L’ÉNERGIE THERMIQUE À FLAMME, L’ÉNERGIE INDISPENSABLE À LA POINTE

EnvironnementLes centrales thermiques à flamme s’adaptent aux nouvelles réglementations environnementales européennes. Différentes techniques, comme celle du lavage des fumées, permettent de diminuer l’impact sur l’environnement.

Les centrales thermiques à flamme ont un rôle indispensable d’ajustement dans la production d’électricité d’EDF. Leur souplesse et rapidité d’utilisation leur permettent de garantir l’équilibre entre la consommation des clients et la production d’électricité d’EDF. Dans l’objectif d’améliorer la performance de son parc de production et de limiter l’impact sur l’environnement, le groupe EDF a lancé un vaste programme de modernisation de ses centrales thermiques à flamme.

ThFthermique à flamme

Équilibre et ajustementLes centrales thermiques à flamme sont indispensables pour répondre aux variations de la demande d’électricité notamment lors de pics de consommation, aux heures de pointe ou lors de périodes de froid ou de grande sécheresse.

InternationalEDF est un des leaders mondiaux dans la production d’électricité à partir des centrales thermiques à flamme. Son experience et son savoir-faire sont reconnus au travers des nombreux projets de développement auxquels elle participe.

Une puissance installée de 9,3 GW10% de la puissance du parc de production d’EDF

15 centrales

16,5 milliards de kWh produits par an

3% de la production d’EDF

3. le groupe turbo-alternateur La vapeur fait tourner la turbine. L’alternateur, qui lui est couplé, tourne à 3 000 tours par minute et génère de l’électricité, à une tension de 20 000 Volts. L’énergie électrique est ensuite injectée sur le réseau, après avoir été portée à 225 000 ou 400 000 Volts à l’aide d’un transformateur de puissance. Une telle transformation permet de minimiser les pertes durant le transport.

2. la production de vapeurLe combustible brûle dans une chaudière, véritable cathédrale pouvant mesurer jusqu’à 90 mètres de hauteur et peser plus de 9 000 tonnes. Elle est tapissée de tubes à l’intérieur desquels circule l’eau à chauffer. Sous l’effet de la chaleur, l’eau se transforme en vapeur qui est ensuite envoyée sous pression vers les turbines.

4. le condenseurLa vapeur turbinée est envoyée vers le condenseur, dans lequel circule de l’eau froide. La réaction est immédiate : la vapeur reprend sa forme liquide. L’eau ainsi obtenue est récupérée et re-circule dans la chaudière.Un autre cycle peut commencer. Quant à l’eau utilisée pour le refroidissement, elle est soit restituée à son milieu naturel, soit renvoyée au condenseur.

COMMENT ÇA MARCHE ?

Le fonctionnement d’une centrale thermique à flamme

Le combustible, charbon, fioul ou gaz, est brûlé dans une chaudière. La chaleur dégagée transforme de l’eau en vapeur. Cette vapeur entraîne une turbine couplée à un alternateur, qui génère l’électricité. Elle redevient ensuite eau en traversant le condenseur, puis repart pour un nouveau cycle vers la chaudière.

1. le combustibleLe combustible peut être de trois types : charbon, fioul ou gaz. Dans les centrales à charbon, le combustible est broyé et pulvérisé en poudre. Dans les centrales au fioul, le combustible est injecté (en très fines gouttelettes) par les brûleurs dans la chambre de combustion. Quant au gaz, il provient d’usines sidérurgiques et ne requiert pas de traitement préparatoire, si ce n’est l’élimination d’éventuelles traces d’eau ou d’huile.

Principe de fonctionnementLes combustibles

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Centrale de Laîbin, Chine

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charbon

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Capacité de l’unité de production

250 MW

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Pour en savoir +www.edf.com

Les TACLe parc thermique à flamme d’EDF compte 800 MW de capacité de production pour les turbines à combustion (TAC), auxquels s’ajouteront 500 MW prochainement en construction en région parisienne pour une mise en service à l’horizon 2008.Les TAC sont utilisées pour les besoins de production en «extrême pointe» : elles fonctionnent en moyenne quelques dizaines d’heures par an et peuvent être démarrées très vite, et avec une grande fiabilité. Une turbine à combustion fonctionne sur le principe d’un réacteur d’avion, auquel on aurait ajouté un alternateur.

L’évacuation des fuméesLes fumées de combustion passent à travers des dépoussiéreurs électrostatiques. Ces filtres géants retiennent plus de 99% des cendres en suspension. Les fumées sont ensuite évacuées par de grandes cheminées qui peuvent atteindre 240 mètres de haut comme à la centrale du Havre.

Contrôle et surveillance24 heures sur 24, dans toutes les centrales, les fumées sont analysées avant le rejet par la cheminée. Les résultats de ces données sont envoyés mensuellement à la Direction Régionale de I’Industrie, de la Recherche et de l’Environnement (DRIRE) qui en assure le suivi et le contrôle. La qualité de l’air, de l’eau et le bruit aux abords des centrales font également l’objet d’une surveillance constante par des organismes indépendants.

La salle de commande dans une centrale thermique à flammeChaque centrale est pilotée à partir d’une salle de commande. Cette salle, vers laquelle convergent toutes les informations du centre de production, en est le centre névralgique. Pupitres de contrôle et écrans reliés à des caméras permettent d’accéder à des milliers de données en temps réel. A tout moment, la température des circuits, le débit et la pression de la vapeur ou de l’eau et toutes informations indispensable au fonctionnement de la centrale sont disponibles pour assurer la sécurité de l’installation et le meilleur niveau de performances énergétique et environnementale.

1 - L’air est fortement comprimé.2 - Dans la chambre de combustion, du fioul est injecté à l’air comprimé, en s’enflammant, il produit l’énergie nécessaire pour faire tourner la turbine.3 - La turbine entraîne l’alternateur qui produit l’électricité.

Grâce à ses turbines fonctionnant au fioul domestique, le site de Dirinon assure principalement la fourniture d’électricité lors des périodes de très forte consommation en Bretagne.

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A l’international, EDF met en œuvre son expertise le plus souvent en partenariat avec d’autres industriels, dans de nombreux domaines : ingénierie, construction, exploitation, déconstruction …

UN SAVOIR-FAIRE RECONNU MONDIALEMENT

Le charbon et le gaz fournissent les 2/3 de l’électricité consommée dans le monde.

En 50 ans, EDF a développé un savoir-faire reconnu et recherché. En effet, de nombreux pays industrialisés ou en voie de développement font appel à EDF pour concevoir, construire et exploiter des centrales. Ce transfert de savoir-faire passe bien souvent par des prestations de formation aux techniques d’exploitation.

THERMIQUEÀ

FLAMME

Présent sur 4 continentsDans le monde entier, EDF participe au développement et à l’exploitation de centrales thermiques à flamme :

Au Mexique avec les centrales à cycle combiné à gaz de Saltillo, de Rio Bravo et d’AltamiraEn Egypte avec les centrales thermiques à gaz sur le Golfe de Suez et à Port SaïdEn Chine avec les centrales de Laïbin B et ShandongAu Vietnam avec la centrale de Phu MyAu Brésilavec la centrale de Norte FluminenseEn Pologneavec la centrale de Rybnik

Le mode de production d’électricité à partir des centrales thermiques à flamme est le plus répandu dans le monde, car le charbon ou le gaz sont des ressources naturelles abondantes.

Avec 1 000 milliards de tonnes de réserves mondiales, soit 2 siècles d’exploitation, le charbon va jouer un rôle important dans les années à venir.

Le thermique à flamme dans le monde

Pour en savoir +www.edf.com

66 % de la production d’électricité mondiale

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1 000 milliards de tonnes de réserves mondiales

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Qu’elles utilisent le charbon, le fioul ou le gaz, les centrales thermiques émettent des oxydes d’azote (NOx), du gaz carbonique (CO2), du dioxyde de soufre (S02) et des poussières. EDF développe plusieurs techniques pour réduire l’impact environnemental de ses centrales :

Le lavage des fumées permet aux centrales du Havre et de Cordemais de retenir 90% des oxydes de soufre.

Utiliser les techniques performantes

LE THERMIQUE À FLAMMEEXIGEANT POUR L’ENVIRONNEMENTDepuis plusieurs années, EDF mène un programme de modernisation pour réduire l’impact de ses centrales thermiques à flamme sur l’environnement. Différentes techniques sont utilisées pour réduire les émissions atmosphériques.

Le recours à des combustibles moins polluants contribue au respect de l’environnement : choix d’un charbon moins cendreux ou fioul à très basse teneur en soufre.

1 - en utilisant des combustibles moins polluants et de meilleure qualité (des charbons moins cendreux ou du fioul à basse teneur en soufre).

2 - en procédant à la désulfurisation des fumées, autrement dit à leur lavage.Avant que celles-ci n’atteignentla cheminée, elles passent au travers d’une eau saturée en calcaire. Ce procédé produit du gypse.

3 - Les fumées peuvent être aussi dénitrifiées c’est-à-dire débarrassées des oxydes d’azote. Ce résultat est obtenu soit en utilisant de nouveaux brûleurs « bas NOx », soit en captant les oxydes d’azote par de l’ammoniac dans un pot catalytique géant.

Recycler les produits de la combustionA partir de la désulfurisation des fumées, EDF produit du gypse qui est réutilisé dans la fabrication du plâtre. Les cendres récupérées de la combustion du charbon sont, quant à elles, utilisées dans plusieurs domaines :- fabrication du béton et du ciment,- aménagement routiers et ferroviaires,- comblement de cavités,- enfouissement des lignes électriques.

S’adapter aux nouvelles exigencesLes directives européennes sur l’environnement vont durcir les contraintes environnementales appliquées aux centrales : limitation des rejets de dioxyde de soufre, d’oxyde d’azote et de poussières. EDF a anticipé ces nouvelles réglementations et a décidé d’arrêter la production des anciennes unités. Les centrales plus récentes ont été modernisées en fonction de ces obligations environnementales et en vue de prolonger leur durée de vie : 250 millions d’euros sont consacrés aux centrales du Havre, de Cordemais, de Blénod et de la Maxe.

Après la certification ISO 14001 de la centrale du Havre en 1999, c’est l’ensemble du parc thermique EDF qui a obtenu ce label international sur l’environnement.

Quotas d’émissions de CO2Depuis le 1er janvier 2005, l’Union européenne a mis en place un système de marché de quotas pour les émissions de CO2. En France, le Ministère de l’Ecologie a établi les quotas par secteur d’activité pour la période 2005-2007, ceux alloués au secteur électrique ont été répartis au prorata des émissions de 1996 à 2002.

Le volume d’émissions fixé à l’Europe ambitionne un objectif global de réduction de 8% sur la période 2008-2012 par rapport au niveau atteint en 1990.

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Centrale de la Maxe

1, place Pleyel93282 Saint-Denis Cedexwww.edf.comSA au capital de 8 129 000 000 euros – 552 081 317 R.C.S. Paris D

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UNE COMPOSANTE INDISPENSABLEEn France, les centrales thermiques à flamme produisent de l’électricité par combustion de charbon, de fioul ou de gaz sidérurgique. Utilisées à l’origine comme moyens de production de base, elles sont devenues, après la montée en puissance de l’énergie nucléaire, l’un des moyens indispensables pour répondre aux variations de consommation des clients d’EDF.

La modernisation du parc thermique à flamme d’EDFConstruit entre les années 50 et 80, le parc thermique à flamme d’EDF est constitué de 51 unités de production dont 30 sont en exploitation sur 15 sites. Leur puissance s’échelonne de 50 à 700 MW par unité. Ce parc doit poursuivre sa mission de production d’électricité dans les prochaines années. Dans cette optique, des travaux de rénovation et de modernisation sont entrepris pour améliorer la performance et la compétitivité du thermique à flamme sur le plan industriel, technique et environnemental pour les centrales les plus récentes. De plus, pour renforcer sa capacité à répondre sa capacité à répondre aux pointes de consommation, le Groupe EDF a décidé la remise en service de quatres unités au fioul et la construction de turbines à combustion, apportant 3100 MW supplémentaires à l’horizon 2008.

Questions / RéponsesDécouvrez les 3 questions les plus fréquemment posées sur l’énergie thermique à flamme

Rapide et soupleGrâce à leur flexibilité, les centrales thermiques à flamme peuvent chaque jour faire face aux pointes de consommation et notamment lors des vagues de froid.Le rôle d’ajustement du thermique à flamme est indispensable au parc de production d’EDF. Il représente 10% de sa capacité totale.

EDF prépare l’avenirEDF participe à l’évolution des technologies et tient compte du retour d’expérience des nouvelles unités de production mises en service dans le monde entier.Cette recherche permanente permet de maintenir ses compétences au meilleur niveau pour sélectionner le moment venu la meilleure technologie à utiliser. A titre d’exemple : le LFC (chaudière à Lit Fluidisé Circulant) qui réduit les émissions d’oxyde d’azote et de soufre, le charbon propre supercritique, ou le Cycle Combiné (qui permet un rendement énergétique élevé avec le gaz naturel).

• 14 unités de production fonctionnent au charbon.• 7 au fioul • 2 au gaz• 7 unités de production sont des turbines à combustion qui fonctionnent au gaz ou au fioul.

• 21 unités sont en arrêt dont 4 seront remises en service en 2008

1 - Combien d’heures fonctionnent en moyenne les centrales thermiques à flamme d’EDF ?Les centrales thermiques à flamme sont mises en service environ 1 000 à 1 500 heures par an. Certaines d’entre elles ne sont pas appelées à fonctionner en permanence. Il est nécessaire de rappeler que l’électricité ne se stocke pas, il faut donc constamment assurer l’équilibre entre la demande et la production. Au sein du parc de production d’électricité d’EDF, les centrales thermiques à flamme ont donc un rôle d’ajustement entre la consommation des clients et la production d’EDF : au jour le jour, pour couvrir les pointes de consommation du matin et du soir, en continu pendant les périodes très froides, en substitution de l’énergie hydraulique lors des années sèches.

2 - Comment EDF contribue-t-elle à la réduction de l’impact environnemental des centrales thermiques à flamme ?D’importants investissements sont consacrés à la modernisation du parc de production thermique à flamme (de l’ordre de 350 millions d’Euros) afin d’améliorer les performances techniques des installations tout en réduisant les émissions atmosphériques. De plus, toutes les centrales thermiques à flamme sont déjà certifiées ISO 14001, label international pour l’environnement, et sont soumises à des réglementations environnementales de plus en plus strictes.

3 - D’où provient le charbon utilisé comme combustible pour faire fonctionner les centrales thermiques à flamme ?Le charbon est importé soit d’Asie, d’Amérique Latine ou d’Australie. Il est ensuite transporté par bateau puis est acheminé, selon les destinations, par voie fluviale ou ferroviaire.

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