Les Centrales électriques à Cycle Combiné Gaz (CCCG)

Le mix énergétique à la production d’électricité en France

Il existe trois principales sources pour la production d’électricité en France :

  • la production nucléaire, avec récupération de l’énergie de la réaction de fission contrôlée de matières fissiles dans des réacteur munis de chaudières à vapeur alimentant des turbines à vapeur connectées à des alternateurs ;
  • la production thermique, où l’électricité est produite à partir de l’énergie produite par la combustion de combustibles fossiles tels que le fioul, le charbon et le gaz naturel. Dans une proportion plus modeste, la production thermique d’électricité peut s’effectuer à partir de biomasse (bois, paille, résidus agricoles) et également de manière décentralisée par des unités de cogénération avec valorisation de vapeur (chauffage de procédés industriels et réseaux de chaleur) coproduite avec l’électricité ;
  • la production hydraulique à partir de barrages où l’énergie gravitaire de l’eau est transformée en électricité dans des turbo-alternateurs. L’hydraulique est une des principales source d’énergie renouvelable pour la production d’électricité accompagné par la production éolienne et les cellules photovoltaïques (Solaire PV), deux filières dont le développement est en plein essor.

Capacités de production d’électricité installées en France

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Répartition de la quantité d’électricité consommée en France par source

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Centrale électrique à cycle combiné gaz : comment ça fonctionne ?

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Le système de production d’électricité est composé de deux cycles, d’où son nom de cycle combiné.

Le première cycle est constitué par la turbine à gaz (1) .La turbine est constituée par quatre étage : dans un premier étage, un compresseur comprime de l’air qui vient alimenter un second étage contenant la chambre de combustion où les gaz naturel est brûlé. Les gaz chauds à l’issue de la combustion viennent ensuite faire tourner les ailettes du troisième étage de détente de la turbine à combustion. La turbine est solidaire d’un axe qui entraîne un alternateur (3) qui produit l’électricité. Le transformateur (4) élève la tension pour permettre son injection dans le réseau électrique (5).
Un deuxième cycle est constitué à la sortie des gaz chauds de la turbine à gaz (2). Ces gaz sont injectés dans un chaudière de récupération (6) puis ensuite évacués dans l’atmosphère par la cheminée. Leur composition est de l’ordre de 86% d’air, 9% de vapeur d’eau et 4% de CO2. La vapeur produite dans cette chaudière est utilisée dans une turbine à vapeur (8) elle-même couplée à l’axe de l’alternateur (3). La vapeur après avoir restitué son énergie est envoyée dans un condenseur (9) pour repartir ensuite vers la chaudière de récupération sous forme d’eau (10) qui sera de nouveau vaporisée.

Implantation des centrales électriques à cycle combiné gaz en France

 

Production centralisée d’électricité à partir du gaz naturel

Centrale à cycle combiné gaz en chiffres

  • Puissance électrique unitaire moyenne : de l’ordre de 450 GW (suivant le constructeur)
  • Production annuelle moyenne : 2200 à 2500 GWh (demande annuelle de 450 000 foyers)
  • Rendement : de 58 à 61% (suivant le constructeur)
  • Consommation de gaz naturel par les centrales électriques :  25,5 TWh2010, 29,5 TWh2011