Réponses sur les technologies et les coûts
Quelles quantités d’électricité peuvent être produites dans le cadre de Desertec ?
Le consortium Dii ne produira pas lui-même de l’énergie. Les pays de la région MENA travailleront en collaboration avec des entreprises afin de développer petit à petit des projets de production et de transport d’énergies renouvelables. Afin de montrer qu’il s’agit d’un développement sur le long terme, Dii a identifié l’objectif suivant : d’ici 2050, l’électricité issue des déserts devrait pouvoir couvrir un pourcentage considérable (jusqu’à 100%) des besoins de la région MENA, et jusqu’à 15% des besoins européens. La façon dont évoluera dans le temps le volume de production et de transmission dépend de nombreux facteurs, essentiellement des infrastructures existantes ou qu’il reste à construire ainsi que de la différence entre les coûts de production et les prix du marché. Dans les 10 à 15 premières années, des mécanismes de soutien seront en outre essentiels afin de faciliter un tel développement. Dii estime que l’électricité en provenance des déserts sera compétitive sur le marché dans les années qui suivront en Europe et dans la région MENA.
Quelles technologies de production d’énergies renouvelables l’initiative Dii envisage-t-elle ?
Le consortium Dii travaille d’une manière générale sur la production et le transport d’énergies propres issues des déserts. Il examine objectivement toutes les technologies susceptibles d’intervenir dans la production et le transport de l’énergie. Les technologies qui s’imposeront sur le long terme seront celles qui présenteront le meilleur rapport coût-bénéfices et risques. Des facteurs tels que la réduction globale des coûts, la viabilité financière, la capacité de charge de base, les possibilités de stockage et de régulation, l’aptitude des installations à fonctionner dans le désert et sans eau de refroidissement, une certaine marge d’erreur et un mode d’utilisation simple peuvent également jouer un rôle important dans le choix des technologies.
L’avantage de la technologie solaire thermique à concentration (CSP) réside dans son potentiel en matière d'approvisionnement en charge de base. En principe, les centrales solaires thermiques à concentration fonctionnent de la même manière que les centrales thermiques à gaz. Grâce à la technologie CSP, il est théoriquement possible de stocker l’énergie solaire jusqu’à 24 heures par jour dans du sel fondu. L’électricité produite à partir de l’énergie solaire thermique à concentration présente ainsi une capacité de charge de base tout aussi intéressante que celle du courant produit dans des centrales conventionnelles. Les cellules photovoltaïques (PV) ne produisent de l’électricité que pendant la journée, mais le profil de production dans les déserts de la région MENA reste relativement stable. Au cours des dernières années, l’évolution des prix a rendu économiquement très intéressantes ces technologies qui restent faciles à installer et à faire fonctionner. L’exploitation du potentiel énergétique éolien en Afrique du Nord joue également un rôle important dans le cadre de Desertec car l’énergie éolienne peut déjà être produite localement au prix du marché et l’intensité des vents dans certaines régions d’Afrique du Nord est considérable.
Quand les énergies renouvelables issues des déserts seront-elles compétitives ?
Lorsque l’on parle d’énergies renouvelables en Europe, en Afrique du Nord et au Moyen-Orient, l’objectif est de devenir aussi autonome que possible, c'est-à-dire de se montrer compétitif sans avoir recours à des subventions. Dans de nombreuses régions de la zone MENA, l’énergie éolienne a quasiment atteint le seuil de rentabilité. L’énergie solaire n’est pas aussi avancée, malgré une excellente irradiation solaire. Les coûts des cellules photovoltaïques et des centrales solaires thermiques à concentration sont encore bien au-dessus du niveau du marché. Dii pense cependant que les prix globaux du marché grimperont au fil des années (avec un certain degré de volatilité). Par ailleurs, les coûts de production de l’énergie du désert baisseront sous l’effet d’une courbe d’apprentissage industrielle. Des analyses du DLR datant de 2005 ont montré que le seuil de rentabilité sera atteint entre 2020 et 2030. Dii estime que, dans les régions dotées d’un climat et de sites appropriés, les coûts du photovoltaïque pourraient être couvert avant 2020 et ceux du solaire thermique à concentration quelques années plus tard, à condition que des investissements soient faits dans ces technologies.
Combien coûte l’électricité en provenance des déserts ?
Les coûts de production de l’électricité issue du soleil et du vent dans les déserts d’Afrique du Nord, incluant sa transmission, sont d’environ 15 à 25 centimes d’euro par kilowattheure. Ces coûts dépendent principalement de la technologie utilisée, du site, de l’irradiation solaire et d’autres facteurs. Il est probable qu’au cours des 10 prochaines années, ces coûts baisseront jusqu’à environ 10 centimes d’euro/kWh, c'est-à-dire qu’ils se rapprocheront du niveau estimé du marché. En raison des économies d’échelle (economies of scale) et des innovations technologiques, on s’attend à ce que les coûts diminuent de manière significative. Les économies d’échelle peuvent être atteintes grâce à une production (locale) à grande échelle de composants, au développement et à la construction de grands projets individuels et à un réseau industriel de fournisseurs. La recherche et le développement jouent également un rôle de premier plan. La recherche se concentre actuellement sur l’augmentation des températures de processus, le stockage de la chaleur et l’augmentation de l’efficience (efficience accrue).
Comment les centrales solaires thermiques à concentration (CSP), qui ont besoin d’eau pour fonctionner, peuvent-elles être opérationnelles dans le désert ?
Le manque d’eau est un problème général qui se pose pour les centrales CSP. L’exploitation de centrales solaires thermiques à concentration durant de nombreuses années, par exemple dans le désert de Mojave (États-Unis), a démontré que le refroidissement est tout à fait possible en dépit du manque d’eau. Le circuit de vapeur d’eau qui entraîne la turbine à vapeur est fermé. Par rapport aux installations CSP refroidies à l’eau, seuls 10 % de la quantité d’eau sont nécessaires. De nouvelles technologies sont également développées afin de permettre un nettoyage des miroirs utilisant une quantité d’eau minimale. D’autres méthodes prévoient l’utilisation d’une charge électrostatique pour nettoyer les miroirs (et modules photovoltaïques).
Les tempêtes de sable peuvent-elles endommager les centrales solaires ?
Les installations solaires thermiques à concentration du désert de Mojave résistent depuis plus de 25 ans aux tempêtes de sable. Si un miroir devait se briser (ce qui se passe sur environ 0,4 % miroir par an), le remplacement serait compris dans les frais globaux d’exploitation. Depuis 25 ans, il n’y a pas eu de problème majeur lié à l’usure et au vieillissement. Les capteurs solaires thermiques à concentration d’une centrale CSP sont mobiles, ils peuvent être orientés dans une position de repos et supporter des rafales de vent de 120 km/h. En outre, les rangs serrés des capteurs leur permettent de se protéger mutuellement du vent. Les rangs extérieurs sont généralement protégés du vent par une barrière supplémentaire.
Le transport d’énergie sur de longues distances est-il économique ?
Les lignes de courant continu à haute tension (CCHT) sont un type de technologie dont l’utilisation s’avère être une réussite avec des câbles sous-marins (par exemple dans la mer du Nord entre la Norvège et les Pays Bas, de l’Italie à la Sardaigne et sous l’Adriatique) et des lignes électriques (par exemple au Congo, en Chine, en Inde et au Brésil). On détermine la rentabilité en examinant les différences structurelles sur le long terme entre les prix du marché et les coûts de transmission. Aujourd’hui les pertes énergétiques des lignes CCHT s’élèvent à environ 3% pour 1000 km – les coûts de production dans le désert sont augmentés du même pourcentage. Les coûts de transmission totaux (capital, dépenses opérationnelles et pertes) s’élèvent à environ 1 à 2 centimes d’euro par kilowattheure pour une ligne allant jusqu’à 1500 km.
