Quel est le fonctionnement d’une centrale à charbon ?
Dans une centrale thermique à charbon, la chaleur dégagée par la combustion permet de faire tourner des turbines. Elles entraînent un alternateur et permettent ainsi de générer de l’électricité. On distingue deux types de techniques possibles pour réaliser la combustion de cette énergie fossile.
La combustion de poussière de charbon
La première étape consiste à réduire en poussière le charbon. Mélangé à l’air, on l’injecte ensuite dans la chaudière, où la mixture sera brûlée à 1 400 °C. La chaleur qui se dégage va permettre de chauffer l’eau présente dans le réseau de tuyauterie. Transformée en vapeur d’eau à haute pression, elle va permettre de mettre en mouvement la turbine. L’énergie cinétique issue des rotations de la turbine est alors transformée en énergie électrique par le biais d’un alternateur.
Le rendement de cette technique dépend souvent de la qualité du charbon utilisé. Sa teneur en carbone influe sur son potentiel calorifique :
- le lignite et les sous-bitumineux sont des charbons de rang inférieur,
- Les charbons vapeur, ou bitumineux, sont de rang supérieur (teneur en charbon comprise entre 70 et 90%).
Le « lit fluidisé »
Dans ce cas, le charbon est réduit en morceaux pour former un « lit ». Les particules de charbon qui brûlent en suspension sont réinjectées dans la chaudière, ce qui permet d’obtenir une combustion totale pour une température de 900 °C.
Le rendement est bien plus intéressant que la première technique. Elle est aussi plus économique, car le niveau de qualité de la chaleur brûlée est moins déterminant.
Enfin, cette technique est moins polluante en raison de la température moins élevée de combustion. Les fumées d’oxyde d’azote et métaux lourds sont moins concentrées. Les rendements atteignent presque 50%, on parle de centrales supercritiques (en opposition aux centrales sous-critiques).
Production d’électricité : avantages et inconvénients de la centrale au charbon
Aujourd’hui, le charbon représente environ 13,2% du mix énergétique européen. Bien que polluante, cette source d’énergie reste importante. Quels sont les avantages et les inconvénients d’une centrale à charbon ?
Une énergie disponible en continu
Contrairement aux énergies renouvelables, qui sont intermittentes, le charbon permet d’assurer une production constante d’électricité. En effet, il suffit de le brûler pour fabriquer de l’électricité.
À l’inverse, une éolienne a besoin de vent pour tourner. Sa production n’est donc pas toujours continue.
Une énergie très polluante
Le charbon est une énergie fossile. Aussi appelé houille (ou charbon de terre en opposition au charbon de bois), il s’agit d’une roche sédimentaire riche en carbone. De couleur noire, elle est issue de la dégradation partielle de la matière organique de végétaux. On la trouve en profondeur dans les sols.
Comme la plupart des hydrocarbures, sa combustion émet énormément de gaz à effet de serre (GES). Elle contribue donc au réchauffement climatique. Selon l’Ademe, produire 1 kWh d’électricité avec du charbon émet 1060 grammes de CO2, contre 6 grammes pour l’énergie hydraulique.
Bon à savoirPour participer au développement des énergies renouvelables en Europe, vous pouvez opter pour une offre d’électricité verte. Chez Alpiq, pour vous permettre de mieux maitriser votre facture d’électricité, nous vous laissons le choix du pourcentage d’énergies renouvelables que vous voulez mettre dans votre contrat d’électricité.
Une énergie plus chère que les énergies renouvelables
Le charbon apparaît comme une énergie peu économique. D’après le LCOE 2021 (Levelized Cost of Energy Analysis) de la banque Lazard, produire un MWh d’électricité avec du charbon coûte en moyenne 108 $ contre 36 $ pour l’énergie solaire photovoltaïque et 37 $ pour l’éolien.
Pourquoi le gouvernement a-t-il décidé de rouvrir la centrale de Saint-Avold ?
Pour accélérer la transition énergétique, La France avait décidé une sortie du charbon en 2022. Du fait de la guerre en Ukraine, l’approvisionnement en gaz de l’Europe a été menacé.
Or, selon le rapport du think tank Ember, le gaz naturel représente 19,7% du mix énergétique de l’Union européenne. Dans le même temps, la production des centrales nucléaires en France, cette année, est limitée. En effet, les opérations de maintenance prévues initialement en 2020 et 2021, ont été reportées en 2022 du fait de la pandémie de Covid-19.
Mais, à l’approche de l’hiver, la demande en électricité est plus soutenue, dopée par l’utilisation du chauffage électrique. Pour faire face à cette situation exceptionnelle, le gouvernement a décidé de relancer la centrale de Saint-Avold. Le ministère de la Transition écologique assure toutefois que l’Hexagone restera « en dessous de 1 % d’électricité produite par le charbon ».
Bon à savoirLes centrales charbon peuvent parfois être converties en centrale biomasse. Elles fonctionnent alors avec de la matière organique (bois, déchets organiques, etc.). C’est par exemple le cas de la centrale thermique à charbon de Bois Rouge à la Réunion. Elle passera au 100 % biomasse en 2023.
