La SGT5-8000H, c’est la turbine à gaz de nouvelle génération qui va faire entrer de plain pied Siemens et ses clients dans une dimension inédite dans le monde de l’électricité: celle des centrales à la fois puissantes et hyper-flexibles, qui répondent au doigt et à l’oeil aux moindres sollicitations du réseau électrique.

Avec son rendement supérieur à 60% en cycle combiné, sa grande flexibilité qui lui permet de passer de 100MW de puissance à 600MW en pleine puissance, la SGT5-8000H dévoilée par Siemens au printemps fait d’ores et déjà figure de référence dans le milieu de la production d’électricité à partir de ressources fossiles (ndlr: le gaz en l’occurrence). Elle signe pour le groupe l’aboutissement d’un programme de longue haleine engagé voici plus de dix ans qui aura amené ses ingénieurs à améliorer tout ce qu’il était possible d’améliorer: multiples essais de reprofilage des ailettes de la turbine, augmentation considérable des surfaces d’échange, augmentation très nette des pressions de travail et intensification des efforts d’étanchéification… Tout a été mis à profit par les équipes mobilisées autour de ce programme afin de maximiser chaque centimètre cube de gaz brûlé dans la turbine. Au-delà du soin apporté au perfectionnement des éléments techniques constitutifs de la turbine en elle-même qui permet une utilisation maximalisée des moindres éléments, les ingénieurs se sont également attachés à augmenter la fiabilité de l’installation.

Une première turbine livrée au géant allemand E.ON

Pour les responsables de Siemens Allemagne, il importait autant avec la SGT5-8000H de livrer une turbine performante que d’apporter à E.ON, l’électricien allemand qui a été le premier à avoir signé pour l’installation d’une turbine de ce genre dans sa centrale d’Irsching, la garantie absolue qu’il n’allait pas servir de cobaye. “Il y a un peu moins de dix ans, peu de temps après que nous ayons décidé de nous investir dans ce grand programme, des concurrents ont décidé de travailler sur un tempo plus rapide pour sortir de nouvelles générations de turbines. Nous avons pour notre part jamais cessé de privilégier une évolution prudente et très conservative de notre processus de recherche et développement, en évoluant étape après étape et en consolidant les acquis après chaque progrès réalisé. Cela nous a permis de bénéficier d’une sécurité maximale sur chacune de nos avancées techniques, de sorte que la SGT5-8000H dont nous avons livré ici la première version commerciale est aussi stable qu’une ancienne génération”, nous a confié Lothar Balling, Head of GT Power Plant Solutions, Fossil Power Generation Division chez Siemens Energy.

De 100 à 600 MW en quelques dizaines de minutes

Durant un an et demi, dans la dernière ligne droite qui a précédé la réception de l’unité par le client E.ON, Siemens a ainsi mené sur le site d’Irsching des essais sur la turbine à gaz avant de s’engager dans un premier round d’essais de fonctionnement réussi. La centrale électrique au gaz en cycle ouvert a ensuite été modifiée en une configuration cycle combiné. Une étape de plus qui aura permis aux ingénieurs de Siemens d’ajouter du cycle vapeur basé sur un générateur à récupération de chaleur innovant et une turbine à vapeur à haute température de Siemens fonctionnant à 600°c. L’installation est de ce fait devenue la centrale à cycle combiné la plus efficace au monde avec un rendement atteignant 60,75%. Outre sa haute fiabilité, sa très grande flexibilité opérationnelle, ses coûts de cycle de vie réduits et son grand respect de l’environnement, la turbine SGT5-8000H étonne surtout par cette stupéfiante aptitude à passer de 100MW (sa puissance de fonctionnement la plus basse) à 600MW (sa puissance de fonctionnement maximale) en l’espace d’une dizaine de minutes seulement. Une performance qu’elle réalise en limitant fortement les émissions atmosphériques. A la question de savoir quelles valeurs sont atteintes lors de pareilles opérations de remise à pleine puissance, logiquement liée à des niveaux d’émissions plus importants, les responsables de Siemens Allemagne nous ont renvoyé aux législations qui s’appliquent localement, expliquant que ce détail faisait à chaque fois l’objet d’une discussion avec l’exploitant.

Pourquoi le gaz?

Autre interrogation: celle du choix du combustible. Pourquoi le gaz alors que ce combustible fossile a montré une très grande volatilité ces derniers temps. A cette question, le CEO de Siemens Energie Belgique Peter Koninckx nous a répondu en avançant d’un côté le rendement élevé de la turbine qui compense largement les hausses éventuelles du prix du gaz. Et de l’autre, la très grande flexibilité de la turbine qui peut très bien s’accommoder d’une succession d’arrêts et de redémarrages là où ce serait totalement impossible pour une centrale traditionnelle ou, pire encore, pour une centrale nucléaire. Peter Koninckx: “Quand le prix du gaz augmente, cette installation devient plus intéressante. Et du côté de la flexibilité, les opérateurs vont pouvoir en profiter pleinement avec cette turbine puisqu’ils vont devoir de plus en plus s’aligner sur le spark spread* du moment en ayant la capacité de se déconnecter ou de se connecter très rapidement au réseau, ou encore en changeant rapidement de charge et d’effectuer ce qu’on appelle le ‘cycling’. Last but not least, cette fameuse turbine 8000H respecte plus que jamais l’environnement avec des niveaux d’émission qui n’ont jamais été aussi peu élevés“. En outre, ce choix du gaz intervient dans le cadre de scénario prédictifs établis à long terme qui fondent leur solidité sur le principe d’un mix énergétique où chaque source doit pouvoir trouver sa place, avec une modulation possible à la hausse ou à la baisse en fonction de l’évolution de l’environnement.

Ce que la 8000H pourrait apporter au marché belge

Si l’on comprend aisément l’intérêt que peut avoir une turbine à gaz comme la 8000H dans un marché allemand profondément marqué par l’omniprésence du renouvelable, cette turbine a-t-elle vraiment sa place en France ou en Belgique où le nucléaire assure une grosse partie du travail, et où la part du renouvelable est finalement encore très modeste par rapport à ce qu’elle est en Allemagne? A cette question, le CEO de Siemens Energie Belgique Peter Koninckx est catégorique: “La seule vraie différence entre cette centrale 8000H et les précédentes, c’est qu’elle est un peu plus grande. On parle ici de 600MW au lieu des 400MW affichés par une centrale TGV, avec ce plus de la flexibilité (…) Il n’y a pas de raison que l’implantation d’une centrale équipée d’une telle turbine pose plus de problèmes en Belgique que dans un pays plus grand.” Et le CEO de Siemens Energie Belgique d’expliquer que depuis la libéralisation, cette problématique de la production s’inscrit désormais dans une dimension résolument transfrontalière. Peter Koninckx: “Nous vivons aujourd’hui clairement sur une plaque de cuivre (…) Avec l’abaissement du coût lié au transport des électrons à travers les réseaux de toute l’Europe, les électrons se jouent désormais des frontières. Avec, comme corollaire important, de rendre quasiment exceptionnels les très coûteux pics de consommation.” Et Peter Koninckx d’ajouter que la Belgique est un des pays d’Europe où les réserves stratégiques sont les plus basses d’Europe: “Si notre pays souhaite rester un tant soit peu indépendant, en veillant à rééquilibrer sa capacité de production par rapport à sa consommation, alors nous nous devons d’investir dans ce genre de nouvelle centrale”.

* Le terme technique “spark spread” désigne la différence de valeur entre l’électricité produite dans une centrale à gaz et le gaz naturel utilisé comme combustible divisé par le rendement de la centrale.