Les alternatives en matière d’énergie

par Lili Haury  Qu’en est-il des énergies renouvelables à l’échelle de la planète ?  Aujourd’hui, nous parlerons essentiellement de la production d’énergie décentralisée à l’aide des systèmes d’énergie solaires photovoltaïques (PV) et éoliens (gros éolien et petit éolien). Production d’énergie décentralisée La production d’énergie décentralisée s'applique à des systèmes de production de faible puissance destinés, par opposition aux systèmes centralisés, à fournir de l'électricité sur des sites proches des lieux de consommation. Ces unités, dont la puissance varie de 100 watts à quelques mégawatts, peuvent être raccordées au système de distribution existant ou constituer un système autonome. Solaire photovoltaïque Au niveau mondial, le solaire photovoltaïque a connu ces dernières années, un taux de croissance général de 25%, alors que pour les années 1999 à 2001, ce taux atteint 41,7%, soit une production de cellules doublée en seulement trois ans. ("Renouvelle" du 2002/4). "Le solaire", dit le Worldwatch Institute, "est la forme d 'énergie qui, après l'énergie éolienne, se développe le plus rapidement dans le monde. Le taux d'accroissement de ce marché (16% depuis 1990) serait dix fois supérieur à celui de l'industrie. Les systèmes photovoltaïques (sur les toits et façades des bâtiments) qui sont reliés au réseau des services publics représentent actuellement plus de 70 % de ce marché mondial en forte croissance. Le développement récent de ce type d’application au Japon, aux États-Unis et en Europe s’explique de deux manières : -le soutien à l’activité industrielle dans la course à la réduction des coûts (learning by doing et la production de série) dans la perspective du développement de l’électrification rurale décentralisée dans les pays en voie de développement. -le souhait de faciliter l’émergence de nouveaux composants actifs intégrés à l’enveloppe des bâtiments avec son cortège de retombées en terme de compétition industrielle  telle que l’intégration de composants photovoltaïques (tuile, bardeau, élément de façade, etc. ) pouvant être alors considérée comme le stade ultime de la maîtrise de la demande d’électricité. Source : www.ser-fra.com Dans ce qui suit, nous décrivons ces deux facteurs pour différents pays. Japon: Toits solaires La ville de Tokyo veut montrer l'exemple et a lancé un plan pour diminuer sa consommation d'énergie de 20 % d'ici à 2010. Alors que l'on compte actuellement plus de 600 toits solaires photoélectriques, le plan municipal en prévoit 170 000 d’ici dix ans, soit 3% des toitures de la ville, ce qui permettra d'atteindre une puissance électrique de 500 MW (l’équivalent d’un demi-réacteur nucléaire). (source: Tam-Tam, septembre 1999). Allemagne Entre 1990 et 1997, 7.300 installations de capteurs P.V. ont été mis en service, totalisant 23 MW de puissance, ainsi que 100 000 capteurs thermiques totalisant 740 000 m2 de surface (Internationales Wirtschaftsforum Regenerative Energien der Université Münster). En décembre 2002, toujours en Allemagne, le plus grand réseau de capteurs photovoltaïques au monde a commencé à être installé sur les toits de la Foire Commerciale de Munich, constitué actuellement d'une cinquantaine de panneaux, sur un total de 7.560 à venir pour cette installation qui fournira 2,1 MW crête au réseau de la Stadtwerke Munchen, soit l'électricité nécessaire à 700 ménages. Déjà, en 1997 une première installation sur six des toits de ce complexe livrait 1 MW d’électricité au réseau.  Les 63 000 m2 de panneaux, conçus par Shell Solar, couvriront en tout 12 toits de la foire (cospp, sept-oct 02, p. 10). Pays-Bas En décembre 2001, sur les halls Floriade, le Salon International Horticole d'Amsterdam, 19 000 panneaux, totalisant 25 000 m2, ont livré dès décembre 2001 une capacité de 2,3 MW  crête au réseau. La compagnie d'électricité Nuon a fait l’installation. Comme ces panneaux sont semi-transparents, ils éclaireront à la fois l'intérieur des halls, tout en absorbant une grande partie des rayons infrarouges (Renew. Energy News, mai-juin 01, p.20). San Francisco mise sur le solaire Célèbre pour son brouillard, San Francisco se tourne vers le soleil. La ville s'apprête en effet à installer cinq mille panneaux solaires sur le toit de son principal centre de conférences, le Moscone Convention Center. Le projet, évalué à 7,4 millions de dollars, ne coûtera pas un sou aux contribuables : l'opération, financée à l’aide d’un emprunt bancaire, sera remboursée par les économies d'énergie réalisées. Onze stations de contrôle ont été installées pour repérer les sites les plus ensoleillés afin d'équiper des écoles, parkings et réservoirs. Grande-Bretagne En Mai 2001, le gouvernement a alloué 3 millions de Livres Sterling supplémentaires au programme de développement de l'énergie solaire au Royaume-Uni. Ce financement devrait permettre d'équiper 300 habitations, en plus des 166 prévues dans le programme initial. En comparaison, l'Allemagne et les Pays-Bas ont pour objectif 100 000 habitations équipées en 2010, alors que Japon en prévoit 70 000 en 2005, quoique le climat de ces pays soit différent de celui de la Grande Bretagne. Il est important de noter que, même si le financement est resté relativement faible dans ce domaine, l'un des plus grands fabricants, BP Solar, est britannique avec un chiffre d'affaires de 200 millions de dollars. BP Solar fait l'installation de panneaux solaires dans des pays aussi différents que l'Australie, l'Inde, l'Espagne ou les États-Unis. En janvier 2003 s’est terminée la plus importante installation photovoltaïque de la Grande-Bretagne. BP y a livré 87 000 cellules, soit 200 kW, afin d’alimenter le siège social de la compagnie électrique britannique TXU-Europe, à Ipswich..Des cellules de silicium monocristallin fourniront 10% des besoins en électricité du bâtiment et réduiront la production de 140 tonnes de CO2 par an. Le site offrira six types de panneaux différents. France Le premier mur anti-bruit revêtu de modules PV a été raccordé au réseau de distribution EDF (Électricité de France) le 1er janvier 2000. L'équipement comprend 63 modules Photowatt de 110Wc de puissance unitaire, fourni et installé par Total Energie avec la collaboration de Sunwatt France. Le mur, long de 650m et d'une hauteur totale d'environ 4m, se situe sur l'autoroute A21 dans le Pas-de-Calais, à hauteur de Fouquiers-les-Lens. L'électricité produite alimente en priorité un système de pompage géré par la CGE (Compagnie Générale des Eaux), le surplus d’électricité étant réinjecté dans le réseau de distribution EDF. Gros éolien...  ne peut pas se confondre avec le petit éolien Un record de 6868 mégawatts (MW) de nouvelles capacités éoliennes installées dans le monde a été atteint en 2002, augmentant la capacité de production de 28 %, selon les nouveaux chiffres communiqués par l’Association Américaine d’Énergie Éolienne (AWEA) et l’Association Européenne d’Énergie Éolienne (EWEA). Canada Le parc éolien Le Nordais, avec ses 133 éoliennes  (76 à Cap-Chat et  57 à Matanes) dont la puissance installée est de 100 MW, peut fournir de l’énergie à plus de 10 000 foyers et comble jusqu’à 5 % des besoins énergétiques des régions de la Gaspésie et du Bas-St-Laurent. Maroc 84 éoliennes de 600 kW fournissent 2 % de la production électrique marocaine, c'est-à-dire la consommation de près de 400 000 personnes, à un prix très compétitif grâce à la qualité exceptionnelle du gisement de vent. Un projet similaire est en cours au Portugal. Petit éolien, ne pas confondre avec le gros éolien Dans le cas du gros éolien, on parle surtout de son développement par rapport à la construction des grandes centrales éoliennes interconnectées de plusieurs dizaines de MW. Mais on en sait moins sur les petites éoliennes qui peuvent également être utilisées à l’échelle domestique, soit pour recharger des batteries en utilisation autonome, soit directement connectée au réseau. Californie La déréglementation du marché a eu pour effet pernitieux de diminuer la qualité du réseau, au point que les coupures deviennent de plus en plus fréquentes. De ce fait, la petite éolienne en soutien de réseau devient intéressante pour les compagnies d'électricité, à tel point qu’elle bénéficie d’une subvention allant jusqu’à 50 % du prix du système. Les ventes de petites turbines à partir de 500 W connaissent un boum depuis un an environ. Extrait de la revue  Liaison Énergie Francophonie En région, et quand le site le permet (en fonction du voisinage et des vents) de plus en plus de particuliers s’intéressent aux petits aérogénérateurs pour la production d’électricité. En effet, pour un système autonome, il serait 2 à 3 fois moins coûteux de produire cette énergie éolienne, si nous le comparons à un système PV, pour un même nombre de kWh. De plus, pour un système raccordé au réseau, dans la mesure où l’achat de batteries sera évité et pour le même montant de départ investi, il sera possible d’avoir une éolienne plus puissante. Le marché du petit éolien contribue lui aussi à atteindre les objectifs pour 2010 en matière d’énergie verte, mais aussi son utilisation saura satisfaire à bien d’autres niveaux. Par exemple, peu ou pas de dégradation du paysage, une nuisance sonore beaucoup plus faible que le gros éolien, pas de mise en place de pylônes électriques de distribution, pas d’incidence sur le réseau électrique qui supporte largement ces petites puissances en plus d’une consommation locale au bénéfice direct des habitants et des régions. D’autres part, le nombre de sites est beaucoup plus important et la production d’énergie beaucoup plus facile à gérer comparée aux grosses centrales éoliennes. Tarif de rachat et incitatif Alléchant Les tarifs et les conditions d'achat pratiqués dans certains pays européens ont de quoi nous faire saliver. Après le décret royal espagnol de février - qui fixait le prix d'achat du kWh à 60 Ptas (2,40 FF ou  0,37 euro) - l'Allemagne vient d'adopter un tarif national de 99 Pfennigs (3,50 FFou 0,53 euro). Mais les honneurs reviennent à la compagnie électrique de Berne (Suisse) qui, dans le cadre d'un contrat avec la "Bourse solaire" locale, achètera pendant 15 ans les kWh produits par une centrale de 200 kWc (en ardoises solaires "Sunslates") 'installée sur le toit d'un hangar, à seulement 2 Francs Suisses chaque, soit  8 FF (1,21 euro). (1 euro = 1,56 $can) Edifiant La dernière livraison du rapport annuel de l'IEA (International Energy Agency) sur les tendances du photovoltaïque dans les 23 pays de OCDE confirme la nette percée du "raccordé au réseau décentralisé" qui arrive désormais en tête des différentes applications avec plus de 37 % du total (plus de 150 MWc sur 392 en puissance cumulée). Le Japon se taille la part du lion avec plus de la moitié du chiffre, suivi par l'Allemagne (25 %), et les É-U (10%). Souvent, le coût relativement faible de l’électricité canadienne est avancé comme  explication du peu d’intérêt envers les autres sources énergétiques. Le tableau  - dont les données relatives au prix de l’électricité ont été prises du site Internet du département de l’énergie américain  www.energy.gov alors que la consommation d’électricité résidentielle des différents pays provient du document de l’OCDE: Énergy Balances of OECD Countries - fournit quelques exemples de consommation d’électricité pour deux pays d’Europe, au Japon, aux États-Unis et au Canada, pour l’année 1997. Les deux premières colonnes sont les données brutes de la DOE et de l‘OCDE. Le tableau révèle que chaque individu, peu importe le pays d’origine, paie annuellement sensiblement la même somme pour l’électricité (sauf pour le Japon, où le coût de la vie est relativement haut). Cette relative équivalence des factures d’électricité de chaque individu provient du fait que la consommation d’électricité des canadiens est très élevée : elle vaut près de 3 fois celle des allemands. Cependant, même si chaque canadien paie une facture d’électricité similaire aux autres pays, la France, l’Allemagne ainsi que le Japon et, dans une certaine mesure, les États-Unis, ces pays font tous la promotion d’alternatives en énergies renouvelables (éoliennes, photovoltaïques et solaires thermiques) d’une manière beaucoup plus énergique qu’au Canada en ce qui concerne le résidentiel. * La population de 1997 est : pour le Canada, 29,8Millions d'habitants; les États-Unis, 267,7M d'hab.; la France, 58,6M d'hab.; l'Allemagne, 82M d'hab.; et le Japon, 126,1M d'hab.).  Il est clair que des incitatifs politiques et économiques (du même type que ceux déjà instaurés en Europe, au Japon et aux États-Unis) sont essentiels au déploiement de systèmes d’énergies alternatives, ici au Canada. L’Europe possède un ensemble de programmes d’appui d’implantation d’alternatives en énergies renouvelables. Par exemple, la France offre des subventions allant de 15 à 70 % du coût total suivant les systèmes et les régions  : l’Allemagne offre des prêts sans intérêts et offre le rachat d’électricité excédentaire à un prix correspondant à 90 % du prix de détail ; en Suisse le tarif de rachat équivaut au tarif normal majoré de 200 % :  l’Italie subventionne l’installation : les États-Unis investissent dans la production décentralisée: le Japon subventionne l’installation dégressive indexée sur les coûts du marché. Dans le cas du Japon, le gouvernement s’engage fortement à promouvoir l’installation de 5 millions de kW (5GW) de panneaux photovoltaïques, d’ici 2010, par un programme de subvention qui permet la réduction de 50 % du coût d’achat de systèmes P.V. d’une puissance maximale de 3kW. Et pour finir les Pays-Bas ont comme objectif 400 000 chauffe-eau solaires pour l’an 2010. (sources: Le Mercure Solaire, vol 11 no1 et http://sses.ch/fr/magasine/japon_400.html et l’Office Cantonal de l’Énergie). Le Canada ne possède aucun programme d’appui des P.V. et de l’éolien pour le secteur résidentiel. De tels programmes ne devraient plus être en voie de développement, ici même. Notre prochain article concernera le chauffe-eau solaire (solaire thermique) et sur les applications des trois systèmes, solaire photovoltaïque et thermique et système éolien. par Lili Haury et Pierre Carrier (Écosolaire inc.)