L’énergie fossile toujours en tête en cas de surproduction. Cette tendance doit être inversée.

La transition énergétique mondiale bat son plein. A terme, l'énergie fossile perdra du terrain au profit des énergies renouvelables. Les centrales nucléaires feront place, entre autres, aux parcs éoliens en mer, aux éoliennes terrestres et aux panneaux solaires. Un approvisionnement constant du réseau en électricité est fait de pics et de creux. Quand le vent souffle fort, il y a beaucoup d'énergie.

Quand le vent ne souffle pas, il n'y a pas d'énergie. Et il en va de même pour le soleil. De plus, la production d'électricité a lieu dans de nombreux sites différents et plus petits par rapport à la production dans les centrales nucléaires et à gaz. Cela crée des défis particuliers pour le réseau électrique. Il doit évoluer de manière significative et faire face à un centre de gravité qui s'est déplacé vers la côte. Où, par exemple, les parcs éoliens offshore injectent d'énormes quantités d'électricité.

De la mer à la terre
En Belgique, la capacité de production de l'éolien offshore est actuellement d'environ 2,3 GW. Fournissant ainsi 2,2 millions de ménages, soit environ la moitié de la consommation résidentielle d'électricité en Belgique. La majeure partie de cette électricité arrive à terre via la sous-station à haute tension 'Stevin' à Zeebruges. Et il est prévu d'étendre cette capacité avec 2,1 GW supplémentaires de capacité de production éolienne offshore. C'est presque un doublement.

Dans un parc éolien offshore standard - avec une capacité de 200 à 300 MW - l'électricité produite par les turbines est collectée dans une sous-station à haute tension en mer. Là, l'électricité sera convertie à la tension du réseau, par exemple de 33 ou 66 KV à 150 ou 220 KV. Cette sous-station à haute tension sera ensuite reliée au réseau électrique terrestre via des câbles d'exportation sous-marins. En Belgique, ce réseau est géré par Elia, mais chaque pays a son propre opérateur.
Avant d'être connecté au réseau de transport, le parc éolien doit respecter des règles très strictes, ce que l'on appelle le grid code (code de réseau). La qualité et la sécurité de l'électricité fournie sont cruciales.

Gestion complexe du réseau électrique
Le réseau électrique terrestre doit être renforcé à des endroits spécifiques pour garantir la sécurité et la fiabilité du transport d'électricité. De grands projets d'infrastructure sont exécutés à cette fin. En Belgique, par exemple, le projet Ventilus et le projet Boucle De Hainaut visant à renforcer le réseau terrestre sont en cours, mais il existe également des projets similaires dans le monde entier. L'installation de grandes interconnexions entre les réseaux électriques de différents pays européens joue également un rôle essentiel dans la répartition de la charge sur le réseau : approvisionnement en cas de pénurie et évacuation en cas de surproduction. Il suffit de penser à la liaison NEMO entre la Belgique et la Grande-Bretagne et au projet ALEGRO qui relie la Belgique et l'Allemagne. Nous entendons encore trop souvent qu'en période de vent fort, la production des parcs éoliens offshore a été temporairement réduite parce que la production d'électricité dans notre pays à ce moment-là dépassait largement la consommation. Une réflexion, ne pourrions-nous pas simplement fermer une centrale nucléaire ?

Smartgrids (Réseaux électriques intelligents)
La production d'énergie solaire et éolienne est assez imprévisible. Elle peut être irrégulière et ne coïncide pas toujours avec la demande d'électricité. Les producteurs d'énergies renouvelables et les gestionnaires de réseau doivent donc travailler ensemble sur les nouvelles technologies numériques et les réseaux intelligents. Il s'agit de permettre un transport efficace d'électricité, produit par un mélange de technologies, vers les utilisateurs situés en divers endroits. L'adéquation entre la consommation et la production d'électricité nécessite également une certaine sensibilisation de la population et de l'industrie.

Échelle des lagunes hydroélectriques en mer, des packs de batteries et de la production d'hydrogène
Le développement de technologies permettant le stockage de l'énergie à grande échelle est un facteur important de l'adéquation entre la consommation et la production d'électricité. Dans cette échelle se trouve vraiment le défi de l’innovation. Tous les pays n'ont pas la capacité, comme la Norvège, de stocker beaucoup d'énergie dans de grands lacs et de la fournir via des centrales hydroélectriques en période de forte demande.

Nous pensons déjà à des "lagunes hydroélectriques en mer", où un bassin serait pompé à vide avec un surplus d'électricité bon marché et où des turbines hydroélectriques pourraient produire de l'électricité aux heures de pointe.

Nous nous s'efforçons également d'accroître considérablement l'efficacité et la capacité de stockage des grands systèmes de batteries, dont certains sont déjà installés dans des parcs éoliens. Actuellement, un tel système de stockage d'énergie par batterie (BESS) a une capacité de 100, voire 150 MWh. Un parc éolien standard d'une capacité de 300 MW peut charger cette batterie en une demi-heure. Cette batterie sert donc plus à réguler l'effet de pointe sur le réseau pendant les périodes de montée et de descente en puissance - lorsque le vent tombe ou se lève soudainement et radicalement. Un tel effet de pointe est très mauvais pour la stabilité d’un réseau électrique. Les systèmes de batteries actuels réduisent cette transition. Mais si vous souhaitez compenser une grande partie de la capacité du parc éolien pendant 4 heures, ou plus, avec un tel système de batteries, il nous faudrait parler de packs de batteries gigantesques. Une comparaison à l'extrême : une Tesla a une capacité de batterie d'environ 100 kWh.

Une troisième façon d'utiliser le surplus d'électricité : l'utiliser pour fabriquer de l'hydrogène, qui, à son tour peut être stocké ou utilisé comme combustible.

En bref, les défis de la transition énergétique mondiale promettent de nombreux développements et Jan De Nul Group est impatient d'y participer.

Changhua

Parc éolien de Changhua à Taiwan

Pour le parc éolien de Changhua à Taiwan, le Département Offshore Renewables Electrical de Jan De Nul Group était responsable de l'ensemble de la portée électrique du projet, y compris tous les composants électriques des structures offshore et la connexion du parc éolien au réseau électrique terrestre.