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Energie éolienne sans subvention

juin 2019

Fin 1980, le premier projet éolien commercial voyait le jour sur les coteaux de Crotched Mountain au sud-ouest du New Hampshire (Etats-Unis): vingt éoliennes d’une capacité totale de 0,6 MW. L’intérêt pour l’énergie éolienne a basculé des Etats-Unis vers l’Europe, et dans les années quatre-vingt-dix le nombre d’éoliennes augmenta considérablement. Les principaux pays étaient le Danemark et l’Allemagne, mais subitement, un grand nombre d’éoliennes apparaissaient également à l’horizon aux Pays-Bas, au Royaume-Uni, en Suède et en Espagne. Nooteboom surveille de près le monde de l’énergie éolienne grâce à ses propres recherches.

Mega Windmill Transporter
Nooteboom mega Windmill transporter

L’énergie éolienne est maintenant utilisée dans le monde entier. Les marchés émergents intéressants sont le Russie, l’Argentine, l’Arabi saoudite et le Vietnam. Et à plus long terme, les Philippines, l’Indonésie, le Nigeria et l’Iran sont évoqués comme marchés de croissance intéressants. En Europe, la croissance dans les cinq prochaines années sera nettement inférieure aux chiffres mondiaux. Les longues procédures et les réglementations strictes freinent la croissance en Europe. Tout le monde veut passer à une énergie propre, mais personne ne veut voir une éolienne devant sa porte.

Du fait des décisions politiques sur les niveaux de subventions, le gouvernement décide du rythme auquel nous devons passer à l’énergie éolienne. Au cours des prochaines années, le coût de l’énergie éolienne sera inférieur à celui de l’électricité générée par les combustibles fossiles. Jusqu’en 2022, la croissance en Europe sera limitée à environ 7% par an. Après cette date, les perspectives sont plus favorables, et à partir de 2030, au moins 50% de l’ensemble des éoliennes sera remplacé par de nouveaux modèles plus efficaces. En cas de découverte d’un autre vecteur d’énergie approprié – par exemple l’hydrogène – les éoliennes disparaîtront à nouveau après 2050 des régions densément peuplées de l’Europe de l’Ouest.

Les chiffres

En 2017, les éoliennes d’une capacité totale de 52 492 MW ont été installées dans le monde entier. Cela a augmenté la capacité globale à 539 123 MW, d’où une croissance de 11%. Seuls 3% de cette capacité se trouvent dans la mer, mais le marché des éoliennes en mer augmente rapidement, particulièrement du fait de la construction de grands parcs éoliens dans la mer du Nord. En 2017, le fait le plus marquant était l’importante baisse du prix du kWh. Les principaux appels d’offres pour des parcs éoliens au Maroc, au Mexique et au Canada étaient proposés au prix d’environ 0,03 USD par kWh. Et au large de l’île de Seeland, un parc éolien sera construit et pourra fonctionner sans la moindre subvention. 2017 a été une année record en termes de capacité installée en Europe, avec l’Allemagne et l’Angleterre comme les avant-gardistes. Le top cinq à l’échelle internationale en 2017: la Chine, les Etats-Unis, l’Allemagne, l’Inde et l’Espagne.

(Cliquez sur les graphiques pour zoomer.)

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Prévision jusqu’en 2022

Jusqu’en 2017, la production d’électricité au moyen d’éoliennes était plus coûteuse que celle par des centrales au charbon traditionnelles. La situation a changé grâce à une nouvelle technologie largement avancée. L’énergie éolienne peut maintenant rivaliser sans subvention. Grâce à la diminution des coûts, la demande de nouvelles éoliennes dans le monde entier continuera d’être élevée, avec un pourcentage de croissance supérieur à 10% par an. En Europe, 2017 était une année record, mais pour les années à venir une croissance plus faible d’environ 7% est attendue. Les parcs éoliens en mer autour de la mer du Nord seront à l’origine de la majeure partie de cette augmentation. Leur capacité va doubler au cours des cinq prochaines années. L’Union européenne travaille actuellement sur l’objectif de produire une énergie propre d’ici 2030. Pour 2030, le nouvel objectif est de 32% d’énergie propre. Cela pourrait donner un élan à la construction d’éoliennes en Europe après 2022.

Une énergie propre pour tous les européens

Fin 2017, une capacité totale de 168,7 GW a été installée en Europe, dont 153 GW sur terre et 15,7 GW en mer. Cela signifie que les parcs éoliens produisaient 11,6% de la consommation totale d’énergie dans l’Union européenne. Les avant-gardistes sont le Danemark (44%) et le Portugal (24%). L’énergie éolienne fournit des emplois à plus de 270 000 personnes en Europe. Pour de nombreux pays européens, 2017 était une année de transition. Les régimes de subvention seront allégés dans les prochaines années, et la croissance est freinée par des procédures aussi lourdes que longues concernant l’installation d’éoliennes. Un des objectifs de ‘Une énergie propre pour tous les européens’ est de simplifier et d’accélérer les procédures. L’Union européenne mettra en place des règles strictes en matière de réduction d’émissions de CO2 et de limitation de l’utilisation de combustibles fossiles.

transannaberg
Mega Windmill transporters en Pologne

Les problèmes

La croissance du nombre d’éoliennes n’est pas seulement freinée par la lourdeur des procédures. Aucune solution clairement définie n’a été trouvée pour stocker et transporter l’énergie générée. Les systèmes de ‘gestion d’énergie’ devraient améliorer la coordination de l’offre et de la demande. De nouveaux câbles (comme le câble Cobra entre les Pays-Bas et le Danemark) permettront une meilleure distribution de l’énergie produite sur le réseau d’électricité européen. Pour le stockage de l’énergie, des solutions font l’objet de recherche au sein de l’Europe et dans le monde entier. Un exemple : en Autriche, tout excédent d’énergie est stocké par le pompage de l’eau dans un lac de montagne, situé en altitude. La centrale hydroélectrique Obervermunt II peut restituer cette capacité au réseau. En Allemagne, il existe un projet pilote dans lequel un bassin en béton est installé autour de la tour de quatre éoliennes. La capacité de stockage: 70 MWh, assez pour conduire 4 000 voitures électriques sur 100 km. L’initiative la plus prometteuse est la production d’hydrogène avec l’énergie éolienne. L‘hydrogène peut être transporté par bateau, mais le réseau de gazoducs européen pourrait également être adapté. Le passage à l’hydrogène comme vecteur d’énergie est un immense défi technique. De plus, le coût toujours actuellement d’environ 10 € le kilogramme devrait nettement baisser. Le recours à l’hydrogène réglerait deux problèmes importants : le stockage et le transport. L’énergie éolienne doit être produite dans des endroits fortement venteux où les éoliennes créeraient le moins de gêne possible aux habitants. Il n’est pas exclu que dans 20 ou 30 ans, nous utiliserons l’hydrogène qui a été transporté par voie maritime des pays de l’océan Pacifique. Dans ce cas, les zones clés pour la construction des nouvelles éoliennes se déplaceront vers des régions très éloignées de l’Europe où le vent est fort. Autres problématiques: une transition rapide vers l’utilisation de voitures électriques nécessite des investissements considérables dans le réseau européen d’électricité. Il est presque certain que dans le futur le vent et le soleil seront des sources d’approvisionnement en énergie que nous pourrons utiliser, avec réduction du coût de l’énergie solaire aussi. Les experts affirment que seule une partie du Sahara peut produire assez d’énergie solaire pour toute l’Europe. Dans certaines régions de l’Europe, un jour où le vent souffle, il y a déjà un excèdent d’énergie électrique. Le défi pour les années à venir est de stocker, de transporter et d’adapter les réseaux.

La preuve réside dans le prix

Jusqu’à présent, le passage à l’énergie propre a été fortement influencé par les décisions politiques. Une centrale électrique au charbon fournit de l’électricité qui coûte moins de 0,05 € le kWh. Cependant, votre facture d’électricité indique 0,20 € ou plus. La majeure partie de cette différence va au gouvernement sous forme de taxes. Ces dernières années, le gouvernement a donné un élan à la construction d’éoliennes en les subventionnant. Il a même été suggéré que les éoliennes ne sont pas rentables sans subvention. Cela n’est vrai qu’en partie, car les recettes fiscales provenant de l’énergie éolienne sont inférieures à celles provenant de l’utilisation d’une centrale électrique au charbon polluante, mais en ajoutant les coûts liés à la pollution, l’énergie éolienne est plus économique. L’influence de la politique est considérable sur le développement de l’industrie éolienne. Cette influence disparaîtra, car le secteur s’est développé et peut produire une quantité d’énergie bon marché suffisante pour rivaliser avec la production d’énergie à partir de combustibles fossiles. Les premières offres avec un prix de revient par kWh de moins de 0,05 € sont déjà une réalité et le coût de l’énergie éolienne continue de baisser.

Nouvelles techniques

Les avancées techniques des fabricants d’éoliennes ont progressé de manière significative au cours de ces dernières années, et il y en aura beaucoup d’autres. Une avancée importante est le passage des générateurs avec boîte de vitesse aux générateurs à ‘entraînement direct’, où le générateur tourne à la même vitesse que les pales de rotor. Les avantages de l’entraînement direct: peu de pièces mobiles, meilleur refroidissement, rendement élevé et diminution du bruit. Les générateurs divisibles devraient simplifier l’installation et la maintenance. Une autre innovation, qui aura une influence importante sur la construction et le transport, est la capacité d’atteindre des niveaux de puissance élevés. Jusqu’à récemment, aucun fabricant n’a réussi à franchir le seuil des 10 MW. GE est le premier à avoir introduit une éolienne en mer de 12 MW, et la presse mentionne une version de 15 MW. Une seule éolienne de cette taille produira de l’électricité pour 12 000 à 15 000 personnes ! La construction d’éoliennes de plus en plus grosses et hautes reste maintenant limitée à la taille des composants et à la capacité des grues sur chenilles actuelles. Dans divers endroits, des travaux sont en cours sur l’innovation des grues hissables, permettant de construire des tours encore plus hautes. Des composants divisibles comme les pales de rotor et les générateurs faciliteront le transport et l’installation.

Nooteboom Telestep
Les remorques spécialisées de Nooteboom pour l’industrie éolienne sont utilisées dans le monde entier
Liebherr
Bassin d’eau autour de la tour pour le stockage d’énergie

Gain de poids

Les éoliennes deviennent de plus en plus lourdes au cours des dernières années. Une version 7,5 MW avec une tour en acier/béton pèse environ 6 000 tonnes. 2 500 tonnes sont cachées dans la fondation, la tour pèse 2 800 tonnes, et le générateur et les pales de rotor pèsent presque 400 tonnes. Dans l’avenir, les tours pèseront moins. Vestas travaille sur un prototype fixé au sol par des câbles de moitié jusqu’à la tour. La construction modulaire ou le déplacement du générateur au bas de la tour pouvaient conduire à des réductions de poids.

Les conséquences sur les entreprises de transport

L’énergie éolienne assure une part croissante de nos besoins en énergie mais, l’étape la plus importante est encore à venir: un prix de revient compétitif par rapport à l’électricité produite à partir de combustibles fossiles. Nous franchissons actuellement cette étape. Au cours de la dernière décennie, le coût de l’énergie éolienne a diminué de plus de 50%, et il diminuera encore plus. Les entreprises de transport et de location de grue comptent sur une partie de ces coûts réduits. Les coûts liés au transport continueront de s’intensifier, car seule une poignée de fabricants d’éoliennes en Europe peut choisir les services de plusieurs centaines d’entreprises de transport. L’opérateur de transport a plusieurs options pour survivre à cette féroce concurrence. La première est d’avoir une exploitation de capacité élevée de l’équipement spécialisé, qui est nécessaire pour transporter les sections de tour, la nacelle ou les pales de rotor. La deuxième option est d’utiliser l’équipement multifonction pour que la remorque puisse être utilisée dans l’industrie éolienne et pour d’autres transports. La troisième – peut-être la plus importante – option est d’utiliser le plus souvent divers moyens de transport. Les pales de rotor jusqu’à environ 70 m continuent d’être transportées par route. Des pales de rotor de 107 m de long arriveront bientôt. A l’heure actuelle, ces pales de rotor ne sont utilisées que pour les éoliennes en mer. Les transports lourds, larges et longs sont souvent plus faciles à transporter par voie navigable, en raison des limitations de hauteur de dégagement sous les ponts. Un fabricant d’éoliennes allemand a récemment fait des tests avec un dolly sous la pale de rotor autoporteuse. Placer les pales de rotor à un angle au moment de s’engager dans une passage difficile sur la route sera utilisé plus fréquemment. ALE a développé une nouvelle technologie en matière de transport de charges très larges sur des routes difficiles: l’outil d’étude d’itinéraire. Cet outil fournit à l’avance une analyse électronique détaillé de l’itinéraire. L’outil d’aide au conducteur séparé offre aux conducteurs l’occasion de préparer eux-mêmes leur itinéraire. En résumé: les éoliennes deviennent de plus en plus grandes, mais leur transport doit devenir plus économique et efficace.

Windmill transport by train
Transport spécial par chemin de fer et par voie navigable
Tele px super wing carrier
La tendance est aux capacités plus élevées et donc aux ailes plus longues, les plus longues font désormais 107m de long

Nooteboom

Nooteboom a commencé en 1990 comme premier fabricant de remorques avec le développement de solutions spéciales en matière de transport d’éoliennes. Le Mega Windmill Transporter fut une réussite pour le transport de sections de tour avec un large diamètre et le Super Wing Carrier est la remorque standard pour le transport de pales de rotor extrêmement longues mesurant jusqu’à 80 mètres. Pour les grues utilisées pour la construction d’éoliennes, Nooteboom fournit également des solutions de transport les plus efficaces, comme le Teletrailer, la Ballasttrailer et la Manoovr. Nooteboom garde un œil vigilant sur les développements de l’industrie éolienne. La politique de Nooteboom est d’offrir – en plus de la convivialité et de la sécurité – un coût total de possession faible (TCO).

La bonne nouvelle

La bonne nouvelle est que la construction d’éoliennes dans le monde entier avance bien, mais en même temps, les solutions de transport et de stockage de l’énergie sont encore à leur début. Si la technologie en matière d’hydrogène évolue, les futurs parcs éoliens se tourneront vers des régions faiblement peuplées et fortement venteuses. Dans un court laps de temps, de grands parcs éoliens ont été construits en Europe, mais le réseau électrique n’a pas encore été adapté pour distribuer la production fluctuante des parcs éoliens sur l’ensemble de l’Europe. L’énergie éolienne est devenue un facteur stable dans notre offre énergétique, avec un prix de revient qui peut rivaliser avec les centrales au charbon ou au gaz. Pour atteindre ce prix compétitif, tous les fournisseurs impliqués dans la construction et le transport doivent travailler de manière encore plus efficace. Ils peuvent compter sur Nooteboom, car ils travaillent déjà depuis des années sur des solutions extrêmement efficaces pour le transport d’éoliennes.

Grues

Climbing crane
Grues

Grues

Les éoliennes deviennent sans cesse de plus en plus hautes et un générateur d’un poids de plus de 100 tonnes ne fait plus figure d’exception. La plupart des éoliennes sont construites à l’aide de grues conventionnelles. Des grues de môle, comme la grue mobile LTM 11200-9.1 et la grue sur chenilles Terex CC 8800-1 sont utilisées pour construire les plus grandes éoliennes. Eriger des immenses grues demande beaucoup d’espace, et des dizaines de combinaisons de transport lourd sont nécessaires pour déplacer les grues sur un autre chantier. Le travail se poursuit sur plusieurs fronts pour développer des concepts de grue nécessitant moins

d’espace et plus faciles à transporter. Les nouvelles grues doivent également être en mesure de fonctionner par vent fort. Des concepts variés existent uniquement sur papier, mais deux d’entre eux sont déjà en cours d’utilisation: la grue à tour Krøll K1650L est spécifiquement conçue pour la construction d’éoliennes très hautes et une utilisation sujette à des vitesses de vent plus élevées. L’entreprise néerlandaise, Lagerwey, va encore plus loin avec la grue hissable. Cette grue hissable a d’abord été testée au cours de l’automne 2017 à la construction d’une éolienne Lagerwey L136 à côté de Eemshaven (Pays-Bas). L’ensemble de la grue hissable a été transportée sur trois véhicules seulement. Le développement des grues hissables est toujours en cours. Mammoet – la WTA 250 – travaille sur une version dans laquelle un rail de guidage est d’abord fixé à la tour. La grue hissable de Lagerwey est fixée à la tour sans rail de guidage.

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