Les projets d’énergie renouvelable attendent des mois pour leur connexion au réseau, en partie à cause de lignes de transmission et d’infrastructures inadéquates. La UHV et le HVDC peuvent-ils aider ?
L’énergie renouvelable est inutile si elle n’est pas transportée vers des endroits où les gens en ont besoin. Dans le monde entier, les files d’attente pour la connexion au réseau sont longues, en partie à cause de lignes de transmission et d’autres infrastructures inadaptées.
Comment le HVDC se compare-t-il aux autres stratégies pour augmenter la capacité du réseau pour les renouvelables ? Image utilisée avec la permission de National Renewable Energy Laboratory
De nombreux efforts sont en cours pour remédier à la situation. En Europe, GE Vernova développe un projet éolien offshore avec un système de 110 km reliant la mer au rivage. La Chine construit des lignes à ultra-haute tension (UHV). Aux États-Unis, plusieurs projets étendent les lignes de courant continu haute tension (HVDC). En fait, un responsable d’Excel Energy a recommandé de renverser le processus en construisant proactivement l’infrastructure HVDC.
Lignes de transmission haute tension dans l’État de Washington. Image utilisée avec la permission de Wikimedia Commons
Ostwind 4 de GE Vernova
GE Vernova collaborera avec Drydocks World pour fournir la technologie HVDC et d’autres actifs afin de transporter l’énergie du projet Ostwind 4 en mer Baltique pour alimenter 2 millions de foyers en Allemagne. Le système de transmission HVDC bipolaire fonctionne à 525 kV pour minimiser les pertes sur de longues distances. La ligne de 2 GW s’étendra sur 30 km depuis le convertisseur offshore du parc éolien jusqu’à la terre ferme. Une station de conversion à terre sera reliée au réseau allemand.
Le HVDC avancé transmet trois fois la puissance tout en réduisant les pertes de moitié. Un convertisseur à source de tension contrôle et stabilise le flux d’énergie, ce qui est un avantage pour l’intégration de l’énergie renouvelable dans le réseau.
GE Vernova et Drydocks World fourniront des transformateurs haute tension, des convertisseurs à source de tension, des réacteurs à noyau d’air, des équipements d’automatisation de réseau et des appareillages à gaz isolés g3.
Un exemple de plateforme de transmission HVDC de GE Vernova pour l’éolien offshore. Image utilisée avec la permission de GE Vernova
Les appareillages sont exempts de hexafluorure de soufre (SF6), qui contribue au réchauffement climatique. Les équipements haute tension ont traditionnellement utilisé le gaz SF6 comme isolant, mais c’est le gaz à effet de serre le plus puissant. Une fois libéré dans l’atmosphère, il peut y rester pendant des siècles.
Les appareillages de GE Vernova utilisent g3, une alternative plus respectueuse de l’environnement. Lors des tests, g3 montre une réduction des gaz à effet de serre d’environ 99%.
Le Centre de Compétence HVDC de GE Vernova, le centre de l’énergie renouvelable de l’entreprise à Berlin, aidera à l’intégration et à la stabilité du réseau.
Drydocks World concevra, construira et installera la plateforme de conversion offshore. 50Hertiz développe Ostwind 4, la quatrième phase du projet en mer Baltique allemande.
La Chine opte pour l’ultra-haute tension
Plus d’un tiers des 1,4 milliard de personnes en Chine vivent dans des zones rurales et souvent isolées, loin des installations de production d’énergie. Les développeurs utilisent une technologie relativement nouvelle pour transporter l’énergie renouvelable : la transmission à ultra-haute tension.
Les lignes UHV transportent du courant alternatif à 1 000 kV ou du courant continu à des tensions allant jusqu’à 800 kV. La technologie est si rapide que les Chinois appellent l’UHV des “trains à grande vitesse” pour l’énergie.
La Chine utilise l’UHV pour la transmission AC et DC depuis environ 2009. Le dernier projet est une ligne de 750 kV transportant de l’énergie sur 800 km à travers le désert entre deux départements du nord-ouest de la Chine. La construction s’est achevée fin 2024.
En 2024, la Chine comptait plus de 38 lignes UHV, et d’autres sont prévues pour 2025. D’autres pays, comme le Brésil et l’Inde, ont également installé des lignes UHV.
HVDC : Renverser le processus ?
L’alternative à l’UHV est le HVDC, qui gagne en popularité en Europe. De nombreux projets ont été développés au cours des deux dernières années, y compris le Viking Link sous-marin de 1400 km.
Aux États-Unis, le HVDC est encore en retard, en partie à cause des coûts élevés. Selon le National Renewable Energy Laboratory, seules cinq lignes sont opérationnelles, certaines datant de 1970. Les propriétaires de réseaux choisissent des méthodes moins coûteuses pour accommoder l’énergie renouvelable, comme l’évaluation dynamique des lignes, pour optimiser la capacité. Cependant, cela pourrait changer. En novembre 2024, le Département de l’énergie des États-Unis a alloué 11 millions de dollars pour faire avancer la recherche et la technologie HVDC.
Le développement de nouvelles lignes de transmission peut prendre des années et impliquer l’acquisition de terrains, les permis, l’ingénierie et la construction. Le Lawrence Berkeley National Laboratory estime que les files d’attente pour la connexion au réseau augmenteront de 30 % en 2023.
Augmentation de l’énergie attendant une connexion au réseau. Image utilisée avec la permission de Lawrence Berkeley National Laboratory
Cependant, un cadre d’Xcel Energy a déclaré que le processus est inversé. Plutôt que de construire des systèmes d’énergie renouvelable puis d’élargir l’infrastructure, les lignes de transmission devraient être construites en premier. L’infrastructure de transmission serait alors en place pour de nouveaux développements en énergie renouvelable.
Préparer l’avenir des renouvelables
Les projets d’énergie renouvelable devraient doubler d’ici 2030. Bien que les technologies de réseau intelligent puissent augmenter l’efficacité et la capacité, le besoin de transporter de l’énergie – parfois sur de longues distances – sera toujours nécessaire. La UHV et le HVDC pourraient représenter l’avenir de la transmission d’énergie.