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Les énergies décentralisées : analyse de la tendance historique

En 2000, le Centre Hélios obtenait des données complètes sur chacune des 13 500 unités de production électrique mises en service aux Etats-Unis entre 1920 et 1994. à partir de ces données, le Centre fit une analyse de l'évolution du dimensionnement des unités de production et de la source d'énergie utilisée.

Les résultats obtenus par le Centre Hélios sont révélateurs :

• Après la Première guerre mondiale, et jusqu'à la fin de la Seconde guerre mondiale, la taille moyenne des unités de production augmentait avec régularité, à un taux moyen de près de 5,5%.
• Au début des années 50, les économies d'échelle conséquentes à la modernisation de l'industrie faisaient rapidement augmenter la taille des établissements. À la fin des années 70, la dimension de l'unité moyenne avait décuplé par rapport au niveau de 1945, atteignant 150 MW en moyenne (300 MW si l'on exclut les implantations de moins de 25 MW). Les grandes centrales nucléaires étaient devenues la technologie de choix.
• Depuis, les Etats-Unis ont vu se produire une transformation radicale. Non seulement la taille moyenne des nouvelles centrales n'a pas augmenté, mais elle a chuté au point de compenser entièrement les effets de 30 ans de croissance. En deux décennies, la taille moyenne des nouvelles unités de production s'est divisée par cinq, revenant à son niveau le plus bas depuis la fin de la Seconde guerre mondiale.

D'autres changements majeurs ont eu lieu durant la même période, dont une évolution au niveau des sources d'énergie privilégiées. L'examen des données montre l'ampleur et la rapidité de l'ascension et du déclin de l'énergie nucléaire comme filière de choix. Les données témoignent aussi du retour récent du gaz naturel et de la croissance maintenue des nouvelles énergies renouvelables et autres filières, au dépens des sources d'énergie traditionnelles tels le charbon et l'hydroélectricité.

Les résultats de l'analyse du Centre Hélios, publiés dans la revue internationale « Cogeneration and On-Site Power Production », confirment la pensée intuitive à l'effet que les économies d'échelle cèdent la place au développement d'unités de production énergétique plus petites et modulaires.

L'analyse du Centre Hélios identifie quatre facteurs convergents, qui expliquent ce changement majeur, dont l'impact sera durable :

• Avancées technologiques. Les nouvelles technologies en matière de turbines à gaz ont permis la miniaturisation des centrales thermiques sans pertes notables en matière d'efficacité énergétique, d'autant plus que leur proximité des consommateurs permet la récupération de la chaleur en forme de cogeneration (électricité et chaleur) et de trigeneration (électricité, chaleur et eau de refroidissement). La moindre importance des économies d'échelle a permis l'émergence de nouvelles unités de production standardisées et vendues « au détail », permettant la décentralisation de la production. En parallèle, les améliorations technologiques considérables, au niveau de l'éolienne mais aussi du solaire-photovoltaïque, entre autres, ont créé un marché pour les énergies décentralisées et modulaires, une tendance qui ne peut que s'amplifier avec la venue éventuelle des piles à combustible.
• La restructuration concurrentielle des marchés. La concurrence a mis un frein à la planification centralisée et a contraint les services publics à limiter leurs dépenses, affectant notamment la sécurisation des réseaux de transport d'électricité. D'autre part, le cloisonnement des activités de production, de transport et de distribution d'énergie a amené une plus grande transparence, et une plus grande volatilité, dans les prix du transport. Dans ce contexte, les pertes d'efficacité mineures qui accompagnent la décentralisation de la production d'énergie sont contrebalancées par une fiabilité accrue et par une réduction des coûts de transport de l'énergie (dues à une moindre dépendance face aux réseaux). De plus, il est possible, grâce à la production décentralisée, de se prémunir contre les coûts liés à la réduction des émissions atmosphériques provenant des centrales « classiques ».
• Responsabilité environnementale. Dans les trente dernières années, les questions environnementales ont eu un impact profond sur l'industrie électrique : la mobilisation des citoyens rend l'implantation de lignes à haute tension plus coûteuse et complexe, la réglementation en matière d'émissions atmosphériques (incluant les systèmes de permis) a affecté l'équilibre financier de nombreuses centrales au charbon et pourrait en forcer certaines à une retraite prématurée, les préoccupations face aux changements climatiques militent pour les énergies renouvelables. Tous ces facteurs mènent naturellement à des choix énergétiques qui favorisent une production à proximité du lieu de consommation et privilégient les énergies renouvelables et le gaz naturel (en co- et trigénération).
• Impératifs économiques. Enfin, alors que la transition se poursuit, d'une économie basée sur les ressources à une économie basée sur le savoir, la fiabilité prend une importance prépondérante. Une étude du Electric Power Research Institute (EPRI) estimait récemment que les pannes de courant entraînent des pertes économiques de 120 milliards de dollars par année aux états-Unis. Les activités fondées sur le savoir (par exemple les marchés financiers) comme celles qui dépendent d'un approvisionnement en énergie parfaitement contrôlé (biotechnologies, informatique) sont particulièrement vulnérables et constituent une niche privilégiée pour les centrales de production et de conditionnement à petite échelle, qui ont toutes les chances de devenir, éventuellement, un produit commercialisé à grande échelle.

Les évolutions technologiques, économiques et sociales vont continuer de transformer l'industrie énergétique, favorisant la production décentralisée. Le Centre Hélios entend rester à l'écoute des développements pour offrir une analyse rigoureuse visant à développer les outils réglementaires et les mécanismes économiques requis pour favoriser les technologies décentralisées les plus compatibles avec le développement durable.

*Note : Ceci n'est qu'un exemple parmi plusieurs des projets du Centre Hélios dans le domaine des énergies décentralisées. Pour plus d'information, rendez vous à notre page Publications ou prenez directement contact avec nous.

RÉFÉRENCE :

Dunsky, P., 1920-1995 and Beyond: Trending Downwards. publié dans Cogeneration and On-Site Power Production. Nov.-Déc. 2000, 6 pages [Fichier PDF : 480 Ko].