L’énergie éolienne offshore flottante compétitive se profile à l’horizon
Le vent est le deuxième plus grand générateur d’électricité parmi les différentes énergies renouvelables(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) après l’hydroélectricité, et il en produit plus que toutes les autres énergies combinées. L’éolien en mer a fourni moins de 1 %(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) de la production mondiale d’électricité en 2019, mais il est appelé à jouer un rôle de premier plan dans la transition vers une énergie propre. Le projet COREWIND(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), financé par l’UE, s’est fixé pour objectif de réduire les coûts, principal obstacle à la réalisation de ce potentiel. Les réductions ont été abordées tout au long du cycle de vie(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) en optimisant l’agencement du parc éolien, la conception de ses composants, son installation, son exploitation et sa maintenance.
Énergie éolienne en mer flottante – exploiter les forces de la nature
Le premier parc éolien en mer fixe au monde a été mis en service en 1991. Moins de quatre décennies plus tard, le premier parc éolien flottant au monde a été mis en service en 2017. Les éoliennes flottantes sont plus grandes que les systèmes fixes et terrestres, certaines projections prévoient que d’ici 2035, la hauteur(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) des pales d’une éolienne à leur pic de rotation pourrait rivaliser avec celle de la Tour Eiffel. Le potentiel de production d’électricité rivalise avec la capacité des centrales à gaz les plus performantes et de certaines centrales à charbon. Cependant, maintenir ces systèmes en place et les faire fonctionner par vent fort, sous l’effet des vagues et des courants marins, n’est pas une mince affaire.
Optimiser les composant, la construction, l’exploitation et la maintenance du système de maintien en position
Les systèmes éoliens flottants sont fixés à leur position par des lignes d’amarrage attachées à des ancres. Ces systèmes de maintien en position (qui maintiennent la position de l’éolienne dans un rayon défini) protègent également les câbles dynamiques qui exportent l’énergie produite. Selon Jose Luis Domínguez-García de l’entité coordinatrice du projet, l’Institut catalan de recherche sur l’énergie(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre): «COREWIND a développé de nouveaux concepts permettant de réduire les coûts, notamment des lignes d’ancrage et d’amarrage partagées(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) entre plusieurs éoliennes. Dans le meilleur des cas, ces mesures peuvent réduire de moitié les coûts connexes». L’équipe a également optimisé deux sous-structures flottantes: un pylône en béton (un unique cylindre vertical de grand diamètre lesté à l’extrémité inférieure) et un semi-submersible (plusieurs colonnes et pontons plus petits). Jose Luis Domínguez-García ajoute: «les contrôleurs avancés pour l’éolien flottant ont joué un rôle clé dans la réduction des dépenses d’exploitation». L’optimisation des stratégies de transport et d’installation, ainsi que des procédures d’exploitation et de maintenance, ont permis d’encore réduire les coûts.
Les outils numériques contribuent à optimiser la conception du cycle de vie et à réduire les coûts
Les chercheurs ont mis au point de nouveaux outils numériques pour une conception optimale du système de maintien en position et des câbles dynamiques, ce qui a permis de réduire les coûts en grande partie imputables au surdimensionnement. Les outils consistent notamment en un jumeau numérique et un modèle d’information de la construction. Un autre outil permet aux utilisateurs d’optimiser l’emplacement de plusieurs éoliennes par rapport à leurs voisines (micrositing), ce qui permet de réaliser des économies d’environ 5 %. «COREWIND a développé le FowApp(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) afin d’évaluer le LCOE et réaliser une analyse du cycle de vie (ACV). Le projet a permis de réaliser et de démontrer le potentiel d’une réduction des coûts de plus de 15 %, correspondant à un coût actualisé de l’électricité (LCOE) inférieur à 100 EUR par mégawattheure (MWh), grâce à des innovations révolutionnaire dans le domaine de l’éolien en mer flottant. Dans certains cas, les optimisations de COREWIND ont permis d’atteindre un LCOE de 70 EUR/MWh. L’ACV a démontré une réduction significative de l’empreinte environnementale», ajoute Jose Luis Domínguez-García. Selon diverses estimations, l’énergie éolienne en mer a le potentiel de produire plus de 18 fois la demande mondiale actuelle en électricité. COREWIND a développé des outils et des technologies destinés à aider les parties prenantes à exploiter cet incroyable potentiel et à accélérer notre transition vers une énergie verte.
