14/10/2013 - L'intermittence éolienne n'affecte guère les émissions de CO2

Menéame

Une étude de chercheurs de la Université polytechnique de Madrid (UPM) conclut que l’intermittence éolienne n’affecte guère les émissions de dioxyde de carbone (CO2) en Espagne.

Il montre que même sur les marchés énergétiques avec une forte pénétration de l’énergie éolienne la contribution réelle aux objectifs d’émissions est positive.

Il apporte ainsi au débat généré sur ce sujet la première analyse globale sur l’interaction des parcs éoliens avec les plantes thermiques en Espagne et conclut que le bilan global des réductions de CO2 est encore très significatif. En outre, l’étude formule un certain nombre de recommandations visant à améliorer l’efficacité des sources de puissance qui peuvent être d’une grande utilité pour les promoteurs des technologies renouvelables.

Les énergies renouvelables sont attribuées à la capacité de remplacer les combustibles fossiles et donc de réduire considérablement leurs émissions. Toutefois, l’économie des combustibles et les émissions dans les systèmes électriques existants ne sont pas proportionnelles à la production de sources intermittentes, en raison du cyclage des installations thermiques qui assurent l’équilibre du réseau.

Le terme "cyclage" désigne les changements intervenus dans les usines à gaz ou à charbon, pour diverses raisons - y compris la génération renouvelable - qui ont pour effet de dépenser davantage de carburant par rapport aux émissions de gaz à effet de serre. mégawatt-heure (MWh). L’intermittence éolienne affecte donc négativement la réduction attendue des émissions : même en remplaçant chaque MWh d’énergie, elle ne les réduit pas dans la même proportion, car le rendement diminue à charge partielle. Certains rapports se demandent même si l’éolien soutenu par des centrales thermiques conventionnelles pourrait parfois émettre davantage que les centrales à gaz les plus efficaces fonctionnant seules. Ces débats soulignent la nécessité d’analyses indépendantes du système électrique, surtout dans les pays à forte pénétration éolienne, afin de préciser sa contribution réelle aux objectifs d’émissions.

C’est pourquoi les chercheurs de la École universitaire de génie technique industriel (dont la nouvelle dénomination est l’École technique supérieure d’ingénierie et de conception industrielle) ont étudié l’interaction de la production éolienne et des usines thermiques en Espagne en établissant les consommations supplémentaires de carburant dans les unités concernées. Toutes les centrales de combustion ont été analysées en 2011, en observant des scénarios où l’énergie éolienne entraîne d’importants détournements dans les programmes de ces centrales et en définissant une procédure permettant de quantifier les réductions de CO2 sur la base de coefficients d’émission et de courbes d’efficacité des installations en service.

Réseau électrique espagnol Il s’efforce d’utiliser la plus grande production renouvelable possible, en assurant la fiabilité des autres installations, tout en publiant des données détaillées qui facilitent les analyses. De manière générale, les faibles facteurs d’utilisation des technologies du gaz et du charbon indiquent qu ’ < < elles> > . Pour l’étude, on a comparé des scénarios réels et sans vent en ce qui concerne la production des 36 usines à charbon (10,8 GW) et 51 de gaz (25,6 GW) qui constituent l’essentiel de la puissance thermique installée en Espagne péninsulaire. Avec la production nette de chaque installation, on calcule le ratio de carburant à différents régimes de charge et on le multiplie par les facteurs nominaux pour obtenir les émissions totales; l’algorithme couvre les 8760h de programmation annuelle de toutes les unités - avec les restrictions techniques considérées - et sa corrélation avec l’énergie éolienne permet de quantifier l’impact du cyclage sur le système électrique espagnol.

Les résultats (1), avec les données de 2011, montrent que les émissions diminuent à mesure que la production éolienne remplace la production conventionnelle, mais selon une pente décroissante : les réductions ne sont pas équivalentes. À faible pénétration, chaque MWh éolien injecté dans le réseau évite pratiquement tout le CO2 de chaque MWh thermique remplacé. Avec une pénétration aussi élevée que 50 %, l’effet du vent est cumulatif et les réductions atteindraient seulement 80 %. Cela reste néanmoins très significatif et n’est en aucun cas négligeable ou négatif, contrairement à ce qu’ont avancé d’autres analyses (2).

Enfin, l’étude suggère quelques recommandations pour améliorer l’efficacité des sources de puissance, telles que la modélisation, la gestion du système électrique ou le stockage de l’énergie. Les promoteurs des technologies renouvelables doivent être conscients des problèmes liés à leur intégration dans le réseau électrique, de sorte que le leadership manifesté jusqu'à présent - dans les premières phases de la transition des énergies fossiles - devrait être orienté vers la recherche de solutions conformes aux objectifs européens pour un avenir énergétique durable.

Le travail réalisé au sein du Conseil Maîtrise en Énergies Renouvelables et Environnement de l’UPM a été présenté à la Conférence sur l’énergie durable et la protection de l & ’, tenue à Dublin en 2012 et publié dans la revue Energy (2013).

Réf.:

(1) GUTIERREZ-MARTÍN F, DA SILVA-ÁLVAREZ RA, MONTORO-PINTADO P. "Effects of wind intermittency on reduction of CO2 emissions: The case of the Spanish power system". Énergie (2013)

(2) HICKMAN L. "Are wind turbines increasing carbon emissions?"The GuardianJanuary 9 (2012).

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UPM

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