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Energie
Un réseau électrique pourrait relier l'Europe et l'Afrique du Nord, pour fournir de l'énergie respectueuse des enjeux climatiques

http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/59251.htm

La discussion concernant l'approvisionnement futur en électricité se trouve dans une impasse : le vent et la biomasse ne suffiront sûrement pas à long terme en Allemagne pour couvrir les besoins en électricité du pays. De plus, de grandes quantités d'électricité d'origine éolienne devraient être stockées, afin de fournir de l'électricité en cas de calme plat. En ce qui concerne le photovoltaïque et le solaire thermique, la faible exposition de l'Allemagne au soleil met en cause la compétitivité potentielle de l'électricité solaire avec l'électricité éolienne ou biomassique. Comme le gouvernement entend aussi s'éloigner des sources d'énergie fossiles comme le charbon et le pétrole, afin d'endiguer le changement climatique, l'alternative suivante se pose pour l'approvisionnement électrique : soit des coûts d'électricité en hausse croissante - option rejetée car peu alléchante, soit l'importation d'une électricité favorable à l'environnement.

Ainsi, le physicien Gregor Czisch, professionnel libéral à l'Université de Kassel, a-t-il combiné les exigences d'un approvisionnement alternatif en électricité en Europe et dans les régions environnantes. Le résultat présenté par le scientifique prend la forme d'un concept d'approvisionnement en électricité de plus d'un milliard de personnes, qui se passe d'électricité provenant de centrales nucléaires, au charbon, de pétrole ou de gaz [1]. Selon ses estimations, la production d'électricité serait à peine plus chère qu'aujourd'hui.

Le point d'angle de ses réflexions s'appuie sur la constatation que la panne de vent n'atteint pas toutes les régions en même temps, et que le soleil ne brille pas partout de la même façon. "Ainsi, la zone d'alimentation doit être suffisamment large pour garantir un approvisionnement en électricité continu de sources énergétiques durables", selon M. Czisch. Les frontières à l'intérieur desquelles il a élaboré son concept sont ainsi l'Islande, le Sénégal, l'Arabie Saoudite et la Sibérie du Nord-Ouest. L'adéquation de cette surface est visible par exemple avec l'éolien : en hiver, le vent souffle surtout en mer du Nord et en Atlantique du Nord, de façon fréquente et soutenue, alors qu'en été il souffle plus dans les pays désertiques comme le Maroc, la Mauritanie et l'Egypte.

Ensuite, M. Czisch a divisé cette immense surface en 19 régions. Pour chaque région, il a rassemblé des données importantes (quantité de vent soufflé et durée, force de rayonnement du soleil et fréquence, quantité de force hydraulique disponible dans la région...) et enregistré les besoins en électricité de chacune d'entre elles. Il a ensuite pris en compte les prix de marché pour les diverses énergies renouvelables, mais aussi les coûts d'un réseau électrique, qui transporterait l'électricité par exemple de parcs éoliens offshore de la mer du Nord vers les pays adjacents, ou de l'Afrique du Nord ou de l'Islande vers l'Europe.

Le calcul du modèle a été enrichi avec des contraintes supplémentaires. Ainsi, la production d'énergie hydraulique ne doit pas être augmentée par rapport à sa valeur actuelle, car le potentiel de l'hydraulique en Europe et dans les régions environnantes est presque épuisé et une expansion supplémentaire pourrait s'avérer néfaste pour l'environnement. En Europe centrale et de l'Ouest, le renforcement de l'énergie éolienne a été fortement limité par rapport au potentiel technique, car dans ces régions très peuplées, les parcs éoliens ne sont pas tolérés unanimement. De telles restrictions sont insignifiantes dans les régions très ventées et peu peuplées du Nord de la Russie ou de l'Afrique du Nord-Ouest, très peu exploitées par ailleurs.

M. Czisch a rassemblé toutes ces données dans un programme d'optimisation. Le résultat obtenu est le suivant : les énergies renouvelables pourraient facilement parvenir à assurer l'approvisionnement en électricité des 1,1 milliard d'habitants de la zone de recherche. Cependant, les coûts de ce projet semblent inaccessibles au premier abord : un investissement de 1.400 milliards d'euros dans des installations de production d'énergies renouvelables et des coûts supplémentaires du réseau s'élevant à 128 milliards d'euros, afin de répartir l'électricité produite entre le Cap du nord et le Sahara. Cette somme gigantesque de quelque 1.500 milliards d'euros peut être relativisée au regard d'un pronostic de l'Agence internationale de l'énergie (AIEA) qui estime que jusqu'en 2030 ce sont 13.600 milliards d'euros - soit une somme 9 fois plus élevée - qui devraient être investis à l'échelle mondiale pour de nouvelles centrales thermiques fonctionnant avec des combustibles fossiles.

Pourtant, comment les sources d'énergie renouvelables doivent-elles être combinées pour maintenir les coûts au plus bas niveau possible? Le programme d'optimisation se révèle être la variante la plus avantageuse du mixe énergétique, alimenté aux deux-tiers environ par des installations éoliennes. Quand l'électricité se raréfierait, les centrales de biomasse et hydrauliques interviendraient, pour combler les lacunes. Par exemple, les centrales hydrauliques de Scandinavie peuvent stocker 120 milliards de kWh ; l'Union Européenne a une consommation énergétique globale annuelle de 3.000 milliards de kWh. Ainsi, l'hydraulique scandinave à elle seule peut compenser de nombreuses pannes de vent.

La mise en place d'une liaison performante entre les producteurs d'électricité et les consommateurs est bien sûr déterminante pour un tel système. Selon M. Czisch, le système le plus avantageux consisterait à long terme à installer un immense nouveau réseau électrique entre le Sahara, le Nord de la Russie et l'Islande. Cependant, contrairement à ce qui est habituellement réalisé, ce ne serait pas du courant triphasé [2] qui serait envoyé à travers les lignes, mais du courant continu, qui subit des pertes plus faibles sur de longues distances.

Cette transmission de courant continu à haute tension (HGU [3]) est déjà mise en place depuis des dizaines d'années pour surmonter de grandes distances dans certaines régions du monde. Entre les deux îles de Nouvelle Zélande par exemple, une ligne de 610 km de long a été mise en fonctionnement en 1965. En Europe aussi, des câbles sous-marins semblables ont été installés pour relier des îles comme la Sardaigne et la Corse au réseau de leurs pays respectifs. Sur les autres continents, notamment en Asie, des lignes HGU sont en cours de développement. Actuellement, l'état de la technique permet des lignes HGU de 800 km de long, qui ne perdent que 2,5% de l'électricité sur toute la longueur de la ligne. Par ailleurs, la perte due au changement du courant triphasé en courant continu se limite à 0,6%. Un réseau d'électricité continue sur l'Europe entière et l'Afrique du Nord pourrait ainsi sortir l'approvisionnement en électricité du monde entier de l'impasse où il se trouve.

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- [1] La carte du réseau est disponible sur le site internet du Tagesspiegel : http://www.tagesspiegel.de/medien/hermes/cme1,278026.html
- [2] Courant alternatif triphasé : Informations sur la page Internet de Wikipédia : http://fr.wikipedia.org/wiki/Courant_alternatif#Triphas.C3.A9
- [3] HGU : Hochspannungs-Gleichstrom-Ubertragung
- Rapport de Gregor Czisch sur son étude :"Realisable Scenarios for a Future Electricity Supply based 100% on Renewable Energies" (en anglais) : http://www.risoe.dk/rispubl/reports/ris-r-1608_186-195.pdf
- Gregor Czisch, Institut d'ingénierie électrique - Université de Kassel, Allemagne - tél : +49 561 804 6377 6434 - email : gczisch@uni-kassel.de

Code brève
ADIT : 59251

Die Oko-Connection - Tagesspiegel - 25/05/2009

Claire Vaille, claire.vaille@diplomatie.gouv.fr

BE Allemagne numéro 438 (27/05/2009) - Ambassade de France en Allemagne / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/59251.htm