Les turbines à combustion biomasse : un outil flexible pour répondre aux besoins d’appoint en périodes tendues, sans paris sur l’hydrogène
Le besoin d’une production d’appoint flexible a conduit à une réflexion sur les moyens de fortement réduire les émissions de gaz à effet de serre associées à ce type de production, habituellement assurée par du fioul ou du gaz à faible rendement. Ces contraintes ont conditionné le choix des turbines à combustion, pour un total de 20 GW de ces nouvelles installations à mettre en service entre 2027 et 2034, préférentiellement sur les sites des centrales thermiques à flamme historiques.
Celles-ci nécessitent normalement un combustible liquide ou gazeux. Le scénario prenant le parti d’éviter les paris technologiques liés à l’hydrogène, les TAC pourront par défaut être alimentées par du biodiesel et du bioéthanol, aisément disponibles et stockables. Cependant les agrocarburants et le biogaz devant être réservés en priorité aux derniers usages de mobilité lourde non électrifiables, le scénario propose d’utiliser un autre combustible pour ce type d’usage : le bois.
Les turbines à gaz sont capables, sous certaines conditions, de fonctionner avec des combustibles solides. Des expériences grandeur nature de combustion de sciure de bois dans des turbines ont déjà confirmé dans les années 80 la viabilité du concept, mais le faible prix des hydrocarbures et le peu d’intérêt pour la question climatique à cette époque n’ont pas poussé à le développer plus avant.
Le principe de fonctionnement est exactement le même que pour une turbine à gaz, mais ici le combustible se présente sous forme d’un solide pulvérulent. L’avantage du bois est qu’il est abondant, facilement stockable, et peut provenir d’une large gamme de sources (résidus de scieries, coupes d’éclaircies, meubles usagés, culture dédiée de miscanthus).
Cet usage n’est pas conçu comme un accroissement de la demande en biomasse, mais comme une conversion de la production d’électricité fatale du bois-énergie en une production modulable et flexible apportant de la valeur au système électrique.
Cette production d’électricité fatale à partir de bois représente actuellement 2.7 TWh/an sous forme d’un bandeau quasi-constant de 300 MW, soit entre 1.5 et 2 millions de tonnes de combustible. Bien qu’il s’agisse souvent de cogénération, l’utilisation en base de cette biomasse est incohérente au regard de sa capacité à être facilement stockée, car elle ne participe pas à la flexibilité du système électrique. A l’inverse, mise en réserve et utilisée comme combustible en périodes tendues, cette biomasse permettrait par exemple de fournir un appoint de 5 GW durant 20 jours.