Toutes les centrales électriques, des groupes électrogènes sur site aux grands fournisseurs régionaux, fonctionnent essentiellement en concentrant une énergie diffuse plutôt qu’en la récupérant. Souvent, l’énergie de la chaleur est parmi les plus faciles à concentrer. Une centrale électrique à combustible fossile crée cette chaleur en brûlant du pétrole, du gaz naturel ou du charbon.
Le plus souvent, une centrale électrique à combustible fossile fonctionne par génération de vapeur. Le charbon, le gaz naturel ou le pétrole sont brûlés pour chauffer l’eau et produire de la vapeur. La vapeur est ensuite forcée sur les aubes d’une turbine, provoquant la rotation du rotor attaché. Le rotor en rotation alimente un générateur, qui crée de l’électricité qui peut être récoltée. Ces centrales récupèrent généralement environ un tiers de l’énergie thermique du combustible en combustion.
Plus rarement, une centrale électrique à combustible fossile peut être alimentée en brûlant directement le combustible. Dans ces cas, l’air chaud créé par le processus de combustion fait tourner la turbine. Ces centrales ont l’avantage d’être mises sous tension et hors tension plus rapidement. L’utilisation réduite de l’eau atténue également les dommages environnementaux. Négativement, ces centrales sont moins efficaces que les unités à vapeur.
Le charbon reste le choix populaire pour une centrale électrique à combustible fossile. Aux États-Unis, environ 50 pour cent de toute l’électricité provient de centrales au charbon. D’autres pays tels que l’Afrique du Sud et la Pologne sont encore plus dépendants du charbon, avec plus de 90 pour cent de toute l’électricité provenant du carburant.
Les centrales à charbon sont abondantes pour de nombreuses raisons. Dans la plupart des régions, le charbon est de loin le combustible le plus facilement disponible. Cela en fait souvent l’option la plus rentable. De plus, les centrales au charbon ont été les premières construites et la plupart sont toujours en activité. Souvent, la construction d’une nouvelle usine coûteuse pour remplacer une installation encore en activité n’est pas économiquement faisable.
Le gaz naturel est le deuxième en popularité parmi les combustibles fossiles. Dans certaines régions, le gaz naturel est presque aussi abondant que le charbon et, en moyenne, d’un coût comparable. Le gaz pèse moins que les autres combustibles fossiles et est souvent plus facile et moins coûteux à transporter. Dans les situations d’urgence, le flux de gaz naturel peut généralement être immédiatement arrêté. Enfin, le gaz naturel brûle plus proprement que le pétrole ou le charbon et est donc largement considéré comme un choix plus respectueux de l’environnement pour réduire la pollution de l’air.
Une centrale électrique à combustible fossile fonctionne en brûlant du pétrole brut. Bien que ces centrales électriques représentent moins de 10 pour cent de l’électricité produite dans les pays d’Amérique du Nord, elles sont le choix naturel pour les régions où le pétrole est plus abondant. Parfois, de très petites centrales électriques peuvent fonctionner sur un modèle à combustion très similaire à un moteur de voiture. Dans ces cas, le pétrole est le choix le plus logique.