXISTANT EDF adapte, modernise et rénove ses unités de production au charbon afin d optimiser leur durée de vie et améliorer leurs performances techniques, économiques et environnementales. LE SAVIEZ-VOUS? Le futur cycle combiné au gaz naturel de Bouchain offrira des performances uniques au monde. Ses 61 % de rendement, ses performances inégalées dans le secteur de l énergie, en feront un site vitrine. 6

7 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 est effectué, via : un système de mesure en continu un contrôle réglementaire régulier une surveillance de 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. Des technologies dépolluantes sont installées pour contribuer à la qualité de l air : 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. L opération constitue une première en France à cette échelle. Les installations de dénitrification sont en service sur les trois unités au charbon de 600 MW de Cordemais et du Havre. L empreinte écologique des nouveaux moyens de production (TAC et CCG) est très réduite, notamment les émissions atmosphériques (SOx et NOx) et de poussières. Il s agit au total d une réduction de 12 millions de tonnes de CO2 entre 1990 et 2016, résultat d une politique industrielle volontaire et constante d EDF en France et du Groupe à l international. Sur la même période, la production d électricité a augmenté de 26 % (production annuelle de 469 TWh contre 371 TWh en 1990). RECYCLER, POUR RÉDUIRE LES DÉCHETS EDF recycle les co-produits issus du fonctionnement de la centrale, par exemple, les cendres récupérées à la suite de 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 gypse de synthèse, issu 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. Dans sa lutte contre le changement climatique, EDF franchit une étape majeure dans la maîtrise de son empreinte carbone, en divisant par 2 ses émissions de CO2 en France à horizon Le respect de l environnement passe par une surveillance permanente du fonctionnement des sites. Un triple contrôle des émissions de rejets des centrales thermiques est effectué : - un système de mesure en continu, - un contrôle réglementaire régulier, - une surveillance de l environnement Mesure de la température de rejet aquatique Mesure des émissions des cheminées - dioxyde de carbone (C0 2) - oxyde d azote (NO x) - dioxyde de soufre (S0 2) - poussières Mesure de la température de l eau en aval du fleuve 7

8 LA DÉCONSTRUCTION DES ANCIENS SITES THERMIQUES EDF gère la déconstruction de ses centrales à l arrêt sur le territoire français. L'objectif est de donner une deuxième vie à son patrimoine en anticipant les différentes étapes qui mènent de l'arrêt d'exploitation d un site à sa reconversion pour accueillir de nouvelles activités. EDF entend ainsi préserver la vocation industrielle des sites du parc thermique et préparer le futur. Une trentaine de sites, anciennes centrales thermiques et réserves foncières, répartie sur le territoire, est concernée par la politique de valorisation du patrimoine d EDF, dont l expertise dans ce domaine est reconnue. EDF entend préserver la vocation industrielle des sites du parc thermique et préparer le futur. Les travaux de déconstruction s inscrivent dans une démarche de développement durable puisque au total 90 % des déchets sont valorisés. PREMIÈRE PHASE : LE DÉSAMIANTAGE La déconstruction d une centrale thermique est complexe et nécessite plusieurs années, notamment pour les centrales construites dans les années 50 et 60, en raison de l amiante utilisé comme calorifuge dans les structures et les matériels. Le désamiantage, intégré aux opérations de déconstruction, est réalisé par des entreprises agréées et certifiées, dont les personnels sont formés et équipés en conséquence. SECONDE PHASE : LA DÉCONSTRUCTION La deuxième étape de la déconstruction commence par la dépose des gros composants : turbines, dépoussiéreurs, réchauffeurs, alternateurs, pompes, broyeurs, etc. ainsi que 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. 8

9 EDF-SA avenue de Wagram Paris Cedex 08 France Capital de euros R.C.S Paris LA PRODUCTION D'ÉLECTRICITÉ Conception réalisation : Lionel Tran l Images : médiathèque EDF l Publication : EDF Production Ingénierie - Direction de la communication l Le groupe EDF est certifié ISO