Des centrales à charbon plus propres

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Le développement de composants pour la prochaine génération de centrales thermiques à charbon est l’objectif du projet COMTES700 (Component test facility for a 700 degrees C power plant). Ces technologies aboutiront à des centrales thermiques plus efficaces que celles d’aujourd’hui, et pourraient réduire d’un tiers les émissions de gaz à effet de serre des centrales qui fonctionnent au charbon.

Le projet contribue ainsi aux efforts de l’UE pour réduire ses émissions de gaz à effet de serre et pour atteindre les objectifs fixés dans le cadre du protocole de Kyoto.

Une installation expérimentale est en service depuis 2005 à Gelsenkirchen, en Allemagne, et ses résultats ont déjà suscité l’intérêt du secteur de l’énergie, en Europe et ailleurs. L’un des partenaires du projet a en outre annoncé son intention de développer le concept et de construire une centrale de démonstration.

Les six partenaires qui mènent l’étude, parmi lesquels figurent des exploitants de centrales électriques et des sociétés de distribution d’énergie, sont originaires d’Allemagne et du Danemark. Le projet est piloté par le consortium COMTES700 Partners, qui comprend 11 autres grands fournisseurs d’énergie, issus de 6 États membres de l’UE.

EN SAVOIR PLUS

Le charbon: une source d’énergie clé

Les centrales électriques à charbon, comme toutes les sources d’énergie qui utilisent des combustibles fossiles, rejettent des gaz à effet de serre. Pour lutter contre le changement climatique, il faut réduire ces émissions.

Néanmoins, les études réalisées par l’Agence internationale de l’énergie, de même que le rapport WETO (perspective européenne pour la politique mondiale sur l’énergie, la technologie et le climat d’ici 2030) de l’UE, soulignent que la demande en énergie va continuer de croître. Ainsi, les combustibles fossiles tels que le charbon seront encore importants pour quelques dizaines d’années.

En outre, beaucoup de centrales électriques arrivent en fin de vie et devront bientôt être remplacées. En conséquence, il faudra prochainement construire de nouvelles centrales à charbon.

Le problème est de rendre ces centrales aussi propres et efficaces que possible, et c’est le but du projet. COMTES700 vise à concevoir, développer et exploiter une installation expérimentale pour démontrer le comportement de nouveaux matériaux et composants dans la prochaine génération de centrales à charbon.

Monter en température

Pour améliorer le rendement des centrales à charbon, les partenaires du projet cherchent à augmenter la température et la pression de la vapeur qui actionne les turbines. Actuellement, les centrales les plus performantes en Europe fonctionnent à 600 degrés Celsius sous une pression de 280 bars, avec un rendement de 43% à 45%. Dans la future génération de centrales, la pression atteindra 350 bars et la température dépassera les 700 degrés Celsius.

Le rendement pourrait ainsi dépasser les 50%. Actuellement, le rendement moyen des centrales en Europe est à peine de 36%. En d’autres termes, les nouvelles centrales réduiront d’un tiers les émissions de CO2 (dioxyde de carbone), tout en économisant un combustible précieux. L’Asie a tout autant besoin de centrales électriques plus efficaces. D’après le rapport WETO, la demande en énergie augmentera fortement d’ici 2030, et cette augmentation sera principalement satisfaite par le charbon.

Dans le cadre de COMTES700, l’installation expérimentale fonctionnera 20 000 heures. L’équipe du projet aura donc suffisamment de temps pour identifier les problèmes majeurs, recueillir des informations sur les besoins technologiques, déterminer les caractéristiques des composants et définir les conditions optimales de fonctionnement.

L’une des principales difficultés du projet COMTES700 a été de fabriquer des composants capables de supporter la température et la pression du nouveau système. Il a fallu faire appel à des alliages à base de nickel, plus résistants que l’acier utilisé dans les centrales habituelles. En contrepartie, cette résistance multiplie par cinq ou six le délai de fabrication des composants.

Intégrer les meilleures technologies de capture du carbone

En augmentant le rendement énergétique des centrales à charbon, les concepts mis au point lors de COMTES700 permettent d’appliquer des technologies de capture et de stockage du carbone, ce qui réduit encore plus les émissions de gaz à effet de serre.

En effet, l’intégration de techniques de capture de carbone à une centrale thermique diminue son rendement. D’un point de vue stratégique, il est donc préférable de les utiliser pour des centrales plus efficaces.

En augmentant le rendement des centrales à charbon au-delà des 50%, COMTES700 facilite l’utilisation des technologies de capture et de stockage du carbone.

Aujourd’hui l’Europe, demain le monde!

Grâce au projet COMTES700, la technologie à 700 degrés Celsius fait un grand pas en avant. Elle dispose désormais des composants capables de supporter les températures et la pression plus élevées des centrales de prochaine génération.

En Europe, les partenaires du projet COMTES700 travaillent sur un prototype de centrale à 700 degrés, en utilisant les composants qu’ils ont développés. Elle sera construite dans la ville côtière allemande de Wilhelmshaven, où les fournisseurs de charbon pourront facilement procéder à la livraison par bateau et où l’eau nécessaire au refroidissement abonde. Les travaux de construction débuteront en 2010, et la centrale de 500 mégawatts devrait être opérationnelle d’ici 2014.

Les résultats du projet ont suscité l’intérêt des producteurs d’électricité partout dans le monde, notamment au Japon et aux États-Unis, soulignant une fois de plus la position de l’Europe en tant que leader de ce secteur important.