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Le potentiel éolien puissant de la Chine
La Chine a doublé sa capacité éolienne installée chaque année au cours des cinq dernières années et est en passe de supplanter les États-Unis cette année en tant que plus grand marché au monde pour les nouvelles installations. Mais des chercheurs de l'Université de Harvard et de l'Université Tsinghua de Pékin suggèrent que l'industrie éolienne chinoise a à peine commencé à exploiter son potentiel. D'après leur modélisation météorologique et financière, rapportée dans la revue La science la semaine dernière, il y a suffisamment de vent fort en Chine pour satisfaire de manière rentable toute la demande d'électricité du pays jusqu'en 2030 au moins.
Énergie éolienne: Des centrales éoliennes au Xinjiang, en Chine.
Le chef du projet Harvard-Tsinghua, Michael McElroy, et ses collègues ont quantifié le potentiel éolien de la Chine en modélisant d'abord la disponibilité du vent. Pour ce faire, ils ont découpé la carte chinoise en parcelles de 3 335 kilomètres carrés chacune et ont utilisé cinq années de données météorologiques récentes pour générer un profil de vent pour chaque parcelle. Ensuite, ils ont ajouté des éoliennes standard de 1,5 mégawatt sur chaque parcelle (à l'exclusion des terrains hostiles tels que les collines escarpées, les forêts et les zones urbaines) dans le modèle et ont estimé la production d'énergie de chaque parcelle. Enfin, ils ont calculé le coût de l'énergie qui pourrait être produite en fonction du coût d'installation des turbines.
La modélisation révèle de vastes régions, concentrées dans le nord et l'ouest de la Chine, où une grande quantité d'énergie peut être générée à des coûts similaires aux tarifs énergétiques fixés par le gouvernement et gagnés par les parcs éoliens établis, qui varient de 0,38 à 0,55 yuan chinois (6 cents à 8 cents) par kilowattheure (kwh). Par exemple, le modèle prédit que les exploitants de parcs éoliens pourraient générer de manière rentable 6,96 billions de kwh d'énergie éolienne - plus du double de la consommation électrique annuelle de la Chine de 3,4 billions de kwh et comparable à la demande totale prévue d'ici 2030 - à un prix contractuel de 0,516 yuan chinois. (7,5 centimes) le kwh.
En d'autres termes, le vent offre une source d'énergie neutre en carbone pour répondre aux besoins énergétiques de la Chine pour les deux prochaines décennies. En revanche, répondre à la demande supplémentaire avec une production au charbon générerait 3,5 milliards de tonnes par an d'émissions de dioxyde de carbone (plus de gaz à effet de serre que l'Union européenne ne s'attend à libérer d'ici 2030).
McElroy, professeur d'études environnementales à Harvard, insiste sur le fait que des visions aussi ambitieuses sont réalistes et méritent d'être sérieusement envisagées. D'une part, 0,516 yuan chinois se situe au bas des tarifs pour les futurs parcs éoliens que le Congrès national du peuple chinois a approuvé le mois dernier. D'autre part, l'industrie éolienne chinoise dépasse déjà ses objectifs année après année. La Chine atteindra son objectif 2020 pour l'énergie éolienne l'année prochaine, une décennie plus tôt, alors que la capacité éolienne dépasse les 30 000 MW, selon le bureau bruxellois Conseil mondial de l'énergie éolienne . D'ici 2020, la Chine devrait avoir installé 135 000 MW de capacité d'énergie éolienne, selon l'analyse du cabinet de conseil Recherche sur les énergies émergentes , basé à Cambridge, MA.
Cependant, McElroy reconnaît que les réseaux chinois devraient être plus intelligents et plus solides pour s'adapter à la variabilité de l'énergie éolienne. En fait, le Global Wind Energy Council affirme que le système de transmission sous-développé de la Chine est déjà un obstacle, retardant le démarrage de la production d'énergie à partir de nouveaux parcs éoliens. Et le groupe affirme que le problème devient de plus en plus aigu à mesure que les développements éoliens de la Chine se déplacent vers les régions riches en vent mais pourtant éloignées du nord et de l'ouest, où le réseau est plus faible que la moyenne et où l'électricité doit voyager plus loin pour atteindre les consommateurs. Dans la région autonome du nord de la Chine, la Mongolie intérieure, les limites du réseau limitent les projets éoliens proposés, selon Sebastian Meyer, directeur de recherche pour la société de conseil basée à Pékin Azure International.
Superpuissance éolienne : Des chercheurs des universités Harvard et Tsinghua ont fusionné la modélisation météorologique et éolienne pour cartographier le potentiel éolien de la Chine. La puissance potentielle des éoliennes de 1,5 MW est indiquée en pourcentage de la puissance maximale dans le temps.
Meyer dit que le défi sera autant administratif et financier que technique. Il dit qu'un impératif politique pour le développement rural garantit que l'énergie éolienne restera populaire parmi les responsables locaux et régionaux, mais comment financer l'amélioration et l'équilibrage du réseau doit être résolu. Un supplément de 0,001 à 0,002 yuan chinois par kWh que les consommateurs chinois paient pour soutenir l'intégration des énergies renouvelables couvre à peine le coût direct de l'installation de parcs éoliens dans les réseaux. Même pour cette utilisation finale limitée, les fonds sont revenus aux réseaux locaux avec un retard considérable, explique Meyer.
Là encore, dit McElroy, la Chine modernise déjà agressivement ses réseaux électriques pour relier les projets hydroélectriques éloignés aux centres de population - un processus qui pourrait s'étendre à la distribution d'une production massive à partir de parcs éoliens notoirement imprévisibles. La Chine a certainement le savoir-faire pour construire des systèmes de transmission à haute tension longue distance, dit McElroy.
Les principales mises à niveau du réseau déjà en cours en Chine font largement appel à des lignes à courant continu à haute tension (HVDC) à l'échelle continentale, qui restent l'objet des plans de superréseau en Europe et aux États-Unis. Ils sont les leaders mondiaux dans la mise en œuvre de schémas de transmission longue distance, déclare Bjarne Andersen, directeur du cabinet de conseil britannique Andersen Power Electronic Solutions et expert de la technologie HVDC ultra-efficace. Andersen dit que la Chine exploite déjà des lignes HVDC transportant 19 860 MW d'électricité, construit des lignes pour 18 900 MW supplémentaires et prévoit 17 900 MW de plus.
Et Andersen dit que les planificateurs énergétiques chinois innovent. Une liaison HVDC de 800 kilovolts entre la province centrale du Yunnan et la côte du Guangdong, qui sera la première au monde lorsqu'elle démarrera plus tard cette année, devrait perdre 30 % moins d'énergie en transit que les lignes 500 kV actuelles. Plusieurs autres lignes 800 kV sont en construction.
Les mises à niveau actuelles du réseau reflètent ce qui serait nécessaire pour transmettre l'énergie éolienne à distance. La plupart des nouvelles lignes de transmission sont conçues pour acheminer l'électricité des barrages hydroélectriques occidentaux vers les mégapoles orientales telles que Pékin, Shanghai et Guangzhou, explique Andersen. Mais il y a des signes que les planificateurs du réseau commencent également à prendre le développement éolien au sérieux. La construction a commencé l'année dernière sur une ligne de 750 kV CA pour transporter l'électricité d'un parc éolien dans la province occidentale du Gansu qui est l'un des six mégaprojets éoliens nationaux approuvés par le gouvernement. Le parc éolien de Gansu, surnommé le barrage terrestre des Trois Gorges, devrait atteindre 20 000 MW d'ici 2020, pour un coût estimé à 120 milliards de yuans chinois (17,5 milliards de dollars).
McElroy dit que la situation politique de la Chine peut également se prêter à l'ajout des lignes de transmission requises. Les régions riches en vent telles que le nord-ouest ethniquement ouïghour sont parmi les plus pauvres de Chine, et le gouvernement a intérêt à promouvoir leur développement économique. McElroy ajoute qu'il est peu probable que l'opposition locale, qui bloque les projets de transmission en Amérique du Nord et en Europe pendant des années, stoppe la montée subite de l'énergie éolienne en Chine. Le gouvernement a probablement plus de pouvoir pour instituer un plan une fois qu'il est approuvé.