Les goulots d’étranglement du réseau pourraient faire dérailler le boom des énergies renouvelables en Europe

Les ambitions de l’Europe en matière de transition énergétique sont confrontées à plusieurs défis, mais un obstacle majeur à la mise en ligne de nouvelles énergies renouvelables est la capacité insuffisante du réseau. Selon les prévisions de scénario de base actuelles de Rystad Energy, l’Europe ajoutera jusqu’à 530 gigawatts (GW) de solaire photovoltaïque et d’éolien terrestre et offshore entre 2022 et 2030, soit plus de 66 GW par an en moyenne. En outre, la part du solaire et de l’éolien combinés en tant que part de la capacité totale installée a dépassé 10 % en 2010 et a plus que triplé en 2021, atteignant 34 %, selon les recherches de Rystad Energy.

La croissance ne devrait pas ralentir de sitôt, car les pays européens prévoient d’énormes ajouts d’énergies renouvelables au cours des prochaines années. Si l’Europe veut rester un leader dans la transition énergétique, une énorme capacité de réseau devra être développée, à la fois pour intégrer de nouvelles capacités de production dans les mix énergétiques des pays respectifs et pour mieux connecter les pays européens afin que l’électricité puisse circuler dans les pays les plus façon optimale.

La quantité stupéfiante de nouvelles capacités solaires et éoliennes qui devraient être mises en ligne en Europe dans les années à venir signifie que l’interconnectivité du réseau sera le goulot d’étranglement à la fois pour une utilisation plus efficace des sources d’énergie et pour une décarbonisation globale plus lente du secteur de l’électricité en tant que plus de combustibles fossiles. doivent être utilisés pour compenser. Historiquement, cela a été beaucoup moins un problème car le système électrique européen a été dominé par quatre grandes sources – le charbon, le gaz, le nucléaire et l’hydroélectricité – toutes avec des degrés divers de dispatchabilité, mais aucune n’est considérée comme intermittente.

Le rythme du développement des énergies renouvelables dépassant largement la vitesse des mises à niveau du réseau et des projets d’expansion dans certaines parties de l’Europe, les décideurs politiques et le secteur de l’électricité devront examiner attentivement si les plans de développement d’un pays pour une nouvelle capacité de production correspondent à ses plans de développement à la fois internes et transversaux. -capacité de transport aux frontières. Les délais pour les nouveaux projets sont très longs et certains pays d’Europe réduisent déjà l’énergie renouvelable qui pourrait être utilisée ailleurs – par exemple, l’Allemagne a réduit environ 10,2 térawattheures (TWh) d’énergie éolienne en 2017, le plus élevé de tous les pays européens à Date. La moyenne annuelle est d’environ 5 % des énergies renouvelables variables réduites, ce qui montre à quel point les goulots d’étranglement sont déjà un problème.

« Le réseau électrique européen, de plus en plus connecté, est l’un des premiers au monde à absorber des quantités substantielles d’énergie renouvelable et intermittente. Le déplacement de l’électricité sur le continent pour minimiser l’utilisation de combustibles émetteurs de carbone ne sera possible que si le réseau est mis à niveau. Ce ne sera pas simple, rapide ou bon marché, mais cela réduira les émissions de gaz à effet de serre et augmentera la sécurité énergétique. La course est maintenant lancée pour voir si les mises à niveau du réseau peuvent correspondre aux niveaux stupéfiants de nouvelles énergies renouvelables qui devraient être mises en ligne au cours de la prochaine décennie », déclare Fabian Rønningen, analyste principal, marchés de l’électricité chez Rystad Energy.

Le réseau européen devra connecter les vents du nord et le soleil du sud

Le graphique ci-dessous montre comment la base de capacité existante et la capacité future seront réparties de manière inégale entre les pays européens, la mer du Nord devenant un autre pôle énergétique européen avec des centaines de GW de capacité qui devraient être mises en ligne dans les décennies à venir. Pour un futur système énergétique, dans lequel les sources d’énergie de l’Europe sont utilisées de manière optimale, les décideurs politiques et l’industrie devront penser différemment le développement du réseau, par rapport au statu quo. La plupart des nouvelles capacités qui seront mises en ligne en Europe au cours des prochaines décennies seront solaires et éoliennes, ces ressources variant considérablement à travers le continent. Les régions du sud de l’Europe ont de meilleures conditions solaires que le nord, tandis que les ressources éoliennes sont les plus élevées dans les régions du nord et de l’est du continent, ainsi que dans toutes les zones côtières et offshore. Cela signifie que le futur système énergétique européen pourrait avoir un degré beaucoup plus élevé de flux d’électricité entre les pays que ce que nous voyons aujourd’hui, bien que l’Europe soit déjà considérée comme bien interconnectée.

Étude de cas : Espagne

L’Espagne est devenue l’un des leaders européens en matière de développement solaire et éolien, et possède actuellement l’un des plus grands pipelines d’énergies renouvelables d’Europe. L’Espagne a le potentiel solaire le plus économique des grands pays européens en raison de sa masse continentale importante et de son irradiation solaire annuelle élevée, tout en étant également un pionnier de l’industrie éolienne européenne. De plus, en raison de son couplage relativement faible avec le reste de l’Europe continentale, l’Espagne fournit un excellent exemple de la manière dont les goulots d’étranglement internes au réseau européen pourraient entraver la transition énergétique de l’Europe.

Bien que le développement du réseau en Espagne devrait croître rapidement au cours de la prochaine décennie, seules trois interconnexions à haute tension vers la France sont actuellement prévues, dont deux ne devraient pas être mises en service avant 2027. Ce n’est qu’un exemple des goulots d’étranglement potentiels auxquels l’Europe pourrait être confrontée. au cours de la prochaine décennie, alors que des centaines de GW d’énergie solaire et éolienne seront mises en ligne, tandis que le développement des infrastructures de réseau de soutien accusera un retard, en particulier les interconnexions transfrontalières. Les décideurs politiques doivent vérifier si les plans de développement du réseau sont conformes aux objectifs ambitieux en matière d’énergie renouvelable afin de garantir que la capacité de transmission ne limite pas la transition énergétique.

La capacité installée à partir de sources d’énergie renouvelables en Espagne fera plus que doubler d’ici 2030 selon les prévisions de base actuelles de Rystad Energy. Alors que la capacité installée à partir de sources d’énergie non renouvelables passera de 54 GW en 2022 à 34 GW d’ici 2030, la capacité à partir de sources d’énergie renouvelables passera de 64 GW à 151 GW. Le solaire sera le moteur de la majeure partie de la croissance des énergies renouvelables, principalement tirée par les développements dans le centre de l’Espagne. Des plans d’expansion de la capacité des transformateurs sont mis en place pour répondre à ces objectifs ambitieux de croissance de la capacité installée. Le gestionnaire du réseau de transport (TSO) espagnol, Red Electrica, a élaboré des plans détaillés pour les mises à niveau et les extensions de son réseau de transport. Vers la fin de cette décennie, ces plans pourraient voir la capacité des transformateurs augmenter de plus de 220 % par rapport aux niveaux de 2022. Bien que ces mises à niveau du réseau soient prévues dans toute l’Espagne, la plupart des capacités devraient être ajoutées dans le sud et le centre de l’Espagne, en particulier dans des communautés telles que l’Andalousie et la Castille et Leon (Figure 4). Ce sont également les régions où la plupart des capacités solaires et éoliennes prévues seront mises en ligne dans les prochaines années.

La dernière fois qu’une interconnexion haute tension entre l’Espagne et la France a été mise en service, c’était en 2015. Au cours des années suivantes, les pays ont reconnu les avantages mutuels d’une intégration plus poussée de leurs réseaux électriques en projetant trois autres connecteurs à courant continu haute tension à travers leur frontière commune. L’un des projets est une liaison de 400 kilomètres entre le poste de Cubnezais (près de Bordeaux, France) et le poste de Gatika (près de Bilbao, Espagne), connu sous le nom de projet Golfe de Gascogne. L’interconnexion sera principalement posée sous la mer dans l’océan Atlantique avec le reste enfoui sous terre, et sera la première interconnexion sous-marine entre l’Espagne et la France. Le projet a une capacité de transmission totale de 2 GW et portera la capacité totale d’interconnexion entre les deux pays à 5 GW. Le projet devrait actuellement être achevé d’ici 2027. De plus, les pays investissent dans le renforcement des interconnexions existantes.

En ce qui concerne l’utilisation des interconnexions France-Espagne, l’électricité a principalement transité vers l’Espagne. L’Espagne est un important importateur net d’électricité française chaque année depuis 2016, avec 12,4 TWh d’importations annuelles nettes au plus haut en 2017. Cette année, l’Espagne sera un exportateur net vers la France tous les mois en 2022 sauf en février, au milieu un déficit important de la production nucléaire française. De 2016 à 2022, l’Espagne était un grand importateur net d’électricité nucléaire française bon marché, tandis qu’en 2022, l’Espagne avait la possibilité d’augmenter la production d’électricité principalement au gaz pour soutenir les consommateurs français dans le contexte de la crise énergétique. Cela met davantage en évidence les avantages d’une interconnexion accrue pour les deux pays. En outre, l’Espagne est actuellement l’un des plus grands producteurs d’énergie renouvelable en Europe et dispose d’un pipeline impressionnant de projets d’énergie renouvelable, tandis qu’une proportion substantielle de l’électricité exportée vers la France jusqu’à présent en 2022 a été solaire et éolienne.

Contrairement à l’Espagne, la France n’a pas prévu d’augmenter dans la même mesure la part des énergies renouvelables dans son mix électrique. La situation du nucléaire en France devrait s’améliorer en 2023, ce qui profitera également à l’Espagne. Avec plus d’interconnexions entre la France et l’Espagne, les deux peuvent compter l’une sur l’autre pendant les périodes où leur production électrique est faible. Compte tenu de l’abondante énergie renouvelable qui sera produite en Espagne, la France pourra alors importer de l’énergie propre et renouvelable lorsque le soleil brillera et que le vent soufflera. D’autre part, l’Espagne pourra importer de l’énergie stable et dispatchable des réacteurs nucléaires français pour combler les lacunes d’intermittence lorsque la météo est moins favorable. En d’autres termes, l’expansion des connexions à haute tension entre les deux réseaux électriques profitera aux deux pays et à l’ensemble de la région européenne.

Cela pose la question suivante : la capacité d’interconnexion développée en Espagne et en France est-elle suffisante par rapport au rythme des installations renouvelables ? Les échéanciers des projets d’interconnexion sont très longs, comme le montre le projet Golfe de Gascogne, qui devrait prendre 10 ans entre les premières consultations lancées en 2017 et sa mise en service prévue en 2027. A titre d’illustration, 5 GW de capacité de transport pouvoir échanger environ 40 TWh par an s’ils sont utilisés à des facteurs d’utilisation très élevés – une quantité substantielle, mais relativement faible par rapport à la demande totale d’électricité dans les deux pays. La demande d’électricité des deux pays devrait également augmenter rapidement après 2025, à mesure que l’électrification de leurs économies se poursuit. De plus, l’exemple Espagne-France n’est qu’un exemple parmi tant d’autres. Bon nombre des mêmes questions se poseront dans d’autres parties de l’Europe, d’autant plus que la mer du Nord est en train de devenir un autre centre énergétique européen avec des centaines de gigawatts de capacité qui devraient être mis en ligne dans les décennies à venir. Par conséquent, les décideurs politiques et le secteur de l’électricité doivent examiner attentivement si les plans de développement d’un pays pour la nouvelle capacité de production correspondent à ses plans de développement pour la capacité de transport interne et transfrontalière. Les délais pour les nouveaux projets sont très longs et l’Europe ne peut tout simplement pas se permettre des goulots d’étranglement du réseau qui stoppent ses plans de transition énergétique.

Par Rystad Energy

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