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L'éolien offshore : La solution pour une transition énergétique décarbonée ?

L'éolien offshore apparaît comme une opportunité : placées au large, les éoliennes entraînent ni nuisances ni impacts sur la biodiversité. Retour sur les avantages de cette énergie avec Alexandre Malric et Lucile Boyer-Nardon du cabinet Partenor Digital.

Avis d'expert  |  Energie  |    |  Actu-Environnement.com

L'opposition d'une minorité de la population à l'éolien est due aux appréhensions liées aux nuisances sonores, visuelles, aux possibles impacts sur la biodiversité, ainsi qu'à un manque de communication préalable. Le manque de cadre économique et politique, ainsi que la complexité administrative de la mise en place de nouveaux projets et des recours lancés par les populations, sont des freins supplémentaires au développement des parcs éoliens.

La technologie de l'éolien offshore est donc une opportunité puisque sa situation n'apporte pas de nuisances sonores ou visuelles et ne nuit pas à la biodiversité. C'est une technologie décarbonée, qui s'inscrit dans le suivi de la Programmation Pluriannuelle de l'Énergie.

Emmanuel Macron annonce la hausse du développement de l'éolien offshore, avec l'objectif d'atteindre une capacité de 5,2 à 6,2 GW d'ici 2028, au lieu des 4,7 à 5,2 GW initialement prévus.

Au niveau mondial, GlobalData estime que l'éolien offshore devrait croître de 16,2 % par an, soit une puissance mondiale de 142 GW d'ici 2030, contre 23,2 GW aujourd'hui. L'éolien offshore serait donc la force du système énergétique mondial et la solution au problème du réchauffement climatique.

Comment fonctionne l'éolien offshore et où en est-t-on aujourd'hui ?

L'éolien offshore :

  • utilise l'énergie cinétique du vent au large des côtes, plus intense et régulier, pour une production plus continue ;
  • s'installe à plus de 50 m de profondeur (impossible pour les fondations fixes). Les fonds marins dépassant vite les 50 m, la ressource est mondiale et immense ;
  • s'installe sur des fondations flottantes, ancrées par des câbles au fond marin, jusqu'à 350 m de long, selon le principe de l'industrie pétrolière. La turbine et les flotteurs se montent à terre et sont transportés sur site par remorqueur, alors que l'éolien posé requiert des navires spécialisés pour fixer l'éolienne sur la fondation.

On retrouve aujourd'hui quatre technologies d'éoliennes offshore :

Provence Grand Large WindFloat Spar Free Floating

- Flotteur et ancrage à câbles tendus (par SBM Offshore et IFPEN).

- Production d'électricité pour 40 000 habitants.

- Transport d'énergie par câbles dynamiques suivant le mouvement éolien.

- EDF installera trois éoliennes de 8 MW en 2021.

- Flotteurs (acier, béton) « semi-submersibles » formés de trois colonnes ancrées sur le fond.

- Technologie (Principle Power) appliquée à une ferme de 100 MW en Californie, et dans le golfe du Lion, avec Engie.

- Cylindre d'acier lesté remplaçant une fondation ancrée, pouvant aller de 95 à 130 m au large des côtes (par Statoil).

- Installation en haute-mer à plus de 800 m de fond.

- Production d'électricité pour 20 000 foyers en Écosse.

- Utilisation de barges en béton (La Ciotat Ideol).

- Au Croisic, Floatgen résiste à des houles de 4,4 m (avec vagues de 8,5 m), et des vents de 22 m/s (avec des rafales de 103 km/h).

- Au Japon, le dispositif a essuyé trois typhons.

Floatgen est un des dispositifs éolien offshore français (en service depuis fin 2018 au Croisic), et a un rôle de démonstrateur. Il dispose d'une capacité de 2 MW. Les premiers résultats valident les innovations du projet grâce à la production de 2,2 GWh, et à la disponibilité de 68 % au premier trimestre 2019, et de 90 % au deuxième semestre 2019.

L'éolien offshore en quelques chiffres

L'Europe restera le marché le plus dynamique concernant l'éolien offshore, avec une croissance annuelle de 20 % jusqu'à fin 2020, et une capacité installée qui équivaudrait à 66 GW en 2030.

Les marchés asiatiques vont connaître une forte croissance de l'éolien en mer (4 GW en Chine, 1,5 GW au Japon, et 600 MW en Corée du Sud), mais ne devraient pas dépasser 16 % de la part mondiale de l'éolien offshore en 2020.

Le potentiel technique de l'éolien offshore est estimé à 420 000 TWh/an d'électricité propre au niveau mondial.

Réaliser des prévisions est un exercice de projection complexe, ainsi :
- d'après l'IRENA, le développement de l'éolien offshore devrait croître après 2020, avec une montée en puissance graduelle du marché asiatique qui pourrait représenter33 %du parc mondial en 2040. L'Europe resterait en tête avec 49 % du parc éolien offshore, soit plus de 120 GW.
- d'après l'AIE, le parc éolien offshore chinois devrait passer des 4 GW à110 GWen 2040 : « Les parcs éoliens offshore peuvent être construits près des grands centres de population répartis dans l'Est et le Sud de la Chine. D'ici 2025, la Chine aurait la plus grande flotte d'éoliennes en mer, devant le Royaume-Uni.»

Pourquoi cet engouement autour de l'éolien offshore ?

Cette technologie est arrivée à maturité grâce à de nombreux projets de R&D, et suite au constat mondial impliquant une réduction des émissions de carbone. Le plan d'action pour le climat souhaite voir 70 % d'énergies renouvelables dans le mix électrique d'ici 2030.

L'éolien offshore est une technologie prometteuse et son intérêt est dû aux objectifs de la transition énergétique et aux conditions maritimes particulièrement favorables à la production d'énergie.

L'éolien offshore permet de valoriser les zones maritimes plus profondes dans les pays où l'installation d'éolien terrestre est impossible.

Il est important de noter que la puissance éolienne offshore est concentrée en Europe (Royaume-Uni, Allemagne, Danemark et Belgique), avec une puissance cumulée de 22 GW,ce qui équivaut à presque 95 % de la puissance mondiale, et que les 5 % restant proviennent de Chine.

Si l'Europe a cette capacité éolienne offshore, c'est grâce au soutien politique de l'Union Européenne et au fait que les politiques veulent quadrupler leur capacité éolienne en mer d'ici dix ans.

L'AIE a incité les gouvernements à développer l'éolien offshore à travers des politiques énergétiques ambitieuses (conception minutieuse du marché, garantie d'un financement à faible coût et des réglementations qui reconnaissent que le développement des infrastructures terrestres est essentiel à l'intégration efficace de la production de l'éolien offshore), ce qui attire de plus en plus d'investisseurs.

Depuis 2019, une capacité de 3,6 GW a été ajoutée au mix électrique européen grâce à des investissements de 6 M€. Le marché de l'éolien offshore devrait atteindre une valeur de près de 1 000 M€ d'ici dix ans.

L'emploi généré

L'éolien offshore génère des emplois locaux, notamment dans les domaines de la R&D, des études (fonds marins, acheminement de l'électricité) et de l'installation et la maintenance (de manière moins importante).

Le parc de Saint-Nazaire aura un large impact sur la région car il va apporter plus de 400 emplois locaux. Le parc génèrera 8 M€ annuels de recettes fiscales pour les collectivités locales et les pêcheurs. En Occitanie, des fermes commerciales de 60 machines généreront plus de 1 500 emplois directs.

Plus de 10 000 emplois locaux se créeront suite aux plans industriels des différents appels d'offres, d'ici fin 2020.

D'après les estimations initiales de la PPE, les charges françaises (emplois, technologie, implémentation…) devaient atteindre entre 9,7 M€ et 10,4 M€ en 2023. Ces estimations ne reflètent cependant pas intégralement l'impact des orientations de la PPE puisqu'elles sont très sensibles au développement réel du parc : elles ne prennent en compte que 3 GW de puissance installée pour l'éolien offshore, alors qu'il y a un objectif supplémentaire de 500 MW à 6 GW à terme.

Les coûts et freins de l'éolien offshore

On estime à dix ans les retards des appels d'offres français d'éolien offshore (datant de 2011 et 2013) contre trois ans pour les derniers appels d'offres lancés au Danemark, ce qui accroît les risques financiers associés à ces projets.

Au Royaume-Uni, utiliser l'éolien offshore comme principale source de production d'énergie est bien adapté à la géographie, mais cela va entraîner des coûts importants pour adapter le réseau d'ici 2020, soit 34 M£ (en France, les coûts de modernisation du réseau électrique, nécessaires à l'alimentation des 15 millions de véhicules électriques prévus, s'élèveront à 33 M€ sur quinze ans pour RTE).

En France, le coût actualisé de l'énergie d'un parc d'exploitation serait, par MWh, de 77 à 97 € en 2030, et de 58 à 71 € en 2050. Selon l'Ademe, en 2016, le coût de production de l'énergie éolienne offshore était de 165 à 364 € par MWh. Les coûts seront de 102 €/MWh en 2030 pour l'éolien offshore flottant, et de 54 à 73 €/MWh pour l'éolien offshore posé.

Avec environ 1 000 M€ sur vingt ans, le parc éolien offshore mondial pourrait avoir une puissance de 562 GW.

En France, la Bretagne a investi 220 millions d'euros dans un terminal destiné aux énergies marines renouvelables sur le port de Brest. Les appels d'offres passeront de 600 MW à 1 GW/an, et, à partir de 2024, les calendriers et les volumes seront fixés en fonction du coût du MWh.

Pour les prix du marché de l'électricité, la moyenne des cotations des produits sur EEX est de 36,76 €/MWh entre 2018 et 2020, avec une croissance de 1 % par an à partir de 2021.

La place de l'éolien offshore français en Europe

Le parc éolien offshore français posé pourrait atteindre 7 GW en 2030, si le rythme actuel est maintenu. Pour mener ce projet à bien, la France doit déployer six projets de 500 MW chacun avant 2025 (en tenant compte du temps de développement équivalent à six ans), ce qui lui permettrait d'avoir le 3e plus grand parc éolien d'Europe, derrière le Royaume-Uni et l'Allemagne en 2030.

Malgré l'objectif d'atteindre 40 % d'électricité provenant des ENR, avec une forte part d'éolien offshore d'ici 2030, la France n'est qu'à 4 % d'énergie éolienne contre 40 % au Danemark, 20 % en Espagne et 13 % au Royaume-Uni.

   
Quelques projets d'éolien offshore en Europe
 
   

D'autres projets sont à venir en France, tel que celui de Saint-Nazaire ; la sous-station électrique du parc éolien offshore vient d'être lancée et permettra de récupérer l'énergie produite par les éoliennes offshores, de la transformer, puis de la transférer au réseau électrique afin d'être distribuée.

L'électricité sera acheminée du parc éolien vers le poste de distribution via une liaison électrique déployée en mer sur 33 km, et sur terre sur 27 km par RTE. La sous-station sera opérationnelle d'ici 2021 et sera reliée aux éoliennes du champ offshore de Fécamp (500 MW) d'ici fin 2022. Celle de Courseulles-sur-Mer (450 MW) arrivera en 2023.

Ce parc sera situé entre 12 et 20 km au large du Croisic et sera composé de 80 éoliennes de 6 MW chacune, réparties sur 75 km², pour une puissance totale de 480 MW. Elles produiront suffisamment d'énergie pour couvrir 20 % de la consommation électrique de la Loire-Atlantique.

L'éolien offshore est une technologie décarbonée, qui présente de multiples avantages face à l'éolien terrestre (production d'énergie plus importante et régulière, plus facile à implémenter, n'entraîne pas de nuisances visuelles ou sonores…), qui est en pleine expansion depuis quelques années. Son potentiel technique est estimé à 420 000 TWh par an d'électricité propre au niveau mondial, de quoi subvenir à la consommation mondiale d'électricité.

Comme toute nouvelle technologie, son implémentation est chère et les coûts restes élevés, malgré des prix en baisse. L'Europe, la Chine et le Japon ont compris l'important potentiel de l'éolien offshore sur le long terme, notamment dans un contexte de transition énergétique, et investissent fortement dans ce secteur sous les encouragements et financement de l'AIE, entre autres. Certains pays risquent cependant de privilégier leurs moyens actuels de production d'énergie, notamment à cause de l'investissement financier à fournir.

Avis d'expert proposé par Alexandre Malric (directeur Energie) et Lucile Boyer-Nardon (consultante Energie) du cabinet Partenor Digital

Réactions4 réactions à cet article

 

Si ,grâce aux éoliennes en pleine mer, on peut éviter de placer de machines saccageant la vue de la Montagne Sainte-Victoire ,comme le veut actuellement le lobby , on peut y voir un net progrès en matière de protection des sites .Mais si on garde les deux , rien ne va plus .

sirius | 15 mai 2020 à 12h20
 
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Si c'est assez loin des côtes, que la fabrication est française, le personnel français et les actionnaires - si possible majoritairement petits - français, sauf erreur et "vices cachés) ne peut qu'applaudir.

Est-ce ça permet de produire de l'hydrogène rapatrié par bateau ?

On a prévu le recyclage qui pose déjà problème ?

Sagecol | 15 mai 2020 à 15h24
 
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Mais l'électricité française est déjà très largement décarbonée. Ce secteur ne devrait pas être prioritaire, c'est le chauffage et les transports sur lesquels doivent porter nos efforts. Ne répétons pas le désastre de l'Energiewende allemande : 115 milliards d'euros en 5 ans pour un résultat quasi-nul en termes d'émissions de gaz à effet de serre.

Emmanuel | 18 mai 2020 à 17h46
 
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Eolienne offshore FLOATGEN (Le Croisic)
Puissance : 2MW
Cout ; 40 Millions d' € soit 20 000 € le KW
Durée d' exploitation 15 ans
Production annuelle estimée : 2 x 24 x 365 x .34 # 6 000 Mwh
Production totale estimée sur 15 ans ; 90 000 MWh

Lu dans «  F3 Pays de Loire » ......Floatgen, la première éolienne flottante française, installée au large du Croisic, a doublé sa production durant le second semestre 2019. Elle a produit pas moins de 6 GWh durant l'année 2019.....
Ce qui correspond à un facteur de charge de 34 % normal !
La production de nos besoins énergétiques annuels globaux (1800 Twh) en éolien OFFSHORE imposerait la mise en place de 300 000 éoliennes type FLOATGEN
En comptant sur un prix unitaire ramené à 10 millions grace aux économies d' échelle ,
pour un temps de production de 15 ans le cout d' un équipement offshore serait donc de
10 000 000 x 300 000 = 3 000 Mds d' € et pour 60 ans , durée EPR, 12 000 Mds d'€
C' est le cout de 1000 EPR à 12 Mds l' unité !!!
,,, Nous sommes en plein surréalisme !!!
Avec les EnR , les anti-nucléaires font valser les chiffres, tourner les têtes et fondre nos finances

1noel2 | 20 mai 2020 à 19h18
 
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