Cycle combiné à gazéification intégrée

Une centrale électrique à cycle combiné à gazéification intégrée (CCGI) peut utiliser des carburants solides tels que le charbon. Ce type de centrale se caractérise par une opération de gazéification, qui convertit la matière première en un gaz combustible (gaz de synthèse) qui alimente une centrale électrique à cycle combiné. Le combustible est d’abord réduit en grains, puis injecté dans un gazéificateur, en présence d’oxygène et de vapeur d’eau. L’oxygène n’est pas assez abondant pour permettre une combustion complète. Plusieurs réactions ont lieu : combustion partielle (qui notamment donne du monoxyde de carbone), pyrolyse qui décompose les molécules du combustible, et réaction avec la vapeur d’eau qui produit du monoxyde de carbone et du dihydrogène. L’oxygène est isolé par une unité cryogénique de séparation de l’air. En sortie du gazéificateur, on obtient donc un gaz de synthèse composé notamment de CO, CO_2, H_2, H_2S. Ce gaz est refroidi puis traité, en particulier les poussières sont filtrées, et le soufre retiré par absorption chimique. Les cendres issues du gazéificateur sont elles aussi traitées, ce qui permet notamment de récupérer les métaux lourds. Ensuite le gaz de synthèse traité est utilisé comme carburant de la centrale à cycle combiné elle-même : une ou plusieurs turbines à gaz dont les gaz d’échappement alimentent une chaudière connectée à une turbine à vapeur, laquelle récupère aussi de la chaleur issue du refroidissement du gazéificateur. Voici un exemple de bilan énergétique, celui de la centrale espagnole PIEMSA, tous les chiffres étant ramené à 100 pour l’énergie du combustible en entrée. Les chiffres exacts changent d’une centrale à l’autre. Cette centrale produit de l’hydrogène en plus de l’électricité, ce qui complique légèrement le bilan. Elle utilise comme combustible un résidu du raffinage du pétrole. Pouvoir calorifique du combustible en entrée : 100 (pouvoir calorifique inférieur).