Born Again : les générateurs à combustibles fossiles peuvent-ils avoir une seconde vie ?

Jun 24, 2023

Un nouveau rapport examine si les anciens générateurs d’électricité à combustibles fossiles peuvent être réutilisés pour jouer un rôle vital dans la stabilisation du réseau électrique d’énergies renouvelables.

La conversion d’anciens générateurs à combustibles fossiles pour qu’ils jouent un rôle clé dans un réseau électrique utilisant des énergies renouvelables est techniquement possible. Cela pourrait également être plus rapide et moins coûteux que la construction de condensateurs synchrones alternatifs.

Un rapport commandé par l'ARENA, Repurposing Existing Generators as Synchronous Condensers, estime que les coûts de conversion pourraient être jusqu'à 40 % moins chers que la construction à partir de zéro d'un appareil alternatif, connu sous le nom de condenseur synchrone.

La réutilisation d'un générateur alimenté au gaz pourrait réduire les délais d'installation d'un minimum d'environ 30 mois pour un nouveau condenseur synchrone à seulement six mois.

Et même si les gros générateurs de vapeur alimentés au charbon pourraient coûter plus cher à convertir et prendre plus de temps que les alternatives, le produit final pourrait produire l'effet équivalent de plusieurs condenseurs synchrones combinés.

Un générateur est, essentiellement, une énorme masse en rotation motorisée dont le but principal est de produire un approvisionnement constant en électricité. Mais en raison de sa taille, son inertie peut également contribuer à maintenir la stabilité du réseau électrique.

Les condensateurs synchrones sont également d’énormes masses en rotation, bien que plus petites que les générateurs. Leur seul rôle, à mesure que les anciens générateurs prennent leur retraite, est d’aider à maintenir la stabilité du réseau.

À mesure que de plus en plus de générateurs prennent leur retraite, remplacés par des sources d’énergie renouvelables, leur rôle stabilisateur disparaît. Une solution consiste à construire davantage de condensateurs synchrones.

Mais cette approche pose des problèmes.

Le monde entier cherche des solutions au même problème. Alors que la demande mondiale de condensateurs synchrones s’accélère, une pénurie d’approvisionnement apparaît. Cela entraîne inévitablement une augmentation des coûts et des délais d’attente plus longs.

Pour rappel, l'opérateur de réseau Transgrid a récemment publié des estimations initiales indiquant un besoin de 20 condensateurs synchrones rien qu'en Nouvelle-Galles du Sud d'ici 2025.

Le rapport se concentre sur les générateurs alimentés par des combustibles fossiles, notant que de nombreux générateurs hydroélectriques peuvent déjà fonctionner comme des condenseurs synchrones.

La facilité de conversion des générateurs existants varie selon la technologie et les conditions locales du site.

En examinant trois technologies, le rapport révèle que l'ordre de facilité, de rapidité et de coût de conversion est le suivant :

Turbine à gaz à cycle ouvert, qui peut être transformée en ajoutant un embrayage entre la turbine et le générateur. Cela impliquerait un délai de livraison de six à huit mois avec seulement de modestes modifications structurelles, de refroidissement et de lubrification probables. Au total, le coût de conversion pourrait représenter environ 60 pour cent de la construction de nouveaux condensateurs synchrones offrant des performances équivalentes.

Les turbines à gaz à cycle combiné, qui comportent à la fois des turbines à gaz et à vapeur, dépendraient beaucoup plus de la conception et de la disposition du système. Dans sa forme la plus simple, la conversion pourrait également impliquer simplement l'installation d'un embrayage, avec des économies de coûts et de délais correspondantes.

Les générateurs de vapeur alimentés au charbon sont les plus difficiles à convertir et les plus dépendants de la conception et de l'état du système. Les délais de livraison peuvent être aussi courts que 12 mois, mais ils sont plus susceptibles de varier de 18 mois à quatre ans. Les coûts devraient également être plus élevés mais, dans des circonstances favorables, ils pourraient égaler ceux de la conversion des générateurs à gaz.

Même si les recommandations du rapport reconnaissent « qu'il n'existe aucun précédent pour la conversion de grands générateurs à combustible fossile en condensateurs synchrones en Australie », le rapport recommande fortement une action urgente.

Premièrement, pour renforcer les connaissances, le rapport souligne la nécessité de soutenir au moins deux, de préférence trois, enquêtes spécifiques au site.

Deuxièmement, pour relever le défi des besoins toujours croissants du système alors que les délais approchent rapidement, le rapport exhorte les fournisseurs de services de renforcement du système à évaluer les projets potentiels et à demander les approbations réglementaires.

Le rapport formule également des recommandations sur l'exploration de la structure des contrats pertinents et, séparément, sur l'établissement de points de données pour la valeur de l'inertie.