Les producteurs actifs sur le territoire belge disposent ensemble d’un parc de production très varié.
Plusieurs types de centrales servent à produire l'électricité:
Production Thermique
Centrales classiques (gaz, charbon, fuel)
Les centrales thermiques classiques peuvent fonctionner avec divers types de combustibles (p.ex. gaz, charbon, fuel, biomasse). Dans le corps de chauffe de la chaudière passe un serpentin rempli d’eau. Cette eau est transformée en vapeur. Celle-ci actionne une turbine vapeur qui entraîne un alternateur qui génère l’électricité injectée sur le réseau. La vapeur passe ensuite par un condensateur pour être retransformée en eau qui retourne alors dans le cycle (circuit fermé). Le condenseur est relié à une tour de refroidissement alimentée par l’eau d’un fleuve ou d’un canal situé à proximité.
Centrales TGV (Turbine à gaz à cycle combiné)
C’est la technologie la plus avancée en centrales à énergie fossile et aussi la plus efficace en termes de rendement. Près de deux tiers de la puissance calorifique du gaz est transformée en électricité. On y arrive en additionnant l’énergie produite par une turbine au gaz à celle d’une turbine à vapeur. La turbine au gaz est entraînée par les gaz de combustion. La turbine à vapeur récupère elle la chaleur résiduelle contenue dans ces même gaz de combustion qui passent par un échangeur de chaleur. Cet échangeur génère de la vapeur qui actionne la turbine vapeur. Les deux turbines entraînent un alternateur connecté au réseau à haute tension. Ces centrales constituent, avec près de 30% de la puissance installée, la deuxième plus importante capacité de production installée en Belgique.
Turbine à Gaz
Parfois aussi appelée 'Centrales à Cycle Ouvert', elles fonctionnent via l'entraînement d'une turbine à gaz par les gaz engendrés lors de la combustion de celui-ci. Ce type de centrale a un rendement inférieur à celui d'une centrale Turbine à Gaz à Cycle Combiné. Ce désavantage est compensé par une grande flexibilité de mise en œuvre. Elles sont utilisées de manière intermittente, comme ‘centrales de pointe’, et peuvent atteindre leur puissance et rendement maximums en seulement quelques minutes.
Diesel
Les unités de production à moteur diesel jouent un rôle critique dans la sécurité du système énergétique. Elles sont utilisées en tant que back-up et entrent en fonction lors d'une rupture d’alimentation avec le réseau électrique extérieur afin de maintenir l’apport d’énergie indispensable pour maintenir les fonctions critiques d’installation de production d’électricité plus importantes et continues, tels le refroidissement, le démarrage etc. Des moteurs diesel entraînent des générateurs qui fournissent l’électricité nécessaire. En temps normal ces unités tournent très peu. Elles sont testées périodiquement afin de s’assurer de leur bon fonctionnement.
Turbo Jet
Les unités de production Turbo Jet sont des installations de production d’électricité de secours. Elles sont prévues pour répondre aux pointes de consommation et donc pour soutenir le réseau local, en cas de hausse inattendue de la demande ou de pannes d’unités de production de base. L’électricité est produite à partir d’un moteur d’avion à réaction capable de monter très rapidement en régime (moins de 2 minutes) pour atteindre sa pleine puissance d’exploitation. Alimenté au kérosène, ce réacteur est démarré par le biais d’un réservoir d’air comprimé. Ces caractéristiques permettent plusieurs démarrages à froid et à distance, sans autre forme d’apport d’énergie.
Station d’incinération
Les stations d’incinération proposent un cercle vertueux qui valorise l’énergie contenue dans les déchets. En les brûlant, ont produit de la chaleur et éventuellement également de l’électricité. On peut dès lors considérer les déchets ménagers et industriels comme une source d’énergie fiable. Les déchets sont décomposés par la chaleur et produisent des gaz combustibles. Ces gaz sont à leur tour brûlés dans une chambre de postcombustion. L’énergie est récupérée dans les fumées par le bais d’un échangeur de chaleur où circule de l’eau ou de la vapeur. Cette vapeur sert à produire de la chaleur et/ou de l’électricité via une turbine à vapeur qui entraîne un alternateur produisant l’électricité injectée sur le réseau (il existe une variante ORC - Organic Rankine Cycle ou un fluide organique est utilisé en circuit fermé). La production peut être continue grâce à un flux constant de déchets. Les fumées résiduelles sont traitées selon des normes sévères.
Unité de Cogénération
Les centrales à cogénération produisent de la chaleur et de l'électricité en même temps. La chaleur est utilisée, par exemple, dans le cadre d’un processus industriel ou agricole, l'électricité et utilisée soit localement, soit injectée partiellement ou entièrement sur le réseau. Ces unités sont localisées à proximité de l’endroit où la chaleur est exploitée. Différents types de combustibles peuvent être utilisés tels le fioul, le gaz naturel, le bois, le biogaz, les ordures ménagères etc. La cogénération dispose d’un excellent rendement en convertissant l'essentiel de l’énergie primaire utilisée.
Production nucléaire
Centrale Nucléaire
Le nucléaire c’est imposé en Belgique, comme dans certains pays voisins, comme source de production d’électricité de masse (base load). Deux sites de production nucléaire en Belgique, Doel et Tihange, contiennent ensemble 7 réacteurs. Ces centrales produisent une quantité d’électricité considérable et sont, en principe, largement disponibles en dehors des cycles de maintenance. Les 7 réacteurs installés en Belgique sont du modèle (PWR - Pressurized Water Reactor). Ce sont des réacteurs à eau pressurisée. Les centrales nucléaires fonctionnent selon le même principe que les centrales classiques mais avec comme source d'énergie primaire du combustible nucléaire et via trois circuits hydrauliques séparés (un en zone nucléaire, un en zone classique, un en zone de refroidissement). La production d’électricité elle-même ne produit pas d'émissions de CO2.
Production renouvelable
Unité Hydraulique
Depuis très longtemps, l’homme a apprivoisé l’énergie contenue dans le débit de l’eau. Tout naturellement cela a été aussi exploité pour la production d’électricité. Centrales hydraulique au fil de l’eau : L’énergie primaire est le courant généré par l’eau dans une chute d’eau. Une turbine est installée dans la conduite forcée de l’eau. Sa rotation entraîne un alternateur qui produit de l’électricité. Celle-ci est ensuite injectée dans le réseau de transport. L’énergie à partir de l’eau est quasi constamment disponible, mais la production peut varier suivant des facteurs saisonniers (pluies, sècheresse, crues importantes, gel etc.). Les unités de productions hydrauliques sont majoritairement installées en Wallonie qui dispose du meilleur potentiel à cet égard (principalement sur la Meuse et sur les hauts plateaux). Centrales de pompage-turbinage: L'électricité produite à certaines heures du jour, par des moyens classiques ou renouvelables, permet de pomper de l’eau d’un réservoir inférieur vers un réservoir supérieur. Lors de périodes de haute consommation cette eau est restituée au bassin inférieur via une chute d'eau équipée d'une turbine hydraulique classique. Le principe des stations de pompage/turbinage, est aussi utilisé comme stockage pour compenser l'intermittence de certaines sources d’énergie renouvelables.
Centrale Biomasse
Il existe plusieurs sortes de techniques pour exploiter la biomasse afin de générer l'électricité. La première est d'utiliser la biomasse afin de la brûler comme énergie primaire dans une centrale thermique classique (voir plus haut). Une deuxième manière d'utiliser la biomasse est d'utiliser les gaz issus de sa décomposition naturelle ou par l'utilisation de bactéries spécifiques. Le gaz est ensuite brûlé pour produire de la chaleur et/ou de l'électricité. Des secteurs tels l'agriculture, la mise en décharge de déchet, la filière bois, l'industrie alimentaire etc. permettent d'entretenir un flux important de biomasse qui offre une capacité de production à haut taux de disponibilité.
Eoliennes
Les éoliennes terrestres ou maritimes (‘on-shore’ ou ‘off-shore’) se sont imposées en Europe et en Belgique comme l’une des sources d’énergie renouvelable les plus prometteuses. Elles sont indispensables à mettre en œuvre dans le mix énergétique pour atteindre les objectifs fixés par l’Union Européenne à l’horizon 2020 (objectif 20/20/20). L’énergie consacrée à la construction d’une éolienne est récupérée en environ 6 mois de production. L’éolienne transforme la puissance du vent en électricité. Les pales entraînent un arbre de transmission, éventuellement couplé à un multiplicateur de vitesse. La rotation de l’axe entraîne un alternateur qui génère l’électricité injectée sur le réseau haute tension ou moyenne tension par le biais d’un transformateur intégré à l’éolienne. Une année de production éolienne n’est pas l’autre: La météo et les saisons influent en effet de manière importante sur la production.
Solaire photovoltaïque
La majorité de la capacité solaire photovoltaïque est installée chez les particuliers. Il y a également des installations de plus grande ampleur dans des secteurs, tels l'industrie, la grande distribution, l'hôtellerie, les bâtiments collectifs etc. Les panneaux photovoltaïques sont orientés de manière à bénéficier d'un ensoleillement maximal. Les cellules comprises dans le panneau transforment la lumière reçue en électricité basse tension. Les modules photovoltaïques sont ensuite raccordés à un onduleur qui transforme le courant continu produit en courant alternatif. Celui-ci est utilisé localement et en cas d'excédent injecté dans le réseau de distribution local.