Les centrales dites « traditionnelles » sont très largement répandues. En 2012 on compte près de 2 400 centrales dans le monde dont plus du quart en Chine. Leur efficacité moyenne est de l’ordre de 32%[2] seulement. Le charbon émet plus de gaz carbonique que le pétrole, et que le gaz), ainsi que de nombreux polluants atmosphériques tels que des poussières, des SOx, des NOx. Les centrales à charbon sont donc très critiquées.

Deux solutions sont envisageables: amélioration du rendement ou réduction des, émissions de polluants atmosphériques et les dégagements de gaz à effet de serre grâce à des innovations.  

Centrales à charbon supercritiques

Les technologies de centrales à charbon supercritiques (SC)^[3] et ultra-supercritiques (USC), répondent à ces deux problématiques. Ces centrales en atteignant des températures et des pressions supérieures au point critique de l’eau (soit 374 degrés et 221 bars), permettent d’augmenter la quantité d’énergie produite par tonne de charbon pour atteindre une efficacité de l’ordre de 45% dans les centrales supercritiques.[4] On estime que si l’efficacité de la centrale est améliorée d’1%, les émissions de CO² chutent de 2%. On observe actuellement une forte augmentation des signatures de projets de centrales à charbon supercritiques :

–        Alstom (activité STEAM) est un des leaders mondiaux avec plusieurs projets en cours en Asie :

• Centrale de Manjung, 1000MW, mise en service en 2015,  
• Centrale Tanjung Bin, 1000MW, mise en service en 2016, deuxième contrat remporté par Alstom en Malaisie.

–        EDF (en Pologne[5]) ou GDF Suez (en Indonésie[6]) investissent également dans ces technologies.

Amélioration ds brûleurs

Les émissions de polluants peuvent être limitées grâce à l’utilisation de brûleurs à faible dégagement de NOx et de systèmes plus performants de désulfuration des fumées (SOx)[7]. Des centrales de ce type existent déjà au Japon, en Allemagne et au Danemark mais ne sont pas encore généralisées. L’innovation technologique a consisté à mettre au point des matériaux capables de résister à des températures supérieures à 600 degrés.  

D’autres solutions pourraient améliorer le bilan de ces centrales, telles que le Carbone Capture & Storage (CCS) ou le développement de l’effacement^[8] chez les consommateurs, qui s’organisent pour ne pas solliciter le réseau aux heures de pointe.

Les coûts d’installation font que ces projets restent fortement minoritaires. Le MIT confirmait déjà en 2009 qu’en l’absence de levier économique fort même le réaménagement des installations existantes avait peu de chance de se généraliser.[9]

« Le principal driver du marché reste avant tout économique. Les contraintes réglementaires environnementales sur les émissions en Europe et le prix du gaz naturel (de schiste) très bas actuellement aux Etats-Unis n’incitent pas à se tourner vers le charbon dans ces zones. Elles tendent actuellement à déplacer la demande vers l’Asie.» constate Jean-Philippe Tridant Bel, Directeur de l’activité Energie d’Alcimed.  

Les USA vont ainsi fermer plus de 175 petites centrales à charbon vieillissantes au cours des 4 prochaines années, du fait de règles de pollution de plus en plus strictes et du coût du gaz naturel au plus bas en raison de l’exploitation des gaz de schistes. De même, en France, l’entrée en vigueur des nouveaux systèmes de quotas CO2 en 2013 pousse des acteurs tels que EDF et E-ON à fermer des centrales faute de rentabilité.

« Le charbon apparait donc aujourd’hui comme une source d’énergie d’avenir, car abondant et peu onéreux, mais n’ayant pas encore réussi à limiter son impact environnemental. » conclut Antoine Bordet consultant chez Alcimed. 

A propos d’Alcimed

ALCIMED (www.alcimed.com) est une société de conseil et d’aide à la décision spécialisée dans les sciences de la vie (santé, biotech, agroalimentaire), la chimie, les matériaux et l’énergie ainsi que dans les Politiques Publiques, l’aéronautique, le spatial et la défense.  ALCIMED s’appuie sur une équipe de 200 collaborateurs, répartis à Paris, à Lyon et à Toulouse, en Allemagne, en Angleterre, en Belgique, en Suisse

[2] Moyenne dans le monde pour les centrales traditionnelles : 2083 kwh/tonne de charbon (efficacité de 32%), un peu plus élevée en Europe avec 2630 kWh/tonne (38%)

[3] On désigne les centrales supercritiques avancées pour 250 bars et 565°C, et les centrales ultra-supercritiques si la vapeur atteint ou dépasse 300 bars, 585°C

[4] Les centrales à charbon ultra-supercritiques, dont la température et la pression sont encore supérieures à celles des centrales supercritiques, existent à l’état de prototype seulement.

[5] A Rybnik en Pologne, EDF va construire une centrale à charbon supercritique à haut rendement de 900 MW 

[6] Paiton 3, GDF Suez via International Power a mis en service la première unité de charbon supercritique d’Indonésie sur l’Ile de Java, 815 MW.

[7] Par eau de mer et filtres à manche

[8] Ne pas consommer, ou reporter, sa consommation d’électricité lors des pics de consommation

[9] Source: “Retrofitting of Coal-Fired Power Plants for CO2 Emissions Reductions”, MIT, mars 2009