Synergie en mer – la combinaison de l’expérience dans le domaine du pétrole et du gaz et du leadership en matière de technologie de réseau pour produire une énergie durable

L’énergie éolienne est l’un des plus grands espoirs de l’humanité pour un avenir énergétique abordable et neutre en carbone; c’est l’une des technologies, avec l’énergie solaire, dans lesquelles les entreprises énergétiques préfèrent investir. Bien que l’énergie éolienne soit abondante sur terre, nous devons nous tourner vers les mers et les océans pour répondre à nos besoins actuels et futurs en énergie durable. Mais cette tâche n’est pas à la portée de tous : il faut du courage, de l’expertise et un esprit de pionnier pour y parvenir. Et peu d’entreprises sont capables d’exploiter des actifs en mer, qui doivent résister à une exposition constante aux éléments les plus rudes de la nature.

L’entreprise norvégienne Equinor est l’un des premiers grands groupes pétroliers et gaziers à pénétrer le marché de l’éolien en mer. L’entreprise compte sur des décennies d’expérience dans la construction et l’exploitation d’infrastructures énergétiques de grandes dimensions en mer, dans la croissance de nouvelles technologies, dans la définition de normes et dans l’excellence en matière de santé et de sécurité.

Depuis le début, Hitachi ABB Réseaux électriques a soutenu les fabricants d’éoliennes et les exploitants de parcs éoliens grâce à des solutions innovantes. Avec ses clients et ses partenaires, cette entreprise pionnière de l’éolien contribue à la transformation de l’industrie, en faisant de l’énergie éolienne une technologie de production d’électricité résiliente et fiable.

Les deux entreprises prévoient de faire passer le secteur de l’éolien en mer à la vitesse supérieure.

L’éolien en mer a démontré sa compétitivité par rapport à d’autres sources d’énergie durables, telles que l’énergie solaire et l’énergie éolienne terrestre, dont le développement est plus facile et moins coûteux. Le segment doit toutefois utiliser tous les renseignements existants pour innover davantage et prouver qu’il peut soutenir la concurrence. 

Le développement technologique des éoliennes a été l’un des principaux facteurs qui ont contribué à la réduction du coût moyen actualisé de l’énergie éolienne en mer. Leur taille a augmenté de façon spectaculaire au cours des dernières années et elles peuvent produire aujourd’hui jusqu’à 14 MW. « Personnellement, je crois que nous verrons des turbines de 20 MW et plus d’ici 2030 », indique M. Sharma. 

L’augmentation des niveaux de puissance rend les turbines plus efficaces et permet de récolter davantage d’énergie éolienne.  

« Mais pour optimiser les coûts à l’échelle du système, il faut également tenir compte du niveau de tension de fonctionnement de l’équipement. Pour les turbines de plus de 20 MW, nos études montrent que nous pouvons obtenir un rendement plus élevé et un coût plus faible du système dans son ensemble si nous utilisons des niveaux de tension de 132 kV », explique Alfredo Parres. 

Et l’éolien en mer continue de grandir et de prendre de l’expansion et de la profondeur. Il y a quelques années seulement, nous développions des parcs éoliens d’une puissance allant de 600 à 700 MW. Aujourd’hui, la puissance typique d’un parc est de 1,2 GW. L’ajout éventuel de parcs éoliens de 1,5 à 2 GW soulève des questions liées à des contraintes pour la capacité de connexion au réseau.  Pour ces parcs éoliens, nous avons besoin de solutions de transport efficaces et résilientes, comme le courant continu à haute tension (CCHT), qui fonctionne à des niveaux de tension très élevés. 

« Mais pouvons-nous atteindre 525 kV de courant continu? Pour répondre à cette question, nous nous attendons à travailler en collaboration avec des chefs de file technologiques comme Hitachi ABB Réseaux électriques », déclare M. Sharma. 

« Avec Hywind Scotland, nous avons montré que la technologie fonctionne. Au cours de ses deux premières années d’exploitation, ce parc éolien a affiché le facteur de capacité le plus élevé au Royaume-Uni, avec une moyenne de 54 %, alors que celle des autres parcs éoliens en mer du pays se situe à 40 %. Au cours des 12 derniers mois, jusqu’en mars 2021, nous avons même enregistré une moyenne de 57 %. Puisque ce parc n’en est encore qu’à ses débuts et en raison d’un processus d’approvisionnement sous-développé, le coût de l’énergie éolienne flottante est encore plus élevé que celui de l’énergie éolienne fixe. Nous avons cependant prouvé que nous pouvons réduire considérablement les coûts grâce à l’industrialisation et à la mise à l’échelle. Entre nos projets Hywind Demo et Hywind Scotland , nous avons réussi à réduire les dépenses en capital de 70 %. Entre Hywind Scotland et Hywind Tampen, nous visons une réduction supplémentaire des dépenses d’investissement de l’ordre 40 % », poursuit-il.

« Ces réductions de coûts ont été obtenues grâce à l’accroissement du nombre de turbines dans ces projets, qui sont passés d’une seule à cinq, puis à onze turbines. Cette croissance est vraiment importante pour réduire davantage les coûts et rendre l’éolien flottant plus compétitif. Nous pensons qu’au cours des dix prochaines années, l’éolien flottant sera très compétitif par rapport à l’éolien fixe, mais pour cela, il faut penser grand, ce qui rend essentielles l’industrialisation et l’augmentation du volume grâce à la production de masse. Il est nécessaire que les décideurs politiques et les autorités affichent clairement leurs ambitions et fassent des déclarations sur le déploiement de parcs éoliens flottants en mer. Le Royaume-Uni, par exemple, a agi concrètement en proposant un troisième élément sous-jacent pour le contrat sur différence (CFD) dédié aux technologies éoliennes flottantes, dans le but d’inciter les développeurs à développer et à faire croître des solutions éoliennes flottantes. Le Royaume-Uni s’est en effet fixé pour objectif de produire une puissance de 1 GW en énergie en mer flottante d’ici 2030. De cette façon, les projets ne sont pas en concurrence avec les parcs éoliens en mer fixes lors des cycles d’attribution des subventions », conclut M. Sharma. 

« Avec nos partenaires, nous avons analysé et conclu que les parcs éoliens flottants constituent des solutions tout à fait réalisables. Nous avons simulé et réalisé des essais de comportement des composants électriques dans les éoliennes et les sous-stations. Il n’y a pas d’obstacles technologiques au développement et à l’accroissement des solutions flottantes », explique M. Parres. « Nous devons normaliser les parcs flottants afin de favoriser l’harmonisation et l’accroissement à l’échelle de l’industrie », poursuit-il.

« Nous faisons profiter le domaine de l’énergie éolienne en mer d’une grande partie des innovations techniques découlant de nos activités pétrolières et gazières. Equinor a toujours été au premier plan de l’utilisation de nouvelles technologies et nous avons accompli beaucoup de travail en matière de numérisation. Par exemple, nous utilisons des drones pour l’inspection des pales. Dans le secteur du pétrole et du gaz, nous avons recours à des véhicules d’inspection sous-marins autonomes dont nous pouvons également nous servir pour les éoliennes en mer », explique M. Sharma.

« Le développement de l’industrie éolienne s’articule largement autour des turbines, qui sont des machines vraiment perfectionnées et intelligentes. Mais l’industrie peut en faire plus en intégrant les données à l’échelle du réseau et en utilisant les renseignements provenant des turbines, de la sous-station et de la connexion au réseau, de manière à en tirer parti de manière intelligente pour réduire encore plus les dépenses opérationnelles.

Il est très important pour les promoteurs d’établir des prévisions de production et de revenus avant d’investir, et ce, dès la conception et pendant l’exploitation des parcs éoliens. Et pour obtenir des prévisions précises, nous devons intégrer des données provenant de nombreux domaines, comme des données sur le vent sur le site, des données de conception des équipements et des renseignements détaillés sur la connexion au réseau, sans oublier les prix de l’énergie consommée. 

« La maintenance prédictive est vraiment importante et constitue un élément particulièrement simple à mettre en œuvre. Le partage des données et leur utilisation pour la prise de décision sont également très importants. Nous disposons aujourd’hui de beaucoup de données et nous devons mieux les exploiter et les utiliser pour améliorer l’exploitation et l’entretien », ajoute M. Sharma. 

Avant tout, nous devons assurer la croissance de l’industrie grâce à des politiques appropriées sur tous les marchés afin de confirmer les volumes pour le processus d’approvisionnement. La visibilité et la stabilité des politiques jouent toujours un rôle important pour la progression d’une industrie vers la maturité. Nous devons également nous mettre d’accord sur les zones d’exploitation et nous assurer que nous disposons des connexions au réseau appropriées pour l’énergie éolienne.

« Le réseau constitue une contrainte à laquelle il faut s’attaquer. Vous pouvez déjà constater sur de nombreux marchés que ces contraintes limitent le développement de l’éolien en mer. Nous devons moderniser le réseau et l’infrastructure environnante pour accélérer le développement et atteindre les objectifs d’élimination complète des émissions », explique M. Sharma. 

Nous avons besoin d’infrastructures solides pour l’avenir et, puisque l’électricité constitue l’épine dorsale d’un monde neutre en carbone, les réseaux doivent être en bon état », ajoute M. Parres.

Alors que nous continuons à ancrer les projets éoliens sur l’infrastructure de réseau existante, nous devons également commencer à concevoir le réseau en mer de manière à nous donner la capacité et la souplesse nécessaires pour exporter l’énergie éolienne en mer vers tous les coins du réseau. Comme la technologie CCHT devient une technologie clé pour les réseaux en mer, il est nécessaire d’établir l’interopérabilité entre les acteurs et un concept de réseau de courant continu approprié capable d’exporter de l’énergie vers tous les pays pour soutenir la croissance envisagée de l’énergie éolienne en mer. 

Mais l’histoire ne s’arrête pas là. Nous devons également faire évoluer nos solutions de gestion de l’énergie et du réseau pour les adapter à l’état futur du système, qui sera plus dynamique et alimenté par des générateurs et des charges variables. En outre, alors que nous construisons de plus en plus d’installations d’énergie éolienne dans les eaux qui nous entourent, nous devons garantir que les consommateurs seront en mesure d’en profiter. Il faut donc adopter des solutions d’électrification pour les secteurs industriels et ceux du transport, du chauffage et de la climatisation. Grâce à ces efforts combinés, nous réaliserons nos ambitions en matière de neutralité carbone à temps et à un coût abordable, puisque l’électricité constitue l’épine dorsale de tout le secteur énergétique.