Les CCGT, des installations flexibles et complémentaires aux renouvelables pour contribuer à la stabilité du réseau électrique

Une centrale à gaz à cycle combiné est une installation de production d'électricité qui utilise deux cycles thermodynamiques pour maximiser l'efficacité énergétique. Tout d'abord, du gaz naturel est brûlé dans une turbine à gaz, produisant des gaz chauds sous haute pression. Ces gaz font tourner la turbine, générant ainsi de l'électricité.

Ensuite, au lieu de rejeter les gaz d'échappement, ceux-ci sont dirigés vers un récupérateur de chaleur. Dans ce récupérateur, la chaleur des gaz d'échappement est utilisée pour produire de la vapeur en chauffant de l'eau. La vapeur ainsi produite est ensuite envoyée dans une turbine à vapeur, qui génère à son tour de l'électricité.

Ce double processus permet de tirer parti de l'énergie contenue dans le gaz naturel de manière plus efficace, réduisant ainsi les pertes d'énergie et augmentant la production d'électricité. Les centrales à cycle combiné sont donc plus performantes et moins polluantes que les centrales traditionnelles.

Ces centrales présentent l'avantage de pouvoir démarrer et s'arrêter rapidement, ce qui les rend particulièrement adaptées pour répondre aux variations de la demande en électricité. Elles peuvent ainsi compléter les sources d'énergie renouvelable, comme l'éolien et le solaire, qui sont intermittentes par nature.

Le facteur de charge est une mesure de l’efficacité d’une centrale électrique. Il est défini comme le rapport entre la production réelle d’électricité sur une période donnée et la production maximale possible si la centrale fonctionnait à pleine capacité tout le temps. En d’autres termes, c’est une indication de la proportion du temps pendant laquelle une centrale produit de l’électricité par rapport à son potentiel maximal.

Toutes les unités de production électrique ne fonctionnent pas constamment à plein régime. Pour les renouvelables, le facteur de charge donne une indication de leur intermittence : il n'est pas choisi mais imposé par les conditions météorologiques. Pour d'autres moyens de production, telles que les CCGT, le facteur de charge est choisi ou piloté en fonction de l'intérêt économique à faire tourner la centrale ou non. D’où l’importance de pallier l’intermittence de la production renouvelable par des CCGT.

Depuis plusieurs années, nous investissons dans des projets de CCGT pour renforcer notre intégration tout au long de la chaîne de valeur de l’électricité. En Europe, nous exploitons à ce jour 7 CCGT et nous sommes partenaires de la centrale de West Burton.

Aux États-Unis, nous avons acquis en 2023 trois centrales à gaz représentant 1,5 GW de capacité de génération électrique : Wolf Hollow I (745 MW), Colorado Bend I (530 MW en cycle combiné et 74 MW en cycle ouvert) et La Porte (150 MW en cycle ouvert).

Avec une capacité installée de 5,8 GW à fin 2024, nous sommes en bonne voie pour atteindre notre objectif de 7 à 10 GW de capacités de production flexible d’électricité d’ici 2030.

L’électricité des installations pétrolières et gazières offshore de TotalEnergies est générée par des turbines qui brûlent du gaz (fuel-gas) extrait du réservoir. Ainsi, nous exploitons plus de 200 turbines à gaz dont 85 % sont situées en offshore. L’intégration de CCGT sur nos plateformes offshore permettrait des gains d’efficacité énergétique de l’ordre de 35 à 50 %. Néanmoins, le déploiement de cette solution constitue un véritable défi puisqu’il se heurte aux contraintes de taille et de poids sur les installations en mer. C’est pourquoi nous investissons dans le développement de cycles combinés plus compacts et plus légers. Nos efforts de R&D dans ce domaine visent à réduire des couts des nouveaux projets, faciliter l’implémentation de cycles combinés sur des sites existants et ainsi contribuer à déployer plus largement les cycles combinés en offshore.