Turbines à gaz
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Les turbines à gaz sont des moteurs thermodynamiques utilisant un écoulement constant d’un gaz (surtout de l’air), qui est comprimé et brûlé avec un combustible gazeux ou liquide. L’expansion de ce mélange à haute pression à travers une chambre à turbine produit une poussée qui propulse les aéronefs s’il s’agit d’un moteur à réaction, ou qui actionne un arbre pour la propulsion marine ou pour la production d’énergie dans des installations fixes (veuillez noter que, quel que soit le combustible utilisé, on utilise l’expression générique « turbine à gaz »). L’une des caractéristiques uniques de ces unités est la chaleur considérable contenue dans les gaz d’échappement, dont on peut récupérer l’énergie pour d’autres applications comme la cogénération ou la CEC.
Les installations à turbine à gaz qui brûlent du gaz naturel sont l’un des types les moins polluants de centrales électriques à combustible fossile. Elles ne produisent que peu ou pas de dioxyde de soufre (SO2) ou de monoxyde de carbone (CO). Leur forte efficacité d’ensemble peut contribuer à diminuer les émissions de dioxyde de carbone (CO2) par unité d'énergie produite. Il y a environ 1000 installations fixes de ce type au Canada, qu’on utilise surtout pour la compression des gaz dans les pipelines et pour la production d’énergie électrique d’appoint, ainsi que dans des systèmes de cogénération ou de CEC. Les unités en service vers la fin de 2005 étaient des unités du type aviation ou industrielles, pour un total de 14 000 MW.
La disponibilité de gaz naturel abondant et à prix compétitif favorise le choix de turbines à gaz à cycles combinés pour la production d’électricité. Utilisés avec des turbines à vapeur, ces appareils peuvent jouer un rôle important dans le réaménagement d’anciennes centrales thermiques à vapeur. S’ils sont situés à proximité d’un gros complexe industriel qui a besoin de vapeur pour ses procédés ou pour le chauffage des bâtiments, les systèmes de CEC utilisés pour la cogénération et comme systèmes énergétiques collectifs devraient permettre de réaliser des économies additionnelles. Ces types de systèmes, qui utilisent des combustibles plus propres comme le gaz naturel ou la biomasse, peuvent jouer un rôle important dans la lutte contre la pollution atmosphérique et les changements climatiques mondiaux.
Dans le cadre du Plan de gestion des NOx/COV publié en novembre 1990 par le Conseil canadien des ministres de l’environnement (CCME), Environnement Canada et un groupe de travail multilatéral ont élaboré la Recommandation nationale sur les émissions des turbines à combustion fixes, publiée en décembre 1992. Cette recommandation, qui vise les nouveaux moteurs, est fondée sur des limites d’émission atteignables par l’application de mesures fiables de prévention de la pollution et d’efficacité énergétique (afin de réduire au minimum les émissions de CO2). Elle doit promouvoir les applications de cogénération pour les turbines à gaz, sans qu’il soit nécessaire d’établir, pour les teneurs en oxydes d’azote (NOx), des limites nationales ultrafaibles qui nécessitent de réduire les émissions de la partie terminale du procédé. Cette recommandation est unique du fait qu’elle prévoit des tolérances pour la puissance de sortie et pour la récupération thermique; de plus, les limites des NOx sont exprimées en masse par unité d’énergie produite (grammes par gigajoule, ou MW).
