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Lnergie thermique fl amme

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Comment concilier la production dlectricit et lenvironnement ?

25 % de la population mondiale consomme prs des 2/3 des ressources dnergie.

PERFORMANCE SRET MATRISE DE LNERGIEEDF, au cur des grands enjeux nergtiques, produit des nergies en quantit suffi sante qui respectent lenvironnement et assurent au plus grand nombre laccs llectricit.

La demande dnergie pourrait progresser de 60 % dici 2030.

EDF est-elle comptitive ?


EDF,LEADER EUROPEN DE LA PRODUCTIONDLECTRICITLe groupe EDF est prsent sur les principaux marchs europens de lnergie : au Royaume-Uni avec EDF Energy, en Italie avec Edison et en France o EDF est leader sur son march.Avec les nergies nuclaire, hydraulique, thermique fl amme et les autres nergies renouvelables, EDF exploite un parc de production dlectricit performant, diversifi et complmentaire.

PUISSANCE INSTALLE

PRODUCTION NATIONALE*

PARC FRANAIS

ont t produits en 2010 par EDF en France.

en France au 31 dcembre 2010.

de la production lectrique ne produit pas dmission de gaz effet de serre.

19centrales nuclaires

13turbines combustion

439centrales hydrauliques

23tranches thermiques fl amme et

PRODUCTION DLECTRICIT DEDF EN FRANCE CONTINENTALE EN 2010

UNITS DE MESURE Le watt (W) est une unit de mesure

de puissance mcanique ou lectrique. Le mgawattheure (MWh) correspond la pro-

duction pendant 1 heure dune installation dune puissance de 1 mgawatt (MW).

1 MW = 1 000 kilowatts (kW) = 1 million de watts. 1 trawattheure (TWh) correspond

1 milliard de kWh.407,9 TWh

86,7 %Nuclaire

45,4 TWh

9,7 %Hydraulique**

16,9 TWh

3,6 %Thermique fl amme

* Ces valeurs correspondent lexpression une dcimale de la somme des valeurs prcises, compte tenu des arrondis.** Dont la production des stations de transfert dnergie par pompage.


Salle de commande de la centrale thermique de Porcheville.


Les centrales thermiques fl amme constituent lun des moyens les plus effi caces pour faire face aux variations de consommation dlectricit, et notamment aux augmentations fortes et soudaines de la demande. Flexibles et ractives, elles sont capables de produire de llectricit trs rapidement. EDF modernise ses centrales afi n doptimiser leurs performances techniques et environnementales, et investit dans de nouvelles installations aux technologies innovantes.

Une nergie prte jaillir

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04Une nergie qui combine ractivit et fl exibilitLes centrales thermiques fl amme sont particulirement sollicites en raison de leur fl exibilit.

06Un parc en pleine modernisationLe programme de modernisation des centrales thermiques a deux objectifs : les rendre plus effi caces et plus respectueuses de lenvironnement.

08De la fl amme llectricit, comment a marche ?Comprendre le fonctionnement dune centrale thermique.

10Une nergie tourne vers lavenirLnergie thermique face aux enjeux de demain.

Photo de couverture : Centre de production thermique de Martigues.

Cration de la collection : Spcifi queConception-ralisation : Crdits photos : Onoky/Photononstop, Getty Images/DR, Mdiathque EDF/Xavier Gary, Igor Meijer, Vronique Paul, Laurent Vautrin, Michal ZumsteinImprimeur : JPA - RF. ENE963-2011 Imprim sur papier cologique.

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UNE NERGIE QUI COMBINE RACTIVIT ET FLEXIBILIT

La production dlectricit partir des centrales thermiques fl amme est la plus rpandue car le gaz ou le charbon quelles utilisent comme combustibles sont des ressources naturelles abondantes. Ainsi, dans le monde, plus de 64 % de llectricit est produite partir dnergies fossiles.Flexibles et ractives, les centrales thermiques fl amme permettent de rpondre la demande en lectricit en priode de pic , cest--dire lorsque celle-ci augmente brutalement. EDF ajuste en permanence la production la consommation car llectricit ne peut tre stocke. Lentreprise a donc besoin de moyens de production capables de dmarrer trs vite. Lhydraulique rpond pour une part cette ncessit. Mais le thermique fl amme est aussi sollicit car il est trs fl exible : on peut le faire dmarrer rapidement (llectricit est produite en quelques heures seulement, et en 12 minutes partir des turbines combustion), linterrompre sans problme, le garder en rserve . Il est donc toujours disponible. Afi n damliorer ses performances techniques et environnementales, EDF a lanc un vaste programme de modernisation de son parc de centrales thermiques fl amme.

AJUSTERLajustement se fait dans les dispatchings le national ou les rgionaux du Rseau de Transport dlectricit (RTE), dans lesquels les oprateurs ont en permanence sous les yeux le niveau de la consommation et demandent la mise en route des moyens de production ncessaires la satisfaction de celle-ci.

DISPONIBLELes centrales au charbon fonctionnent entre 2 500 et 5 000 heures par an, les centrales au fi oul, entre 200 et 1 500 heures par an, et les turbines combustion, quelques centaines dheures par an.


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Nouveaux moyens de production en France Cinq turbines combustion mises en service entre 2009 et 2011 sur les sites de Montereau et de Vaires-sur-Marne, en rgion parisienne, pour une puissance totale de 930 MW. Construction dun cycle combin gaz (CCG) de 430 MW Blnod-ls-Pont--Mousson (Meurthe-et-Moselle) et transformation de la centrale fi oul de Martigues (Bouches-du-Rhne) en deux CCG de 465 MW chacun.Les centrales cycle combin au gaz naturel (voir page 11) permettent de diminuer signifi cativement les missions de CO2 et doxyde dazote et de supprimer celles de dioxyde de soufre.

Fonctionnement dune TAC

Une turbine combustion (TAC) fonctionne sur le principe dun racteur davion auquel on aurait ajout un alternateur :1) lair est fortement comprim,2) dans la chambre de combustion, du fi oul est inject lair

comprim. En senfl ammant, il produit lnergie ncessaire pour faire tourner la turbine,

3) la turbine entrane lalternateur qui produit llectricit.

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64 % de la production mondiale dlectricit est issue du thermique fl amme.


UN PARC EN PLEINE MODERNISATIONConstruit entre les annes 1950 et 1980, le parc thermique fl amme est constitu de moyens de production diversifi s tant au niveau du combustible que de la puissance. EDF a entrepris damliorer la comptitivit et la performance de ce parc en lanant un programme de rnovation et de modernisation.Depuis 2005, EDF a ainsi fi nalis la mise en service de 3 650 MW de capacit de production, dont 2 650 MW de fi oul jusqualors mise sous cocon , cest--dire en rserve, et 500 MW de nouvelles turbines combustion en rgion parisienne. Elles sont capables de faire face, en quelques minutes, lextrme pointe , soit des demandes dlectricit soudaines et importantes. Cette premire mondiale tait un vritable challenge technique et humain. EDF rnove galement ses centrales au charbon les plus puissantes et a lanc ses trois premiers CCG en France. Enfi n, lingnierie thermique dEDF est mobilise sur de nouvelles technologies : des moyens de production du futur, encore plus performants et plus propres. On parle, par exemple, de centrales charbon dites de dernire gnration (supercritiques) et de technologies de captage de CO2 (voir pages 10 et 11).

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CENTRALES AU CHARBON Rnovation de centrales au charbon :Cordemais, Le Havre.


Optimiser les performances environnementalesEn dix ans, EDF a rduit de 50 % ses missions atmosphriques. Pour cela, plusieurs techniques ont t dveloppes : la dsulfuration des fumes de charbon, ou lavage des fumes, permet de rduire de 90 % les missions de dioxyde de soufre, la dnitrifi cation limine 80 % des missions doxyde dazote. Trois units Cordemais et au Havre en sont quipes, les dpoussireurs liminent 99 % des poussires, lutilisation de combustibles de meilleure qualit, des charbons moins cendreux, des fi ouls basse teneur en soufre.

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LE SAVIEZ-VOUS ?EDF recycle les cendres issues de la combustion du charbon : fabrication de bton et ciment, amnagements routiers et ferroviaires

16,9 TWh ont t produits par les centrales au charbon, fi oul et gaz dEDF en France en 2010.

36 GW de puissance installe au niveau Groupe, dont 11,8 GW en France.


DE LA FLAMME LLECTRICIT, COMMENTA M ARCHE ?La centrale fl amme produit de la vapeur pour faire tourner un alternateur, qui est une machine rotative convertissant en nergie lectrique lnergie mcanique fournie par un moteur.

Dans les centrales charbon, le combustible est broy et pulvris afi n dtre brl. Dans les centrales au fi oul, le combustible est inject par des brleurs, en trs fi nes gouttelettes, dans la chambre de combustion. Le gaz, utilis dans les cycles combins gaz, est mlang lair comprim dans la chambre de combustion.

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Le principeQuel que soit le combustible (1), celui-ci brle dans une chaudire (2) pouvant atteindre 90 mtres de hauteur et un poids de 9 000 tonnes tapisse de tubes lintrieur desquels circule leau chauffer. Sous leffet de la chaleur, leau se transforme en vapeur, laquelle est alors envoye (3) sous pression vers les turbines. Les turbines (4) tournent grce la vapeur. Elles entranent un alternateur (5) qui produit de llectricit une tension de 20 000 volts. Llectricit est injecte sur le rseau aprs avoir t porte 225 000 volts, ou 400 000 volts, laide dun transformateur de puissance. La vapeur qui a t utilise est envoye vers un condenseur (6), dans lequel circule de leau froide. Au contact de celle-ci, la vapeur se transforme en eau, qui est rcupre et envoye nouveau dans la chaudire. Leau utilise pour le refroidissement (7) est restitue au milieu naturel ou renvoye dans le condenseur.

Le traitement des fumesLes fumes issues de la combustion passent travers des fi ltres capables de retenir 99 % des cendres en suspension. Les fumes sont ensuite vacues par de grandes chemines (8) pouvant atteindre 240 mtres de haut, comme celle de la centrale du Havre (Seine-Maritime). Avant dtre vacues, ces fumes sont analyses en permanence. Les rsultats sont envoys la Direction rgionale de lenvironnement, de lamnagement et du logement (Dreal), qui contrle le respect des critres.

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FONCTIONNEMENT DUNE CENTRALE THERMIQUE FLAMME CLASSIQUE

ballon

pompe

turbine (4)

alternateur (5)

condenseur (6)chemine (8)

chaudire (2)

eau de refroidissement (7)

(mer, rivire ou rfrigrant

atmosphrique)combustible (1)

Circuit eau-vapeur

brleurs

(3)

Certifi cationLe groupe EDF est certifi ISO 14001, label international sur lenvironnement (contrle de la qualit de lair, de leau, etc.).


UNE NERGIE TOURNE VERS LAVENIRDans les prochaines dcennies, les centrales thermiques fl amme vont continuer de jouer un rle dterminant dans la production dlectricit. Dans le monde, o elles constituent toujours la principale source dnergie. En France galement, o elles interviennent pour faire face aux demandes trs fortes dlectricit. Mais pour assumer correctement leur mission, elles font face un double dfi : celui de lenvironnement et celui de la performance.Ainsi, rduire les missions de CO2 est un des challenges quEDF entend relever dans les prochaines annes. Le groupe EDF tudie le dveloppement de centrales charbon dites de dernire gnration (supercritiques).Caractrises par un meilleur rendement, ces centrales produisent plus dlectricit pour une mme quantit de charbon brl. Elles rduisent proportionnellement les missions de CO2, grce une meilleure combustion. Leurs quipements de dsulfuration et de dnitrifi cation trs performants permettent de rduire encore les missions en oxydes de soufre, oxydes dazote et poussires. Paralllement, EDF poursuit ses recherches pour tester les technologies de captage et de stockage de CO2, qui permettront demain de supprimer les missions de CO2 des centrales thermiques fl amme.

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CAPTAGE DE CO2EDF y travaille avec des laboratoires universitaires et des partenaires industriels europens.


La centrale cycle combin gaz

La centrale cycle combin gaz (CCG) est constitue dune turbine combustion (TAC) et dune turbine vapeur (TAV). la sortie de la TAC, les gaz dchappement sont rcuprs dans une chaudire, ce qui permet de produire de la vapeur. Celle-ci est envoye dans la turbine vapeur couple un alternateur. Avec la mme quantit de combustible, il y a une double production dlectricit celle de la TAC et celle de la TAV , et donc un rendement beaucoup plus important.

Le thermique fl amme na pas davenir car il pollue ! Faux ! Le thermique fl amme restera un moyen effi cace pour faire face aux pointes de consommation. Cest le premier moyen de production dlectricit dans le monde. Il est vrai que la combustion de charbon, de gaz ou de fi oul entrane lmission de produits tels que le dioxyde de soufre, loxyde dazote, le gaz carbonique et des poussires. Mais les rglementations sont de plus en plus strictes et les moyens techniques pour les rduire de plus en plus performants.

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LE SAVIEZ-VOUS ?EDF dispose dun savoir-faire mondialement reconnu : EDF construit 3 CCG au Royaume-Uni et exploite des cycles combins gaz, au Vietnam et au Brsil notamment.

Le captage de CO2

En 2011, un dmonstrateur de recherche de captage de CO2 sera install sur lune des units de la centrale du Havre. Le groupe sest engag avec Alstom et Veolia Environne-ment dans la ralisation dun dmonstrateur de recherche pour tester, de 2011 2013, la technologie du captage post-combustion aux amines sur lunit 4 de sa centrale au charbon du Havre. Les essais viseront rduire : la consommation dnergie (estime aujourdhui 10 points de rendement) la consommation daminesIls permettront galement : de vrifi er les performances de cette technologie en milieu industriel danalyser la fl exibilit pour lexploitation. Ce projet bnfi cie du soutien de lAdeme.


IMPLANTATION DES CENTRALES THERMIQUES FLAMME EDF EN FRANCE

Paris

Clermont-Ferrand Lyon

Toulouse

Limoges

Bordeaux

Albi

Marseille

Nmes

Montpellier

NantesTours

Bourges

Orlans

Amiens

Lille

Reims

Quimper Rennes

Besanon

Mulhouse

Grenoble

Albertville

Lucciana

Vazzio

Runion

Guyane

SURINAM

BRSIL

Saint-Pierre-et-Miquelon

Ocan Atlantique

Martinique

Guadeloupe

Les Saintes

Kourou

Dgrad-des-Cannes

Marie-Galante

Saint-BarthlmySaint-Martin

Paris

Le Havre

Cherbourg

Clermont-Ferrand

Grenoble

Lyon

Toulouse

Limoges

Bordeaux

Marseille

NmesMontpellier

Nice

NantesTours

Bourges

Orlans

Amiens

Lille

Reims

Quimper Rennes

Besanon

Mulhouse

Strasbourg

Bouchain

La Maxe

Blnod

Montereau

Cordemais

Jarry nordJarry sud

Miquelon

Bellefontaine

Pointe des Carrires

Saint-Pierre

Aramon

Martigues

Brennilis

Dirinon

GennevilliersPorcheville

ArrighiSeineVitry-sur-

irVa es-sur-Marne

Centrale thermique fl amme Fioul

Centrale thermique fl amme Charbon

Port estLe Port

Turbine combustionT

T

T

T T

T

T

T

C C

C C

C

C

C

C C C

C

Cycle combin gazen constructionG

G

G G

250 MWF

F

C 250 MW

600 MWF

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C 600 MW

700 MWF

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CC

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Sites Corse et DOM-TOM

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EDF

Cap Ampre 1, place Pleyel

93282 Saint-Denis cedex

Sige social : 22-30, avenue de Wagram, 75008 Paris

SA au capital de 924 433 331 euros

RCS Paris 552 081 317

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Ref.:ENE963-2011

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2011


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