Eoliennes offshore

Le développement de l’éolien offshore : un panorama mondial et une présentation des cas allemand, néerlandais et français 20/10/2018
Auteurs : Bruno Meyer
Publication REE REE 2018-4 Dossier Eoliennes offshore
OAI : oai:www.see.asso.fr:1301:2018-4:23826
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Eoliennes offshore

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42 ZREE N°4/2018 La transition énergétique vers un mix comprenant une plus grande part d’énergies renouvelables est une ten- dance mondiale qui se poursuit à grand pas. Les barrages hydrauliques géants connaissent une croissance dans quelques pays (en Chine ou au Brésil par exemple), mais le gisement techniquement et économiquement exploitable faiblit et les difficultés envi- ronnementales se font prégnantes. Le photovoltaïque et l’éolien terrestre ont vu leur part augmenter dans les vingt dernières années. Désor- mais, c’est la production éolienne en mer, ou off- shore, qui bénéficie de vents favorables. A ses débuts, cette source d’énergie comportait des défis technologiques qui ont été surmontés grâce à des solutions innovantes, au retour d’expé- rience des premiers parcs installés, et aux effets d’échelle. La maturité de la technologie offshore pour l’exploration pétrolière et gazière a permis d’apporter des solutions éprouvées. En Europe, les principales fermes offshore se situent au large du Royaume-Uni (7 GW), de l’Alle- magne (5 GW), du Danemark, des Pays-Bas et de la Belgique. Et les projections européennes pour 2030 sont de 70 GW avec des parcs unitaires croissants. Les premières fermes offshore étaient le fruit d’appels d’offres avec des tarifs de rachat d’énergie garantis et donc subventionnés. La baisse des prix de l’offshore est telle qu’en 2017 apparaissent des appels d’offres en Europe sans subvention (hors coût de raccordement). Ce mouvement se retrouve aux USA où le parc offshore pourrait bondir de 30 MW aujourd’hui à 1 500 MW avec un portefeuille de projets identifiés qui dépasse les 25 000 MW dont plus de la moitié, en eaux profondes, feront appel à la technologie flottante. Quant à la France, sa puissance électrique éo- lienne terrestre fin 2017 est d’environ 13 000 MW, qui ont généré cette année-là quelque 24 TWh, soit près de 5 % de la produc- tion annuelle d’électricité et 27 % de l’électricité renouvelable. Soutenu par des financements publics et inscrit dans les PPE (programmations pluriannuelles de l’énergie), l’objectif est de doubler la capacité éolienne d’ici 2023. Pour atteindre cet objectif, même si la crois- sance en éolien terrestre va se pour- suivre, la mise en valeur du potentiel considérable de l’offshore est nécessaire. D’autant que l’espace maritime national est propice, y com- pris autour des façades maritimes métropolitaines. Lancé il y a sept ans, le programme français d’éoliennes offshore a pris du retard. Les appels d’offres de 2011-2012 pour quatre parcs, et celui de 2013-2014 pour deux parcs ont fait l’objet de cinq attributions, mais oppositions environnementales, recours et négociations entre pouvoirs publics et producteurs ont retardé leur mise en service. Le dernier point d’achoppement au printemps 2018 concernait les tarifs de rachat de l’électricité. Négo- ciés en 2012 et 2014, pour des fourchettes allant de 180 à 230 euros du MWh durant 20 ans, ils s’avéraient désormais élevés au regard des prix né- gociés aujourd’hui en Europe du Nord, même si les fonds marins du littoral français sont plus profonds. La situation est désormais débloquée. Les tarifs de rachat ont baissé, avec une fourchette allant de 150 à 200 euros du MWh, mais la prise en charge du raccordement, soit environ 10 % du coût total du projet, revient désormais entièrement à la charge de RTE. Ces dernières négociations ont ravivé un débat sur la rentabilité de la filière de l’éolien offshore, certains experts ayant exprimé de vives réserves sur le programme français. Le principal reproche qui lui est fait est celui d’une subvention trop géné- reuse au regard du potentiel concerné. Une analyse de Benjamin Frémaux dans Les Echos du 3 février Bruno Meyer RTE LES GRANDS DOSSIERS Introduction Le développement de l’éolien off-shore : un panorama mondial et une présentation des cas allemand, néerlandais et français REE N°4/2018 Z 43 Introduction LES GRANDS DOSSIERS dernier l’estime à 30 milliards d’euros pour 3 000 MW. Et l’auteur de comparer ces 30 milliards pour 3 000 MW au coût sensiblement équivalent de trois réacteurs EPR, tout en fournissant une produc- tion annuelle de 40 % inférieure et sans les mêmes garanties de fourniture. En effet, le facteur de charge de l’éolien, même en en offshore, n’est au mieux que de 40 %. Enfin des oppositions environnemen- tales se sont fait jour, ainsi que celles des pêcheurs. L’actualité le confirme : au moment où ces lignes sont écrites, les pêcheurs du Tréport ont décidé de déposer un recours auprès de l’UE contre le parc « Eoliennes en Mer Dieppe - Le Tréport (EMDT) ». Si l’éolien offshore a les faveurs du public et l’appui du gouvernement, il fait également l’objet de critiques qui méritent d’être entendues et il est vrai que le coût du parc offshore français est plus élevé que d’autres pour des questions propres au littoral français. Mais le programme offshore français traduit la volonté des pouvoirs publics de faire en sorte que la filière industrielle de cette industrie soit localisée en France. Ce qui est le cas pour les constructeurs de renommée mondiale (General Electric à Mon- toir-de-Bretagne et Siemens Gamesa au Havre), pour les fabricants de stations de connexion (STX à Saint-Nazaire) et navires nécessaires à l’installation et la maintenance (Louis Dreyfus Armateurs) ainsi que pour les PME locales. Pour les six parcs attribués en technologie posée de puissance allant de 500 à 600 MW (Dieppe- Tréport, Fécamp, Calvados, Saint-Nazaire, Saint- Brieuc et Yeu-Noirmoutier) et pour ceux en techno- logie flottante de puissance plus modeste (24 MW) à Groix, Leucate, Gruissan et Faraman, les choses devraient s’accélérer. Avec la prudence qui est de mise dans ce dossier riche en rebondissements, la première ferme éolienne offshore française d’im- portance (500 MW en technologie posée) devrait être raccordée et mise en service en 2022… mais une éolienne expérimentale en technologie flot- tante de 2 MW a été inaugurée en octobre 2017 au large de Saint-Nazaire. Concernant les conditions de raccordement au réseau pu- blic de transport, RTE a travaillé dès le premier appel d’offres en amont avec l’Etat, de manière à identifier les zones assurant une capacité d’accueil adéquate. En effet, il faut savoir que le choix des installations en mer doit prendre en compte certes les conditions des fonds marins, le vent, la houle, mais aussi la capacité d’ac- cueil du réseau électrique. La course au gigantisme devrait continuer de faire baisser les prix et voir se multiplier les pro- jets. Ainsi, après les éoliennes offshore de Vestas de 8 MW, GE va lancer des éoliennes de 12 MW de 250 mètres de haut et des pales de plus de 100 mètres. La puissance de ces nouvelles ma- chines équivaut à l’alimentation de 15 000 foyers. Les solutions offshore retenues sont différentes sur la technologie des plates-formes elles-mêmes (posées ou éolien flottant), mais également sur le raccordement au réseau terrestre, par câbles à courant alternatif (HVAC) ou par courant continu (HVDC). La volonté des politiques adossée à celle de l’opi- nion, la fiabilité accrue des machines, la baisse des prix de production sont autant de tendances qui concourent à l’accélération du développement de l’éolien offshore et il est légitime de veiller à ce que la France ne reste pas à l’écart de ce mouvement. Le but de ce dossier n’est pas de trancher le dé- bat qui s’est instauré autour de l’éolien offshore ni de définir le niveau optimal auquel doit se situer l’engagement de la puissance publique : c’est le rôle de la PPE et des débats qui lui sont associés. Nous avons cherché par contre à présenter un panorama de l’état de l’art du domaine, au niveau mondial et plus particulièrement en Allemagne, aux Pays-Bas et en France. Un coup de projecteur particulier est donné sur la technologie de l’éolien offshore flot- tant qui peut constituer une véritable rupture tech- nologique dans les années à venir et pour laquelle la France possède de bons atouts. Quatre articles présentent diverses facettes du développement de l’éolien offshore. Deux gestion- naires de réseaux de transport, RTE et TenneT, un grand opérateur international du secteur, EDF Re- nouvelables, et enfin une PME française innovante spécialisée dans l’éolien flottant. RTE dresse une vision d’en- semble des différentes tech- nologies mises en œuvre, y compris les développements en cours sur les postes élec- triques sous-marins. Il propose Bruno Meyer est à l’Inspection géné- rale de RTE. Il rejoint le groupe EDF en 1985, y ayant exercé différentes fonctions d’expertise et de direction. Il a été direc- c c teur général d’ARTERIA de 2011 à 2016. Il est membre senior de la SEE et Fellow de l’IEEE. Il est membre du Board of Directors de l’IEEE au niveau mondial. 44 ZREE N°4/2018 Le raccordement des parcs éoliens en mer Gro Wæraas de Saint Martin ................................................................................................................................... p. 45 TenneT: Offshore wind energy in North Sea to play key role in European energy Marco Kuijpers ............................................................................................................................................................... p. 54 Eolien en Mer : la maturation de la filière au travers de l’expérience d’un développeur énergéticien ......................................................................................................................... p. 62 Grégoire de Roux, Bernard Guitton, Julien Simon, Pierre-Guy Therond L’éolien flottant, une chance pour la France ............................................................................................. p. 75 Marc Lanne, Benjamin Delage, et Georges Colboc LES ARTICLES LES GRANDS DOSSIERS Introduction un panorama européen du développement de cette filière. Il présente la situation française avec les diffé- rents parcs prévus dans les appels d’offres lancés par les pouvoirs publics. TenneT, le gestionnaire de réseau de transport qui gère les réseaux néerlandais et d’une partie du réseau allemand, a en en charge une part impor- tante des parcs offshore de ces deux pays. Son article décrit les principaux parcs existants dans les zones de sa responsabilité, précisant les différentes technologies de raccordement au réseau terrestre associées. Il élargit son propos à une vision pros- pective qui permet d’imaginer les bouleversements possibles qui attendent le paysage énergétique des prochaines décennies. EDF Renouvelables est un acteur mondial majeur dans la production d’énergie renouve- lable, et en particulier en éolien, en Europe et en Amérique du Nord. Il présente ici le déroule- ment complexe de ces projets offshore depuis la phase de développement jusqu’à la construction et l’exploitation. Rappelant les atouts et difficul- tés liés à chaque technologie, il donne sa vision de l’avenir. EOLFI enfin, PME française innovante spécialisée dans la technologie flottante de l’éolien offshore, donne un coup de projecteur sur cette technologie en soulignant la vigueur d’un secteur qui inclut des acteurs de taille modeste mais aux ambitions bien ancrées... Q