Eolien en Chine : vue panoramique

Une série de notes sur les énergies renouvelables vont être postées régulièrement. Elles concerneront l’éolien, les petites centrales hydroélectriques et le biogaz. On parle peu du biogaz et des petites centrales hydroélectriques mais leur développement est très dynamique.

Je laisse de coté l’énergie solaire qui ne suit pas le même développement que chez nous.

Je commence donc par l’éolien. Je posterais 4 notes sur ce sujet :

Partie 1 : Eolien en Chine : vue panoramique
Partie 2 : Concession de parc éolien : casse tête chinois ?
Partie 3 : Entreprises associées au développement de l’éolien chinois
Partie 4 : Conclusion

Où le vent souffle t'il en Chine ?

Le bureau national de Météorologie  (http://www.cma.gov.cn/english/) a conduit plusieurs études depuis 1980. La plus récente (« Wind Force 12 ») date de 2005. Elle conclut qu’au dessus de 10 mètres du niveau du sol, les ressources en vent théoriquement exploitables sont de 4 350 GW et celle qui sont techniquement exploitables de 297 GW.

Parallèlement le programme environnement de nations unies (UNEP www.unep.org) a mené une étude concluant que les ressources techniquement exploitables à 50 mètres du sol étaient de l’ordre de 1400 GW.

En 2006, une nouvelle étude a été diligentée par le Centre national des études du climat. Elle a conclut qu’au dessus de 10 mètres du sol hors plateau du Tibet-Qinghai, les ressources en vent techniquement exploitables sont de 2548 GW. Résultat bien supérieur à ceux des études précédentes.

Une zone géographique est techniquement exploitable quand il est possible d’extraire une énergie de 150W/m2 à partir du vent. Il y a environ 200 000 km2 qui correspondent à cette dénomination. Si on prend un ratio de 3 à 5 MW par km2, on obtient une capacité de 600 à 1000 GW susceptible d’être produite par à partir du vent.

Il y a également 157 000 km2 de côtes qui sont exploitables permettant la mise en place de fermes éoliennes « off shore ». Avec la technologie actuelle, les éoliennes peuvent être installées jusqu’à 10 km des côtes avec une profondeur des océans de 2 mètres.

Si on garde le même ration de 5 MW/km2 on obtient une capacité totale de 700 à 1200 GW.

Les zones géographiques qui offrent le plus de potentiel se situent sur les côtes Sud-Est ainsi que le nord de la Chine (voir Figure 1).

Figure 1 : répartition des zones à « fort potentiel éolien » (plus le vert est foncé plus le potentiel est important).

Les ressources les plus abondantes sur les côtes inclues les provinces de Shandong, Jiangsu, Shanghai, Zhejiang, Fujian, Guangdong, Guanxi et Hainan.

Dans le nord on trouve Heilongjiang, Jilin, Liaoning, Hebei, la Mongolie intérieure, Gansu, Ningxia et le Xinjiang.

Attention aux mesures !

Le nombre d’heures par an à pleine capacité est une valeur cruciale à connaître quand on souhaite déployer de l’éolien et surtout en tirer quelques bénéfices.

Avant d’aller plus loin, nous allons faire un détour par la physique. En physique, la notion d’énergie correspond à la quantité de travail qu’est susceptible d’effectuer un  système. L’énergie peut être convertie, par exemple, l'énergie du vent peut être transformée en énergie mécanique de rotation par le rotor d'une éolienne.

La puissance électrique mesurée en Watt correspond à l’énergie transformée par unité de temps (énergie en Joules = puissance en Watt x temps en sec).

On appelle puissance nominale d’une éolienne la puissance maximale que cette dernière lorsqu’elle atteint sa performance maximale. C'est-à-dire qu’une éolienne de puissance nominale 1000 kW produira 1000 kWh en une heure en cas de vents maximums.

Pour calculer la puissance électrique fournit par une turbine sur une année, il faut connaître le nombre d’heures pleine capacité ("full load hours") sur une année. Si ce chiffre est de 2000 heures, cela veut dire que la puissance électrique fournit par la turbine sera de 2 tWh.

Tableau 1: Nombre d’heures à pleine capacité par pays.

Comme on le constate sur le tableau 1, en Chine le nombre d’heures à pleine capacité n’est pas très élevé. Sachant les prix du kWh négocié dans un marché cadre (PPA - power purchase agreement) de long terme avec le réseau électrique provincial, il est fortement conseillé de vérifier les points suivants pour évaluer la fiabilité financière du projet :

• Vérifier que les mesures ont été réalisées sur une année pleine ;
• De préférence faire auditer les résultats par une entreprise qualifiée ;
• Vérifier également les instruments de mesures ;
• Vérifier les performances de la turbine.

Les marchés cadres sont surtout appliqués dans les appels d’offres liés au concession de parc éolien – ce sujet sera abordé dans la partie 2.

Le développement de l’éolien porté par les vents gouvernementaux

En Chine il existe deux marchés bien distincts en ce qui concerne les énergies renouvelables: celui qui permet une connexion au réseau électrique provincial ("grid connected wind farm") et celui qui ne le permettra pas ("off grid connected wind farm").

L’éolien ne déroge pas à la règle.

Etat du développement de l’éolien connecté au réseau électrique

La Chine a pris un certain retard par rapport à d’autres pays très engagés dans l’éolien comme l’Allemagne – leader incontesté – ou bien l’Espagne l’Inde et le Danemark comme on peut le voir sur la Figure 2.

Figure 2 : Capacité installée par Pays depuis 1980.

Néanmoins on assiste à une accélération significative d’installation de fermes éoliennes depuis 2005 comme le montre le tableau 2, plus 106% de 2005 à 2006 en capacité cumulée installée et plus 132% de 2007 à 2006 !

Tableau 2 : capacité installée en Chine depuis 1995.

Si on regarde plus en détail l’année 2006, le tableau 3 liste par province le nombre d’éoliennes installées ainsi que la capacité nominale totale disponible.

Le tableau 4 quant à lui nous donne la répartition par capacité nominale la puissance des turbines installées fin 2006. On constate que seulement 11% du parc installé est constitué de turbines ayant une puissance nominale de 1 MW et plus.  La majorité des turbines installées (environ 75%) en Chine sont des turbines de 600kW, 750kW et 850kW de puissance nominale.

Tableau 3: Capacité installée en Chine fin  2006

 

Tableau 4 : Répartition par capacité nominale des turbines déployées en Chine fin 2006.

Etat du développement de l’éolien non connecté au réseau électrique

La Chine est vaste est de nombreuses zones, rurales pour la plupart, ne sont pas desservies par le réseau électrique provincial (« off grid »). Dans ce cas, les habitants de ces zones doivent produire eux-mêmes leur électricité.

L’électricité est principalement produite à partir d’éoliennes, de petites centrales hydroélectrique ou bien du biogaz.

En ce qui concerne l’éolien, les turbines sont de faible puissance. Les plus populaires ont une puissance nominale de 200W, 300W, 500W ou bien 1KW. Elles comptent pour 80% de la production de turbines « off grid ».

Dans une prochaine note j'aborderais les concessions et les prix du kwh associés