L'unité n° 2 de la centrale électrique de Qingyuan, dans le Guangdong, en Chine, a réussi à réaliser une co-combustion de biomasse à hauteur de 10 % du ratio énergétique. Il s'agit du premier cas en Chine de co-combustion à haute proportion de biomasse dans une unité à resurchauffe secondaire de million de kilowatts, comblant ainsi une lacune technique nationale et injectant une nouvelle dynamique dans la transition propre et bas carbone des groupes électrogènes thermiques.
La centrale électrique de Qingyuan, dans le Guangdong, du groupe énergétique national, est la seule grande centrale propre et efficace en Chine à disposer de 4 unités à resurchauffe secondaire de million de kilowatts et à réaliser une exploitation intégrée. Le projet a été sélectionné comme projet pilote pour la capacité de construction du nouveau système électrique par l'Administration nationale de l'énergie. Cette fois-ci, la technologie avancée de combustion indépendante de la biomasse développée par Longyuan Technology a été adoptée, permettant d'atteindre un ratio de chaleur de co-combustion de biomasse (paille, chutes de meubles, etc.) de 10 %. Pendant le processus de co-combustion, le mélange de combustible biomasse et de charbon est stable, et tous les paramètres de fonctionnement clés, tels que la température du foyer, les émissions de fumées et la charge de l'unité, se situent dans la plage admissible.
Fan Qingwei, directeur adjoint du département de gestion des équipements de la centrale électrique de Qingyuan, dans le Guangdong, du groupe énergétique national : La production d'électricité par co-combustion de biomasse permet de remplacer chaque année 142 000 tonnes de charbon standard, de réduire les émissions de dioxyde de carbone de 347 000 tonnes, ce qui équivaut sur le plan écologique à planter 1,8 million d'arbres.
Paille et déchets de meubles brûlés dans la centrale électrique
Favoriser la décarbonation propre du thermique
La paille, l'écorce d'arbre et les chutes de meubles, ces déchets agricoles et forestiers autrefois de faible valeur, ont désormais une nouvelle utilité dans les centrales thermiques. Comment la co-combustion à forte proportion de biomasse transforme-t-elle les déchets en énergie propre et ouvre-t-elle une nouvelle voie pour la modernisation verte des groupes électrogènes thermiques traditionnels ?
Le Guangdong est une grande province de fabrication de meubles, produisant chaque année une grande quantité de chutes de meubles, ainsi que des déchets agricoles et forestiers tels que la paille, l'écorce et les branches d'arbres. Auparavant, ils étaient pour la plupart simplement brûlés comme bois de chauffage, sans valeur économique. Désormais, les entreprises de production d'électricité transforment ces biomasses par des procédés de broyage et de séchage, passant d'un simple traitement agricole à une poudre de combustible industriel de niveau millimétrique, mélangée et brûlée complètement avec la poudre de charbon dans la chaudière. Ainsi, la consommation de charbon diminue et les émissions de carbone sont également considérablement réduites.
L'unité thermique qui réalise pour la première fois une co-combustion à forte proportion de biomasse ne présente pas de différence extérieure évidente par rapport aux autres unités thermiques, mais à l'intérieur du foyer, 8 brûleurs de biomasse dédiés ont été ajoutés. La co-combustion de biomasse ne consiste pas simplement à mélanger deux combustibles et à les brûler. Les biomasses végétales comme la paille et les arbres ont un point d'inflammation bas et brûlent rapidement.
En revanche, la poudre de charbon, combustible fossile, a un point d'inflammation élevé et brûle plus longtemps. La température de combustion complète des deux diffère d'environ 200 degrés. Si la proportion de biomasse est trop élevée pendant la co-combustion, il est facile de provoquer des phénomènes de scorification et de mâchefers dans le foyer, ce qui affecte la sécurité et la stabilité de fonctionnement du groupe électrogène. C'est également le point difficile clé de cette technologie. Après des centaines d'essais, l'équipe de recherche a finalement réussi à atteindre une co-combustion à forte proportion de biomasse supérieure à 10 %. Par rapport à une chaudière fonctionnant uniquement à la biomasse, elle peut produire deux fois plus d'électricité.
Dans le « cerveau » de la centrale — le centre de contrôle centralisé, sur le grand écran de surveillance, on voit brûler vivement le combustible biomasse, tandis que de l'autre côté se trouve le combustible fossile traditionnel — la poudre de charbon. Ils sont mélangés et brûlés dans la même chambre de combustion selon un ratio strict et une granulométrie précise. Sur 10 kWh produits, 1 kWh provient de la biomasse comme la paille, l'écorce et les déchets de meubles. Une seule unité peut absorber plus de 360 000 tonnes de déchets agricoles et forestiers par an.
Zhang Yong, responsable du projet de co-combustion de biomasse de Longyuan Technology, filiale de Kehuan Group : Grâce à la transformation pour la co-combustion de biomasse, la vitesse de réglage de la charge des groupes électrogènes thermiques traditionnels a augmenté de 30 %, ce qui signifie que l'unité peut rapidement s'adapter pour produire plus d'électricité lorsque les prix de l'électricité sont élevés, et réduire sa charge de manière flexible pour fonctionner de manière stable lorsque les prix sont bas, maximisant ainsi les bénéfices.
La transition propre et bas carbone du secteur thermique chinois poursuit ses percées
Dans le cadre de l'objectif « double carbone », le secteur thermique chinois approfondit continuellement sa transformation et sa modernisation, réalisant des percées systématiques dans des domaines tels que la décarbonation propre et le réglage efficace. Le rôle de soutien et de réglage du thermique dans le nouveau système électrique est davantage mis en évidence, fournissant une garantie solide pour la transition verte et bas carbone de l'énergie.
Actuellement, les trois principales voies de transformation bas carbone du secteur thermique chinois sont la co-combustion de biomasse, la co-combustion d'ammoniac vert et le CCUS (captage, utilisation et stockage du carbone). Parmi elles, la co-combustion de biomasse est relativement la plus mature et constitue également la voie technique la plus largement appliquée et la plus importante dans la transformation bas carbone des groupes thermiques. À ce jour, plus de 100 projets de co-combustion de biomasse sont en exploitation ou en cours de planification et de construction, couvrant diverses méthodes telles que la co-combustion directe de biomasse et le couplage par gazéification.
Selon les dernières données de la Fédération chinoise des entreprises électriques, d'ici la fin 2025, la capacité installée de production d'électricité à partir de biomasse en Chine atteindra 47,43 millions de kilowatts, représentant 1,2 % de la capacité installée totale ; la production d'électricité à partir de biomasse à l'échelle nationale sera d'environ 225 milliards de kilowattheures, représentant 2,1 % de la production totale d'électricité.
La Chine a déjà construit le plus grand système de production d'électricité au charbon propre au monde, avec des niveaux d'émissions ultra-faibles et une efficacité énergétique des unités en constante optimisation. Selon les plans, d'ici 2027, les voies techniques de production d'électricité bas carbone au charbon en Chine seront davantage matures et élargies, et les émissions de carbone par kilowattheure des projets de transformation seront réduites d'environ 50 % par rapport aux unités similaires de 2023, se rapprochant du niveau d'émissions de carbone des groupes électrogènes à turbine à gaz.