Premier pas vers la décarbonation : Passer du charbon au gaz

Jan 30, 2024

Étude de cas

Industrie : Propriétaires d'installations industrielles avec des systèmes de production d'électricité au charbon

Un propriétaire d'installation industrielle bien établi utilise des installations de chauffage au charbon pour fournir de la chaleur et de l'électricité à sa propre usine. Alors que l'installation était économique dans le passé, le fabricant est maintenant confronté à un dilemme. Il est impératif de faire face à la décarbonation, car ils se sont engagés à réduire le CO₂ conformément aux attentes du gouvernement et des parties prenantes et à augmenter le poids des taxes carbone, tout en maintenant une perspective financière. Compte tenu du contexte susmentionné, ce n'est pas leur choix de renouveler les installations au charbon ou de continuer à exploiter celles qui existent déjà. Actuellement, le gaz naturel est disponible en tant que produit de base sur lequel on peut compter pour un fonctionnement stable. Le propriétaire envisage des installations de cogénération alimentées au gaz naturel afin d'équilibrer la réduction de CO₂ avec une exploitation stable de l'usine. Une option consiste à convertir la chaudière au charbon et l'installation à vapeur existantes au chauffage au gaz naturel. L'autre option est la turbine à gaz et le générateur de vapeur à récupération de chaleur d'échappement qui est plus économe en énergie. Cependant, le propriétaire n'a aucune expérience de la possession d'une turbine à gaz ni aucune connaissance des exigences d'exploitation et de maintenance. comme première étape.

La turbine à gaz est une machine tournante qui fonctionne avec une température d'entrée de turbine supérieure à 1000 degrés Celsius. Sa température des gaz d'échappement peut être supérieure à 500 degrés Celsius, ce qui serait suffisamment élevé pour générer de la vapeur pour faire fonctionner une turbine à vapeur ou pour fournir de la chaleur sous pression aux processus de fabrication. Des technologies avancées sont appliquées aux turbines à gaz tandis que des efforts sont déployés par les équipementiers pour prouver un fonctionnement sûr et fiable. En 2021, le nombre de turbines à gaz sélectionnées pour une application de cogénération industrielle alimentées au gaz naturel était trois fois plus élevé que les turbines à vapeur*. (*source : rapport McCoy)

Les centrales de cogénération à turbine à gaz utilisent l'électricité d'une turbine à gaz et la vapeur d'un générateur de vapeur à récupération de chaleur (HRSG) et ont une faible perte d'énergie. Ces centrales ont une efficacité énergétique globale supérieure de 80 % ou plus par rapport à une chaudière-turbine à vapeur conventionnelle avec condenseur et sont idéales pour la cogénération. Son package standardisé permet un travail d'installation local moins compliqué dans une zone limitée et une interface homme-machine bien développée permet un fonctionnement simplifié. De même, ils conviennent également aux sources d'énergie distribuées et au chauffage urbain. Le remplacement de la cogénération au charbon par la cogénération au gaz réduit le CO₂ et avec la turbine à gaz, la réduction du CO₂ sera plus importante, estimée à 69 %.

Mitsubishi Power maintient une conception de base éprouvée et effectue des tests de vérification de longue durée lors du développement de nouvelles technologies afin d'éliminer les problèmes survenant lors de l'introduction du produit. Cette approche de validation de la première unité sur son propre site de fabrication est unique à Mitsubishi et est la clé de la haute fiabilité de sa turbine à gaz.

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