L’énergie éolienne en substitution à d’autres sources d’électricité

« L’une des caractéristiques techniques fondamentales de l’électricité éolienne dans son utilisation dans les réseaux est qu’elle n’est que substituable à une autre source d’électricité. En effet, l’électricité distribuée en courant alternatif n’étant pas stockable, l’électricité éolienne doit être consommée au fil du vent. Or, comme le vent, l’électricité éolienne est intermittente.Il est donc nécessaire d’associer les centrales éoliennes à d’autres moyens de production dont la puissance disponible est ajustable ad nutum, jusqu’à couvrir la totalité de la puissance appelée par le réseau en cas de réduction à zéro de la puissance éolienne.

Cela conduit à examiner une caractéristique économique de l’électricité éolienne : pour créer un marché viable et pérenne, il est nécessaire que le coût de l’électricité éolienne devienne inférieur au coût de l’électricité déplacée.Dans l’ensemble techno-électrique de l’année 2008, les moyens de production de l’électricité substituée les plus favorables au couplage avec l’électricité éolienne peuvent être classés de la façon suivante (du plus au moins favorable) :

– les centrales hydrauliques de lac ou à éclusées, voire les centrales STEP (station de transfert d’énergie par pompage). En effet dans ces types d’équipements hydrauliques, il est possible en cas de forte production éolienne, de différer l’utilisation de la ressource hydraulique jusqu’à des moments où l’énergie potentielle de l’eau stockée sera mieux valorisée (variation entre les prix OTC et les prix spot) ;

– les centrales équipées de turbines à gaz à cycle combiné (TGCC). Ces équipements consomment un combustible coûteux (gaz naturel à moyen terme de l’ordre du prix moyen de l’électricité éolienne), mais ils ont un rendement intrinsèque important (de l’ordre de 60 %) et sont donc relativement moins polluants en termes de CO2 remis à l’atmosphère que les autres centrales à combustible fossile. Enfin, leur durée de mise en puissance est de l’ordre de 1 à 3 heures, selon l’état de température initial ;

– les turbines à combustion (TAC) alimentées aussi bien au gaz naturel qu’au fioul ont des durées de mise en puissance tout à fait compatibles avec les variations de l’électricité éolienne, mais leur rendement n’est que de l’ordre de 30 % et elles émettent beaucoup de gaz à effet de serre ;- les centrales à vapeur fonctionnant au charbon ou au fioul (très rares maintenant) ont des durées de mise en puissance de l’ordre de 10 heures et génèrent également beaucoup de gaz à effet de serre ;

– enfin, les centrales nucléaires. Pas plus que les centrales éoliennes, les centrales nucléaires n’émettent des gaz à effet de serre. Donc pas d’avantage de ce coté pour les premières. Par ailleurs, le prix de l’uranium enrichi étant une fraction (quelques %) du prix de l’électricité produite, il est clair que pour être économiquement efficaces, ces centrales doivent fonctionner aussi près que possible de leur puissance nominale pendant le maximum de temps, ce qui est contraire à une pénétration significative de l’électricité éolienne. En résumé, il n’y a pas de problème technique fondamental à coupler des centrales éoliennes à un réseau majoritairement nucléaire comme celui de la France, mais un problème économique. »

Retrouvez dans le dossier « Énergie éolienne pour la fourniture d’électricité » toutes les données techniques pour comprendre les avantages et les limites de cette énergie renouvelable, dans le contexte environnemental et économique actuel.

Par Jean-Marc Noël, Ingénieur de l’École Navale & Ingénieur-Conseil