Les centrales à cycle combiné gaz sont un type de centrale relativement efficiente fonctionnant grâce à la combustion de gaz naturel. Les centrales à cycle combiné gaz turbine sont en fort développement, notamment en Europe, et prennent une part croissante du mix énergétique.

Le concept de cycle combiné

Une centrale à cycle combiné associe plusieurs cycles thermodynamiques dans un effort d'amélioration de l'efficience énergétique de la centrale considérée. Les centrales à cycle combiné gaz turbine (Combined Cycle Gas Turbine CCGT) associent ainsi une turbine à gaz et une turbine à vapeur pour produire de l'électricité. La turbine à gaz et la turbine à vapeur peuvent être reliées à une seule génératrice (qui produit l'électricité) ou peuvent être reliées à deux génératrices différentes.
L'idée qui a conduit à l'innovation des centrales à cycle combiné gaz turbine était d'observer que les gaz à la sortie de la turbine à gaz étaient encore suffisamment chaud (500°C environ) pour pouvoir transmettre leur chaleur à un circuit indépendant. Un échangeur de chaleur permet ainsi de récupérer la chaleur de ces gaz dans un circuit faisant tourner une turbine à vapeur. La chaleur issue de la combustion du gaz est donc utilisée au maximum afin d'augmenter l'efficience énergétique.

Avantages et inconvénients des centrales à cycle combiné gaz turbine

Les centrales à cycle combiné gaz turbine ont l'avantage de présenter des coûts d'investissement faibles (en termes d'euros par MW installé), en comparaison, par exemple, de l'énergie nucléaire. Cette caractéristique rend ces centrales attractives pour des nouveaux entrants sur les marchés de l'électricité comme Poweo et Direct Energie, dont les capacités d'investissement sont limitées. Les centrales à cycle combiné gaz turbine sont également très flexibles, et peuvent être démarrées et arrêtées en quelques dizaines de minutes seulement. Enfin, l'efficience énergétique des centrales à cycle combiné gaz turbine et l'utilisation du gaz en combustible en fait une source de production d'électricité relativement peu carbonée en comparaison des centrales électriques au charbon et au fioul.
En revanche, les centrales à cycle combiné gaz turbine présentent l'inconvénient majeur de voir leurs coûts d'exploitation dépendre très fortement des prix du gaz, indexés sur les cours du pétrole. Les exploitants des centrales électriques au gaz n'ont ainsi pas de visibilité sur leurs coûts d'exploitation, à moins qu'ils n'aient signé un contrat d'approvisionnement de long terme. Enfin, les centrales à cycle combiné gaz turbine, malgré leur efficience énergétique, sont tout de même émettrices de CO2, au contraire des centrales nucléaires.

Le développement des centrales à cycle combiné gaz turbine en France

Les centrales à cycle combiné gaz turbine sont en fort développement en Europe à l'heure actuelle, particulièrement en Allemagne, où elles remplacent avantageusement les centrales électriques au charbon.
La France a accueilli sa première centrale à cycle combiné gaz turbine à Dunkerque (Centrale DK6), mise en service en 2005. EDF construit trois autres unités électriques de ce type sur les sites de Martigues, Blénod-lès-Pont-à-Mousson, pour des puissances respectives de 930 MW et 430 MW mises en services entre 2010 et 2012. E.ON, au travers de sa filiale la SNET, développe également deux unités de cycle combiné gaz turbine sur son site de Saint-Avold, en Lorraine (centrale Emile Huchet), pour une puissance de 860 MW. Le producteur et fournisseur d'électricité alternatif Poweo a mis en service à la fin 2009 sa centrale à cycle combiné gaz turbine de Pont-sur-Sambre, et en prévoit une deuxième sur le site de Toul. L'autre grand producteur et fournisseur alternatif d'électricité Direct Energie avance lui dans la direction d'une centrale à cycle combiné gaz turbine à Verberie. Enfin, le suisse Atel, et sa filiale 3CB, construisent une centrale à cycle combiné gaz turbine à Bayer pour une puissance de 410 MW et une mise en service prévue pour 2011.

La centrale à gaz à cycle combiné de Dunkerque DK6 est la première de ce type en France. Entrée en service en 2005, elle est née de l'ambition d'Arcelor de subvenir à ses besoins en électricité en brûlant ses gaz sidérurgiques. Gaz de France fournit par ailleurs du gaz naturel pour la combustion et la centrale dégage un surplus de production revendu sur le marché.

En France, EDF construit actuellement trois unités de production d'électricité à cycle combiné. Deux unités de 465MW chacune sont en construction à Martigues (Bouches-du-Rhône), elles devraient entrer en service sous deux ans. Une centrale à cycle combiné est également prévue pour 2011 à Blénod-lès-Pont-à-Mousson (Meurthe-et-Moselle), avec une puissance installée de 430 MW.
Au Royaume-Uni, EDF Energy projette la construction de trois unités à West Burton (même modèle qu'à Blénod).

L'opérateur allemand EON, propriétaire de la SNET construit plusieurs centrales à cycle combiné via sa filiale. La SNET construit ainsi des cycles combinés sur les tranches 7 et 8 de sa centrale Emile Huchet à Saint Avold (Moselle) prévus une mise en service au premier trimestre 2010. Cette même SNET projette l'installation d'unités de production à cycle combiné au sein de ses centrales à charbon d'Hornaing dans le Nord, de Lucy en Bourgogne, et de Provence à Gardanne Meyreuil.

Poweo, dont le portefeuille de projet d'accroissement des capacités de production est très important, compte sur la technologie du cycle combiné pour acquérir une stature de producteur d'électricité national. La mise en service de sa première centrale en 2009 à Pont-sur-Sambre est un premier pas dans cette stratégie du fournisseur alternatif. Un projet est par ailleurs en bonne voie pour la production d'un cycle combiné à Toul (Meurthe-et-Moselle).

Direct Energie, filiale du groupe Louis Dreyfus, ambitionne de construire une centrale à gaz à cycle combiné sur le site de Verberie dans l'Oise, il se heurte actuellement à l'opposition des associations écologiques et de riverains.
Le producteur d'électricité suisse Alpiq construit également un cycle combiné à Bayet dans l'Allier. Issu de la fusion en 2009 d'Atel et d'EOS, Alpiq fournit des clients industriels en France.