Par le docteur Mohamed Ghazli(*)
Par le professeur Ali Cheknane(**)
La complexité, l'ampleur et la rapidité de la transition énergétique actuelle vers une production d'énergie plus neutre en carbone ont été un sujet de discussion majeur pour les décideurs ces dernières années. La motivation des États membres de l'Union européenne (UE) à poursuivre la transition énergétique et la rapidité de prise de mesures varient considérablement d’un pays à l’autre. Certains pays de l'UE défendent fortement les énergies renouvelables (par exemple l'Allemagne et le Danemark), tandis que d'autres résistent activement (par exemple la Pologne). En outre, certains pays sont bien positionnés géographiquement (par exemple l’Autriche, le Danemark et la Suède), tandis que d'autres manquent de conditions favorables, de financement ou d'expertise (par exemple la Hongrie et la Roumanie).
Le secteur électrique joue un rôle important dans la transformation du système énergétique européen. L'un des principaux objectifs de cette transition est le remplacement des combustibles polluants dans l'industrie, les transports, la production d'électricité et le chauffage par de l'électricité sans carbone. La consommation d'électricité par habitant au Danemark est légèrement inférieure à la moyenne de l'UE, à 2,9 teq/hab et environ 5 500 kWh/hab de consommation totale d'électricité en 2019. De 2016 à 2018, la consommation totale d'énergie a augmenté de 1,5 % par an, tandis qu'en 2019, elle a diminué de 0,4%. La consommation totale d'énergie a diminué de 8,5 % en 2020, selon l'Agence danoise de l'énergie.
La transition des systèmes d'énergie fossile traditionnels vers des systèmes d'énergie 100% renouvelable présente des défis importants, mais la faisabilité technique de tels systèmes est à portée de main.
Le Danemark est entouré par la mer et est riche en ressources éoliennes (voir figure 1). Le pays scandinave est connu pour son secteur énergétique innovant, en particulier l’énergie éolienne. Tout au long de l'histoire, les Danois ont exploité l'énergie éolienne de différentes manières. Les Danois se sont concentrés sur l'éolien terrestre et offshore plutôt que sur les autres énergies renouvelables.
Aujourd'hui, ce choix cimente le leadership mondial du Danemark dans la lutte contre le changement climatique. Les prochains grands projets écologiques sont déjà dans les tuyaux.
Un petit pays qui veut grandir
Pour devenir climatiquement neutre d'ici 2050, le Danemark veut dépenser environ 28 milliards d'euros pour construire une île artificielle géante à 80 kilomètres au large de ses côtes qui servira de plaque tournante de l'énergie verte en mer du Nord (Figure 2). Le centre énergétique regroupera l'électricité de plusieurs parcs éoliens offshore et la transmettra au Danemark et à d'autres pays. D'autres centrales «power-to-X» doivent convertir l'énergie excédentaire en gaz verts, tels que l'hydrogène ou l'ammoniac, afin qu'elle puisse être stockée.
Dans le même contexte, les Danois veulent développer Bornholm comme une autre plaque tournante pour l'approvisionnement énergétique de la région baltique. Leur objectif est d'approvisionner jusqu'à trois millions de foyers dans un premier temps, puis jusqu'à dix millions de familles plus tard. Ce sont d'énormes projets d'investissement.
De nombreuses questions restent à éclaircir avant que l'île artificielle ne s'étende sur 65 terrains de football au large du Jutland, notamment comment l'électricité sera transmise à l'Europe. Même si les obstacles de planification, financiers et de conservation sont levés, la date d'achèvement prévue de 2033 pourrait encore être repoussée par les conditions météorologiques, les pénuries de matériaux de construction ou d'autres éventualités dans le projet d'envergure.
Cependant, en Allemagne, Traffic Light Coalition vient de relancer sa transition énergétique après des années de stagnation, tandis que le Danemark, bien plus petit, se démène pour entreprendre des projets concrets à grande échelle et consolider sa position parmi les nations leaders. Changer. Comment nos voisins le gèrent-ils ? demanda l'Allemagne.
«Out of the Fossils» : L'idée est apparue au Danemark dès les années soixante-dix. Pour le comprendre, il est utile de se pencher sur la petite ville de Wulffberg. Vous y trouverez le plus ancien éolien mégawatt du monde encore en activité, construit par des enseignants, des étudiants et de nombreux bénévoles. Voici comment cela s'est passé : le Danemark, comme de nombreux pays européens, a subi une crise pétrolière en 1973 et cherchait un moyen de sortir de sa dépendance aux combustibles fossiles. Les politiciens ont discuté du passage à l'énergie nucléaire, mais de nombreux Danois l'ont rejeté, y compris les participants à un atelier pour les enseignants de l'école Tvind à Wulfburg. Pour lutter contre l'énergie nucléaire, les Danois prévoyaient de construire la plus grande éolienne du monde sur le campus. Grâce à des annonces dans les journaux, l'école a été en mesure d'atteindre des personnes partageant les mêmes idées dans le monde entier. À partir de 1975, environ 400 enseignants, étudiants et bénévoles ont travaillé sur le projet avec beaucoup d'idéalisme et de patience, élaborant des plans, rejetant des plans, expérimentant des matériaux et convertissant des composants usagés. Cette éolienne est devenue un symbole de la transition énergétique du Danemark et est toujours en activité aujourd'hui.
À cette époque, il y avait beaucoup de petits projets dans le sens de l'éolien, et il y avait aussi des entreprises. Cependant, par rapport à d'autres pays, la transformation précoce de la politique énergétique du Danemark a conduit à un grand succès», a déclaré Mohamed Ghazli, chercheur et expert en intégration de réseau au sein de la société danoise Vestas, qui se concentrait auparavant sur les machines agricoles et est entrée dans la fabrication d'éoliennes en 1979, et c'est aujourd'hui l'un des plus grands acteurs de l’industrie éolienne au monde.
Il y a deux raisons pour lesquelles les décideurs politiques danois rejettent l'énergie nucléaire en faveur de l'industrie éolienne naissante et encouragent la construction d'éoliennes dans le pays. D'une part, avec ses nombreuses zones côtières et son arrière-pays plat, le Danemark est stratégiquement bien situé et génère une énergie éolienne supérieure à la moyenne.
D'autre part, au début des années 1980, en Californie, les planificateurs ont opté pour des éoliennes de style danois lors de la construction de San GorgonioPass, une éolienne légendaire. Cela a apporté beaucoup de commandes et de nombreux emplois à la jeune industrie danoise.
Facteurs et mesures politiques favorisant la croissance des énergies renouvelables au Danemark
Le Danemark a dû réfléchir aux solutions possibles et réaffirmer sa stratégie de promotion d'un avenir vert. La plupart de ces stratégies peuvent être mises en œuvre par :
i) La sélection de technologies d'énergie renouvelable appropriées
ii) Un système de soutien économique pour déterminer le montant des investissements pouvant être alloués aux projets et technologies d’énergies renouvelables.
iii) La mise en œuvre sélective de solutions alternatives pour un approvisionnement énergétique plus propre qui soit compatible avec la politique nationale....
«Les Danois ne sont pas toujours des protecteurs du climat. La transition énergétique précoce a beaucoup à voir avec le fait que l'énergie éolienne est bonne pour le pays et l'économie populaire», a déclaré l'expert Mohamed Ghazli.
Au cours de la première phase de la transition énergétique, le Danemark a réussi à exporter sa technologie, créant des milliers d'emplois et de nouveaux secteurs industriels. Le passage de la terre à l'eau s'est également posé en 1991 lorsque le premier parc éolien offshore au monde a été mis en service à Winderby, près de l'île de Lorain. Aujourd'hui, les exportations danoises de technologies environnementales et renouvelables sont parmi les plus élevées au monde ; tout comme le secteur informatique, les technologies vertes sont un moteur de croissance pour l'économie danoise. La modernisation par la transition énergétique a eu un impact durable sur les pays et les sociétés.
La société danoise en quête de consensus : un atout pour la transition énergétique
«Les Danois sont très ouverts à l'innovation. Ils savent qu'en tant que pionnier, on peut exporter la technologie et en tirer profit», explique Mohamed Ghazli.
Il voit la mentalité comme un facteur de succès : «Par rapport à d'autres pays, les gens ici ont une grande confiance dans les décisions politiques et sont donc plus favorables à celles-ci. Les Scandinaves sont donc généralement intéressés par le consensus social», explique Mohamed Ghazli.
Des manifestations de résidents contre les éoliennes terrestres ont également eu lieu au Danemark récemment. Mais ils étaient loin de développer la puissance de freinage qu'ils avaient en Allemagne. Cela explique pourquoi la décision de construire des îles énergétiques planifiées dans la mer du Nord et la mer Baltique a été prise par toutes les parties en février, ce qui a été considéré comme une étape révolutionnaire pour le Danemark.
Certes, la transition énergétique de l'Allemagne n'est pas facilement comparable à celle du Danemark. Les positions de départ sont trop différentes. Par exemple, le Danemark possède de nombreuses centrales de cogénération dispersées avec une forte proportion d'énergie renouvelable. De plus, la demande énergétique de l'Allemagne est beaucoup plus élevée en raison d'une structure industrielle différente. Pourtant, les Danois peuvent transmettre une leçon.
«Les Danois ont déjà des normes élevées et se fixent des objectifs ambitieux en matière de changement climatique pour exporter dans le secteur de l'énergie, et c'est ce qui les motive», a déclaré Mohamed Ghazli.
D'ici 2030, le gouvernement de Copenhague veut éliminer progressivement le charbon et réduire les émissions de dioxyde de carbone de 70% par rapport à 1991, ce qui est particulièrement ambitieux selon les normes européennes.
Parallèlement, d'ici là, 55% de la consommation d'énergie devra provenir de sources renouvelables. En Allemagne, elle n'en représente actuellement que 50% et devrait également atteindre 70% en 2030.
Quelle est la plus-value du Danemark par rapport à l’Allemagne dans la transition énergétique ?
Il y a trois éléments différenciants entre les deux modèles. Le plus important est ce qu'on appelle l'interconnectivité : les Danois étendent constamment leur réseau électrique transfrontalier.
• Le réseau transfrontalier minimise le risque de panne
• L'opérateur de réseau danois Energinet.dk confirme cette évaluation : «Le Danemark est bien connecté avec ses voisins par le biais de ces lignes de transmission transfrontalières depuis des décennies et continue d'investir ici.»
• À la fin de l'année dernière, le Danemark a annoncé la construction de la plus longue ligne électrique sous-marine au monde. «Viking Link» fournira de l'énergie éolienne au Royaume-Uni. Elle pourrait être opérationnelle fin 2022.
L'avantage de telles interconnexions est la flexibilité qu'elles offrent : «Si nos centrales produisent plus d'électricité que nous n'en avons besoin, nous n'avons pas besoin de retirer les éoliennes du vent, mais nous pouvons exporter l'excédent de production à moindre coût vers la Norvège, la Suède ou l'Allemagne», a déclaré un expert danois de l’opérateur de réseau électrique Energinet.dk
Mais selon les gens d'Energinet.dk, l'interconnexion facilite également l'acheminement de l'électricité, en particulier pendant les périodes sombres. C'est pourquoi personne au Danemark n'a peur d'une telle stratégie.
Dans le même temps, les avantages de ces itinéraires transfrontaliers ont également été reconnus par l'Allemagne. Ici, le câble Nordlink entre le Schleswig-Holstein (Allemagne) et le sud de la Norvège est en construction.
Au Danemark, une grande quantité de sources d'énergie renouvelables et variables (principalement l'énergie éolienne) ont été intégrées dans le système énergétique en peu de temps. Le pays a acquis une expérience sans précédent en matière de transition énergétique, et son modèle à haut rendement a fait ses preuves et peut servir de référence aux pays qui décident de mettre en œuvre une transition énergétique
Conclusions et recommandations
Pour stimuler, accélérer et faciliter le développement d'un système énergétique intégré, nous proposons une série d'initiatives au cours des prochaines années. À cet égard, une transition efficace vers des systèmes énergétiques intelligents avec de multiples infrastructures intégrées nécessite des efforts de développement ciblés. Par conséquent, les initiatives clés suivantes devraient être priorisées :
1- La recherche et le développement de systèmes énergétiques intégrés, y compris les grands sites de démonstration, doivent être soutenus et valorisés.
2- Le cadre législatif et réglementaire régissant le système énergétique doit être mis à jour en prévoyant des incitations fiscales efficaces pour promouvoir l'investissement et faciliter le déploiement de solutions énergétiques intégrées dans tous les secteurs.
3- Des services de prévision meilleurs et plus intégrés doivent être développés pour l'énergie durable intermittente.
4- Les perspectives de développement des technologies liées à la fourniture, la conversion et le stockage de l'énergie durable doivent être évaluées, non seulement en termes de performances économiques et environnementales, mais aussi en tenant compte de leur intégration dans le réseau.
5- Les techniques de modélisation et d'analyse des systèmes pour les infrastructures résilientes devraient être en cours de développement, mais des recherches plus ciblées et plus précises sont nécessaires.
6- L'interaction entre les trois principaux réseaux (c'est-à-dire l'électricité, le gaz et le chauffage urbain) devrait être de plus en plus exploitée pour créer des solutions flexibles, comme c'est le cas au Danemark ou en Allemagne.
M. G./A. C.
(*) Responsable technique des ventes senior et expert en intégration de réseau, Vestas R&D Vestas Europe du Nord et centrale. Solutions des centrales électriques.
(**) Université Amar Telidji de Laghouat.
