Le réseau de transmission géant chinois pourrait être la clé de la réduction des émissions climatiques

Illustration conceptuelle montrant une carte du monde et une grille de transmission animée Franziska Barczyk

Début février, des travailleurs chinois ont commencé à assembler une tour de transmission rouge et blanche à la limite est de la province de l'Anhui. Les hommes chevauchaient des tubes métalliques alors qu'ils resserraient ensemble des sections de treillis suspendues au-dessus de la rive sud du fleuve Yangtze.

Les travailleurs érigeaient un élément essentiel de la première ligne de transmission de 1,1 million de volts au monde, à une époque où les entreprises américaines en difficulté pour construire quoi que ce soit au-dessus de 500 000 volts. Une fois que le service public, State Grid of China, aura achevé le projet l'année prochaine, la ligne s'étendra de la région du Xinjiang au nord-ouest à l'Anhui à l'est, reliant les centrales électriques situées au plus profond de l'intérieur du pays aux villes proches de la côte. .

Une grue soulève le transformateur convertisseur le plus puissant au monde, développé pour la ligne de transmission de 1,1 million de volts de State Grid, dans la province chinoise d'Anhui en mars 2018. AP | Imaginechina

Cette histoire faisait partie de notre numéro de janvier 2019

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La ligne de transmission sera capable de fournir la production de 12 grandes centrales électriques sur près de 2 000 milles (3 200 kilomètres), envoyant 50 % d'électricité en plus 600 milles plus loin que tout ce qui a jamais été construit. (Les lignes à haute tension peuvent transporter l'électricité sur de plus longues distances avec des pertes de transmission plus faibles.) En tant que fournisseur d'équipement étranger pour le projet se vante , la ligne pourrait acheminer de l'électricité de Pékin à Bangkok, ce qui, en l'occurrence, ne fait que faire allusion aux ambitions mondiales croissantes de State Grid.

La société a initialement développé et construit des lignes à ultra-haute tension pour répondre aux appétits énergétiques croissants à travers le pays tentaculaire, où de hautes montagnes et de vastes distances séparent les centres de population des ressources en charbon, hydroélectriques, éoliennes et solaires. Mais maintenant, State Grid poursuit un objectif beaucoup plus ambitieux : assembler les systèmes électriques des pays voisins en super-réseaux transcontinentaux capables d'échanger de l'énergie à travers les frontières et les océans.

Ces réseaux massifs pourraient aider à réduire les émissions climatiques en permettant à des sources renouvelables fluctuantes comme l'éolien et le solaire de générer une part beaucoup plus importante de l'électricité utilisée par ces pays. Les lignes plus longues et de plus grande capacité permettent d'équilibrer le soleil qui s'assombrit dans un fuseau horaire avec, par exemple, de l'énergie éolienne, hydroélectrique ou géothermique à plusieurs zones.

La politique et la bureaucratie ont entravé le déploiement de ces immenses réseaux électriques modernes dans une grande partie du monde. Aux États-Unis, il peut falloir plus d'une décennie pour obtenir les approbations nécessaires pour les tours, les câbles et les tubes souterrains qui traversent des étendues de terres fédérales, nationales, étatiques, de comté et privées, dans les rares cas où ils obtiennent approuvé du tout.

Un réseau de transmission interconnecté à longue distance est une pièce maîtresse du puzzle climatique, déclare Steven Chu, l'ancien secrétaire américain à l'énergie, qui est vice-président de l'association à but non lucratif que State Grid a lancée en 2016 pour promouvoir les connexions au réseau international. La Chine dit 'Nous voulons être des leaders dans toutes ces technologies futures' au lieu de regarder dans le rétroviseur comme les États-Unis semblent le faire en ce moment.

Mais faciliter une plus grande utilisation des énergies renouvelables n'est clairement pas la seule, ni même la principale motivation de la Chine. L'infrastructure de transmission est un élément stratégique de l'initiative 'la Ceinture et la Route', l'effort de plusieurs billions de dollars de la Chine pour construire des projets de développement et des relations commerciales dans des dizaines de pays. L'étirement de ses fils à ultra-haute tension dans le monde entier promet d'étendre la puissance économique, technologique et politique grandissante du pays.

23 000 miles de fils

State Grid est probablement la plus grande entreprise dont vous n'avez jamais entendu parler, avec près d'un million d'employés et 1,1 milliard de clients. L'année dernière, elle a déclaré 9,5 milliards de dollars de bénéfices sur 350 milliards de dollars de revenus, ce qui en fait la deuxième plus grande entreprise sur Liste Global 500 de Fortune .

State Grid est déjà le plus grand distributeur d'électricité au Brésil, où il a construit sa première (et toujours la seule) ligne ultra-haute tension à l'étranger. La société a également pris des participations dans des sociétés de transmission nationales en Australie, en Grèce, en Italie, aux Philippines et au Portugal. Pendant ce temps, il fait avancer de grands projets en Égypte, en Éthiopie, au Mozambique et au Pakistan et continue de soumissionner pour des actions dans d'autres services publics européens.

Un électricien se tient devant une succursale de State Grid dans la province chinoise du Hunan en 2011. AP | Il dongping

De nombreuses entreprises chinoises sont très ambitieuses dans leur expansion à l'étranger, déclare Simon Nicholas, co-auteur d'un rapport suivi de ces investissements par l'Institute for Energy Economics and Financial Analysis, un groupe de réflexion américain. Mais State Grid est à un autre niveau.

State Grid a été créé fin 2002, lorsque le gouvernement a démantelé un énorme monopole, la State Power Corporation of China, en 11 petites sociétés de production et de distribution d'électricité. Ce dégroupage réglementaire a été conçu pour introduire la concurrence et accélérer le développement alors que le pays luttait pour répondre à la demande croissante d'énergie et mettre fin aux pannes récurrentes. Mais State Grid était de loin la plus grande des deux sociétés de transmission résultantes, et elle fonctionne comme un monopole effectif sur près de 90% du pays.

En 2004, le Parti communiste a choisi Liu Zhenya, l'ancien chef du bureau de l'électricité de la province du Shandong, pour remplacer le directeur général sortant de State Grid. Liu, un opérateur avisé avec un talent pour naviguer dans la politique des partis, a presque immédiatement commencé à faire pression pour des projets à ultra-haute tension, selon Les nerfs du pouvoir : la politique de la State Grid Corporation of China par Xu Yi-Chong, professeur à l'Université Griffith en Australie.

Des lignes capables d'envoyer plus d'énergie sur de plus grandes distances pourraient assembler les réseaux fragmentés du pays, fournissant instantanément l'électricité excédentaire d'une province à une autre dans le besoin, a expliqué Liu. Plus tard, alors que la Chine subissait une pression croissante pour nettoyer la pollution et les émissions de gaz à effet de serre, la logique de State Grid a évolué : les lignes électriques sont devenues un moyen de répondre à la quantité croissante de production d'énergie renouvelable.

Dès le début, les critiques ont affirmé que State Grid poussait la transmission à ultra-haute tension principalement comme moyen de consolider sa position dominante, ou que la nouvelle technologie était un moyen coûteux et risqué de consolider une infrastructure énergétique branlante.

Mais les arguments de Liu l'ont emporté : les premiers projets ont été approuvés et construits, et les dirigeants du parti ont rapidement donné la priorité à la technologie ultra-haute tension dans les plans quinquennaux influents de la Chine.

La société a d'abord collaboré étroitement avec des entreprises étrangères développant des technologies de transmission, notamment le suédois ABB et l'allemand Siemens, et elle continue de leur acheter du matériel. Mais elle assimile rapidement le savoir-faire de ses partenaires et commence à développer sa propre technologie , y compris les transformateurs à haute tension ainsi que les lignes pouvant fonctionner à très haute altitude et à très basse température. State Grid a également développé un logiciel capable de contrôler avec précision la tension et la fréquence arrivant aux points de destination sur l'ensemble du réseau, permettant au système de réagir rapidement et automatiquement aux niveaux changeants de l'offre et de la demande.

L'entreprise allumé sa première ligne de courant alternatif d'un million de volts en 2009 et la première ligne de courant continu de 800 000 volts au monde en 2010. State Grid, et par extension la Chine, est désormais de loin le plus grand constructeur mondial de ces lignes. Fin 2017, 21 lignes à très haute tension avaient été achevées dans le pays, et quatre autres sont en construction, a déclaré M. Liu lors d'une conférence de presse. présentation à l'Université de Harvard en avril.

Ensemble, ils s'étendront sur près de 23 000 milles et seront capables de fournir quelque 150 gigawatts d'électricité, soit environ la puissance de 150 réacteurs nucléaires.

À la fin de l'année dernière, la Chine avait versé au moins 400 milliards de yuans (57 milliards de dollars) dans les projets, selon Bloomberg New Energy Finance. Après un ralentissement des approbations de nouveaux projets au cours des deux dernières années, l'Administration nationale chinoise de l'énergie mentionné en septembre qu'il signera 12 nouveaux projets ultra-haute tension d'ici fin 2019.

Le fait est que les Chinois sont les seuls à le construire sérieusement à ce stade, déclare Christopher Clack, directeur général de Vibrant Clean Energy et ancien chercheur à la National Oceanic and Atmospheric Administration des États-Unis. Dans un étudier publié dans Nature en 2016, Clack a découvert que l'utilisation de lignes à courant continu à haute tension pour intégrer le réseau américain pourrait réduire les émissions d'électricité de 80 % en dessous des niveaux de 1990 en 15 ans (voir Comment amener le vent du Wyoming en Californie et réduire de 80 % émissions de carbone aux États-Unis).

Se mondialiser

Fin février 2016, Liu s'est rendu au pupitre d'une conférence sur l'énergie à Houston et a annoncé un plan audacieux : utiliser la technologie ultra-haute tension pour construire un réseau énergétique qui ferait le tour du monde.

En interconnectant les infrastructures de transmission à travers les océans et les continents, de la même manière que nous avons interconnecté Internet, le monde pourrait puiser dans de vastes réserves d'énergie éolienne au pôle Nord et solaire le long de l'équateur, a-t-il déclaré. Cela permettrait d'assainir la production mondiale d'électricité, de réduire les coûts énergétiques et même d'apaiser les tensions internationales.

Finalement, notre monde se transformera en un village mondial pacifique et harmonieux, une communauté de destin commun pour toute l'humanité avec suffisamment d'énergie, un ciel bleu et une terre verte, a-t-il déclaré.

Liu Zhenya, alors président de State Grid Corporation of China, lors d'une conférence de presse à Pékin en 2012. AP | Wangzhou

Bien sûr, une telle grille mondiale ne se produira pas. Cela coûterait plus de 50 000 milliards de dollars et nécessiterait des niveaux de confiance et de coopération internationales sans précédent et irréalistes. De plus, peu de nations réclament ce type de lignes à haute tension, même à l'intérieur de leurs frontières.

Une poignée de pays échangent déjà de l'électricité par le biais de lignes de transmission standard, mais les efforts pour partager les ressources renouvelables dans de vastes régions ont largement allé nulle part . Parmi les échecs notables figure l'initiative industrielle Desertec, un effort soutenu par Siemens et Deutsche Bank il y a dix ans pour alimenter les réseaux électriques d'Afrique du Nord, du Moyen-Orient et d'Europe avec l'énergie solaire du Sahara.

Mais le plan de réseau mondial de State Grid est essentiellement un argumentaire de vente pour ses lignes de transmission longue distance, les promouvant comme une technologie habilitante fondamentale pour la transition vers une énergie propre. Si tout ce que l'entreprise réalise, ce sont les ouvertures dans la vision de l'interconnectivité mondiale et qu'elle développe des réseaux régionaux reliant une poignée de nations, elle pourrait encore gagner beaucoup d'argent.

Notamment, lors d'une conférence à Pékin le mois après le discours de Liu, la société a signé un accord avec Korea Electric Power, la société japonaise Softbank et la société d'électricité russe Rosseti pour collaborer au développement d'un super-réseau d'Asie du Nord-Est reliant ces pays et la Mongolie.

Le patron de Softbank, Masayoshi Son, avait proposé une version du super-réseau indépendante de State Grid en 2011, après que la catastrophe nucléaire de Fukushima ait souligné la fragilité du secteur électrique japonais.

Kenichi Yuasa, porte-parole du conglomérat, a déclaré que les études de faisabilité réalisées en 2016 et 2017 ont montré que les connexions au réseau entre la Mongolie, la Chine, la Corée et le Japon, ainsi qu'une route entre la Russie et le Japon, sont techniquement et économiquement réalisables. En tant que développeur commercial, nous sommes prêts à exécuter les projets et souhaitons réaliser des progrès tangibles avant les Jeux olympiques de Tokyo en 2020, a-t-il déclaré dans un e-mail.

En réponse aux demandes de renseignements du MIT Technology Review, State Grid a contesté l'argument selon lequel le plan d'interconnexion mondial plus large ne se produira pas, ou que ses motivations motrices sont principalement financières et géopolitiques.

'Le grand succès de l'application de la technologie UHV en Chine représente une innovation majeure dans la technologie de transmission d'énergie', a déclaré la société dans un communiqué. 'State Grid aimerait partager ce type d'innovation technologique avec le reste du monde, en abordant une solution possible à des problèmes vitaux pour l'humanité, par exemple, la pollution de l'environnement, le changement climatique et le manque d'accès à l'approvisionnement en électricité.'

Nettoyer ou nettoyer ?

En fait, bien que la Chine ait construit beaucoup plus de lignes à ultra-haute tension que tout autre pays au monde, son propre réseau est toujours en désordre. Le pays s'efforce d'équilibrer efficacement sa production et sa demande d'électricité, et de distribuer l'électricité où et quand elle est nécessaire. L'un des résultats est qu'il n'utilise pas pleinement ses centrales électriques renouvelables existantes. Un récent MIT papier a noté que les taux de réduction des énergies renouvelables en Chine – le terme désignant le moment où les usines sont réduites en raison d'une demande insuffisante – sont les plus élevés au monde et ne cessent d'augmenter.

Une partie du problème est qu'il est plus facile et plus lucratif d'utiliser des électrons prévisibles provenant de sources telles que le charbon ou le nucléaire, qui fournissent un flux constant d'électricité, que la production variable à partir d'énergies renouvelables, explique Valerie Karplus, ancienne directrice du Tsinghua-MIT China Energy. et Projet Climat. Les quotas obligatoires pour les centrales à combustibles fossiles et les politiques provinciales faussent également les décisions d'allocation, ajoute-t-elle.

Moins de la moitié des lignes à très haute tension construites ou prévues à ce jour en Chine sont destinées à transporter de l'électricité à partir de sources renouvelables, selon une étude de fin 2017 rapport par Bloomberg New Energy Finance.

Pour tirer le meilleur parti de l'éolien, du solaire et d'autres sources intermittentes, il faudra repenser comment rendre les opérations du réseau plus flexibles et réactives, a déclaré Karplus dans un e-mail.

Malgré ses prétendues ambitions vertes, State Grid lui-même a résisté aux réformes plus larges du marché qui seraient nécessaires pour réduire la dépendance de la Chine aux centrales à combustibles fossiles. Tout cela soulève des questions sur l'engagement de l'entreprise à réduire les émissions de gaz à effet de serre et sur la mesure dans laquelle les lignes longue distance aideront vraiment à nettoyer la production d'électricité ailleurs.

Fait révélateur, les principaux marchés cibles de State Grid se trouvent dans les pays pauvres où les centrales à combustibles fossiles dominent et où les entreprises chinoises sont bâtiment occupé des centaines de nouvelles centrales au charbon. Il y a donc peu de raisons de s'attendre à ce que les lignes à ultra-haute tension construites là-bas transportent principalement de l'énergie provenant de sources renouvelables de si tôt.

Je n'ai rien vu qui me fasse penser que cela fait partie d'une initiative de développement vert, déclare Jonas Nahm, qui étudie la politique énergétique de la Chine à la Johns Hopkins School of Advanced International Studies. Je pense que State Grid veut juste vendre ces choses n'importe où et dominer avec ses propres normes sur celles développées par Siemens et d'autres sociétés.

Il pense que les ambitions plus larges de State Grid sont liées à la Initiative Ceinture et Route , par lequel les banques d'État chinoises injectent des milliards dans des projets d'infrastructure à travers l'Asie et l'Afrique dans le but de vendre des produits chinois et de renforcer l'influence géopolitique du pays. Construire, posséder ou exploiter l'infrastructure essentielle d'un autre pays, qu'il s'agisse de ports maritimes ou de lignes de transmission, offre un moyen particulièrement efficace d'exercer un pouvoir doux et parfois pas si doux. C'est vraiment une bataille pour le monde en développement, dit Nahm.

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