L’énergie, d’où vient-elle ?

Le gaz comme source d’énergie électrique

 

En raison de sa propreté relative par rapport au charbon et au nucléaire, le gaz naturel est devenu l’une des principales sources d’énergie pour la production d’électricité. Plusieurs facteurs économiques, environnementaux, et technologiques ont contribué à l’émergence du gaz naturel comme source importante d’énergie électrique. En effet, si charbon est de loin l’énergie fossile la plus économique pour la production d’électricité, les conséquences environnementales de son utilisation n’en demeurent pas moins déplorables. Aussi, sous la pression des nouvelles réglementations visant à préserver l’environnement, les industries de production d’électricité se sont-elles vues obligées de trouver d’autres moyens pour parvenir à leurs fins. C’est ainsi que des générateurs électriques fonctionnant au gaz naturel ont vu le jour grâce à de nouvelles technologies.

 

Les techniques de production d’électricité

 

Il existe plusieurs façons de produire de l’électricité à partir du gaz naturel.

 

Les unités de génération de vapeur

 

Les unités à vapeur constituent la forme la plus élémentaire de production d’électricité à partir du gaz naturel. Dans ces unités de base, les combustibles fossiles sont brûlés dans une chaudière qui chauffe l’eau pour dégager de la vapeur. Cette vapeur alimente une turbine dont la rotation produit ensuite de l’électricité. Il faut en outre noter que ces unités sont plus typiques des grandes centrales nucléaires ou au charbon. Ainsi, elles ont une efficacité énergétique beaucoup plus faible en utilisation avec le gaz naturel : seulement 33 à 35% de la vapeur est convertie en électricité.

 

Les turbines à gaz centralisées

 

Les turbines à gaz et les moteurs à combustion sont également utilisés pour produire de l’électricité. Dans ces types d’unités, au lieu de produire de la vapeur, les gaz chauds en provenance de la combustion des fossiles (le gaz naturel) sont directement utilisés pour faire tourner la turbine et produire de l’électricité. Les turbines à gaz et les moteurs à combustion sont particulièrement utilisés dans les périodes de forte demande car s’activant plus facilement et plus rapidement. Par contre, ils sont énergiquement moins efficaces que les grandes centrales à vapeur.

 

La production distribuée

 

Avec les progrès technologiques, une nouvelle tendance s’est développée dans le milieu de l’énergie : il s’agit de la production distribuée. Celle-ci consiste en la mise en place de groupes électrogènes de petite taille sur des sites résidentiels, commerciaux et industriels. Ces petites centrales alimentées au gaz naturel fonctionnent grâce à de petites unités de turbine à gaz, de moteur à combustion, ou à des piles à combustible (gaz naturel).

En effet, la production distribuée peut prendre différentes formes : des petits générateurs à faible rendement utilisés pour assurer la fourniture d’électricité en provenance des services publics centralisés, aux générateurs plus importants et indépendants qui fournissent suffisamment d’énergie pour alimenter une usine entière. La production distribuée est intéressante en ce sens qu’elle offre une électricité moins chère que celle d’un service public centralisé, un contrôle local accru de l’approvisionnement en électricité et une réduction des pertes d’électricité liées au transport.

 

Les turbines industrielles au gaz naturel

 

Les turbines industrielles alimentées au gaz naturel fonctionnent selon le même principe que les turbines à gaz des grandes centrales décrites plus haut. Mais contrairement à ces dernières, elles sont situées à proximité de l’endroit où l’électricité générée sera utilisée. Produisant de l’électricité en provenance de gaz sous haute pression, les turbines industrielles sont compactes, légères, faciles à démarrer et simples à utiliser. Ce type de production distribuée est utilisé aussi bien par les établissements de taille moyenne que par ceux de plus grande taille tels que les universités, les hôpitaux, les bâtiments commerciaux et les installations industrielles, avec une efficacité énergétique pouvant atteindre 58%.

Par ailleurs, la chaleur qui serait normalement perdue en tant qu’énergie résiduelle peut facilement être exploitée pour remplir d’autres fonctions comme l’alimentation d’une chaudière ou le chauffage des locaux. On parle alors de systèmes combinés de production de chaleur et d’électricité. Ces systèmes exploitent la chaleur qui est normalement perdue dans le processus de production d’électricité, augmentant ainsi leur efficacité énergétique.