Le secteur allemand de l’énergie éolienne
Le point sur cette technologie
L’énergie éolienne est exploitée depuis des siècles dans de nombreuses régions du monde. Depuis quelques décennies, elle contribue de manière importante à un approvisionnement durable en énergie. Dans ce secteur, l’Allemagne fait figure de précurseur tant sur le plan de l’innovation technologique que sur celui du développement des capacités utilisées à travers le monde.
Le rendement des éoliennes, calculé par rapport à la vitesse du vent, s’est amélioré du facteur 3. Afin de pouvoir exploiter l’énergie éolienne de façon optimale, les installations doivent être placées le plus haut possible au-dessus du sol. A l’heure actuelle, les plus grandes éoliennes allemandes ont une puissance nominale de 4 à 6 mégawatts. Leur hauteur totale peut atteindre 200 mètres avec une hauteur de moyeu d’environ 120 mètres. Une pale de rotor mesure jusqu’à 65 mètres de long.
Les éoliennes récemment installées en Europe possèdent une puissance nominale moyenne de deux mégawatts.
Les composants d’une éolienne sont la nacelle, les pales de rotor, le moyeu, le générateur et la tour. Selon sa conception technique, une éolienne peut également être dotée d’un multiplicateur. Lors du développement des éoliennes, une attention particulière est accordée à la facilité d’entretien et à l’utilisation de matériaux de qualité supérieure et éprouvés, afin de permettre une exploitation optimale des installations.
Le vent entraîne les pales de rotor qui transmettent l’énergie cinétique à une génératrice. Les fabricants allemands ont développé deux approches distinctes afin de convertir efficacement l’énergie éolienne en électricité: les générateurs équipés d’un multiplicateur et les générateurs sans multiplicateur. Le type de générateur utilisé dépend dans une large mesure des vitesses de vent exploitables et du site de l’éolienne.
La plupart des éoliennes sont installées sur des sites terrestres (onshore). L’industrie éolienne allemande installe de plus en plus d’éoliennes en haute mer (offshore) en raison des régimes de vent réguliers et des vitesses moyennes plus élevées de ce type de site. Des turbines d’une puissance pouvant atteindre 5 mégawatts ont été développées pour l’implantation d’éoliennes offshore.
Dans de nombreux parcs éoliens réalisés à proximité des côtes du Danemark, de la Suède, de la Grande-Bretagne, de l’Irlande et des Pays-Bas, des projets en mer permettent d’ores et déjà d’acquérir une expérience précieuse et d’utiliser avec succès les installations des fabricants allemands.
Le montage des éoliennes offshore ainsi que leur maintenance durant leur fonctionnement représentent deux défis particuliers de l’implantation en haute mer. L’industrie allemande fournit des technologies pour la fabrication, le montage et la maintenance des éoliennes offshore et de leurs composants. L’économie maritime développe actuellement des techniques de fondation ainsi que des concepts logistiques.
Croissance spectaculaire du marché éolien allemand et mondial
Pendant de nombreuses années, le marché allemand a été le plus grand marché d’éolien au monde. Il est maintenant dépassé par les marchés américain et espagnol s’agissant des taux de croisante. Les fabricants allemands continuent toutefois d’être ceux qui fabriquent le plus d’éoliennes et de composantes au monde. En Allemagne, les bureaux d’études et bureaux d’ingénieurs ne sont pas les seuls à se spécialiser dans l’énergie éolienne: cette tendance concerne également de nombreux prestataires de services dans les secteurs de la maintenance et du service après-vente. De nouveaux secteurs d’activité, tels que des tours d’éoliennes ou la fabrication de pales de rotor, sont en mesure de livrer des produits de haute qualité dans le monde entier. La valeur ajoutée produite par le secteur éolien allemand s’élevait à 7,2 milliards d’euros en 2006, dont 5,6 milliards pour la seule fabrication d’éoliennes et de composants. L’Institut allemand de l’énergie éolienne (Deutsche Windenergie-Institut, DEWI) estime que 37 pour cent de toutes les éoliennes et tous les composants du monde entier sont fabriqués en Allemagne. En 2006, les fabricants et fournisseurs d’éoliennes ont continué d’augmenter leurs capacités de production, ce qui leur a permis d’accroître de plus de 50 pour cent leur production en Allemagne.
Au cours de la même année, 1.208 éoliennes d’une puissance de 2.233 mégawatts ont été installées en Allemagne, ce qui correspond à une croissance de 23,5 pour cent par rapport à l’année précédente. Il ressort des dernières statistiques publiées par l’Institut allemand de l’énergie éolienne que fin 2006, 18.685 éoliennes d’une puissance totale de 20.622 mégawatts étaient installées en Allemagne. L’Allemagne demeure donc au premier rang mondial sur ce point.
Pour l’année 2006, on enregistre à l’échelle mondiale une puissance nouvellement installée d’environ 15.000 mégawatts. Avec une puissance nouvellement installée de 2.800 mégawatts, les Etats-Unis ont occupé l’année dernière le premier rang. Le secteur éolien a également connu une croissance remarquable en Inde et en Chine avec des puissances respectives de 1.500 et 1.000 mégawatts. La puissance éolienne installée à travers le monde est d’environ 75.000 mégawatts. Une proportion importante de ces éoliennes est de fabrication allemande ou contient des composants allemands.
Conditions générales
Les programmes publics de recherche, de développement et de soutien ainsi que les facilités de financement octroyées par l’Etat ont accéléré le développement des technologies éoliennes allemandes au cours des années 90. Depuis le mois d’avril de l’an 2000, avril 2000, les tarifs fixes d’achat d’électricité prévus par la Loi sur les énergies renouvelables (EEG) augmentent la sécurité de planification des fabricants et des prestataires de services. Les producteurs d’électricité issue de l’énergie éolienne reçoivent un tarif minimal constant garanti sur une période maximale de 20 ans. Le montant de ces tarifs d’achat est déterminé en fonction du site d’implantation des éoliennes. La baisse annuelle des tarifs d’achat garantis pour les nouvelles installations assure un développement technologique continu.
En Allemagne, les anciennes éoliennes sont maintenant remplacées par les nouvelles installations de dernière génération, à la fois plus performantes et plus silencieuses. Ce «repowering» est soumis à un régime spécial prévu par la Loi sur les énergies renouvelables (EEG). Les éoliennes remplaçant les anciennes installations doivent fournir un rendement au moins trois fois supérieur afin de donner droit à un tarif d’achat.
Le gouvernement allemand mise beaucoup sur le développement de l’énergie éolienne offshore. C’est pourquoi il a approuvé en 2006 une loi qui prévoit qu’à l’avenir les frais de raccordement des parcs éoliens offshore seront à la charge des opérateurs du réseau. Les éoliennes implantées offshore bénéficient de tarifs d’achat supérieurs à ceux des éoliennes sur sites terrestres en raison du volume de travail plus important résultant de leur montage et de leur exploitation.
La part croissante d’électricité issue de l’énergie éolienne est soumise à des variations car ce type d’énergie est tributaire des conditions météorologiques. Aussi, son intégration au réseau requiert l’aménagement du réseau électrique et le développement des capacités de stockage.
Perspectives
Les études réalisées pour l’Allemagne ont fait la l’état suivant: plus la quantité d’électricité éolienne produite augmente, plus les prix de gros diminuent à la bourse de l’électricité de Leipzig. Les scientifiques estiment qu’à l’heure actuelle, les éoliennes installées en Allemagne permettent de faire des économies chiffrées à plus d’un milliard d’euros par an. Les coûts calculables de l’électricité produite grâce à l’énergie éolienne permettent de stabiliser le prix de l’électricité en bourse qui se caractérise par de fortes fluctuations. Aux Etats-Unis, l’électricité éolienne représente un moyen de se protéger contre la volatilité du prix des carburants. Les coûts de production d’électricité par énergie éolienne sont d’ores et déjà le biais de l’comparables à ceux des nouvelles centrales électriques conventionnelles.
Le Conseil mondial de l’énergie éolienne (Global Wind Energy Council, GWEC) estime qu’en 2050 l’énergie éolienne pourra satisfaire plus de 34 pour cent des besoins mondiaux en électricité. Dans le cadre des efforts déployés à l’échelle internationale afin d’endiguer les menaces du changement climatique, les atouts des éoliennes comptent parmi les principaux arguments avancés: en effet, d’une part, les parcs éoliens onshore et offshore jouent le rôle de «fournisseurs en gros» d’électricité respectueuse du climat pour le réseau public, d’autre part, les installations individuelles garantissent l’approvisionnement des consommateurs éloignés du réseau.
Dans les années à venir, la recherche et le développement accorderont un intérêt encore plus important aux centrales électriques virtuelles. Ce type de centrale permet de regrouper des systèmes de production d’énergie renouvelable afin d’assurer, depuis une salle de contrôle, une gestion optimale de toutes les installations, tant sur le plan économique que technique. Ceci permet de compenser de manière optimale les périodes de calme plat. Pour cela, l’Allemagne dispose de centrales hydrauliques de pompage d’une puissance de 8.000 mégawatts. Ceci ne réduit pas pour autant l’importance de la recherche de nouveaux systèmes de stockage en vue de garantir un approvisionnement en électricité qui soit assuré à 100 pour cent par les énergies renouvelables. Les chercheurs allemands concentrent actuellement leurs travaux sur le développement de technologies utilisant un accumulateur pneumatique d’énergie et permettant de stocker tout excédent d’électricité éolienne dans des cavités salines. L’air comprimé stocké peut être retransformé en électricité à brève échéance. Ceci permet une gestion conjointe des centrales hydroélectriques, des éoliennes, des installations solaires et de bioénergie.
Au cours des prochaines années, les «pays pionniers de l’énergie éolienne» tels que l’Allemagne continueront de déterminer le marché. Pour cela, les entreprises et institutions allemandes investissent énormément de temps ainsi que d’importantes ressources financières dans la formation professionnelle et le perfectionnement de spécialistes en énergie éolienne. A l’instar des universités et des écoles supérieures spécialisées, les chambres des métiers, les organismes de formation professionnelle et les centres régionaux de formation proposent des formations professionnelles et des stages de perfectionnement spécialisés afin de transmettre les connaissances acquises dans ce domaine depuis de longues années.
