Une deuxième phase de développement de l’éolien offshore est sur le point de démarrer aux États-Unis, en commençant par le Maine, un État qui voit son avenir énergétique bâti sur un nouveau type d’éolienne. Il s’agit d’une éolienne qui peut flotter dans des eaux plus profondes et qui pourrait être construite à moindre coût que les éoliennes existantes construites ou prévues le long de la majeure partie de la côte Est des États-Unis.
L’un des principaux bénéficiaires de ce que l’on appelle les « flotteurs » – des turbines qui sont maintenues par des lignes d’amarrage attachées à des ancres dans des eaux plus profondes que 160 pieds – sera probablement la côte Ouest des États-Unis.L’un des principaux bénéficiaires de ce que l’on appelle les « flotteurs » – des turbines maintenues par des lignes d’amarrage attachées à des ancres dans des eaux d’une profondeur supérieure à 160 pieds – sera probablement la côte ouest des États-Unis, où la Californie et Hawaï prévoient des parcs éoliens et où l’Oregon et Washington devraient suivre.
« Ce sera une industrie mondiale », a prédit Walter Musial, le principal expert de l’éolien offshore pour le National Renewable Energy Laboratory. Pour l’instant, l’activité n’en est qu’à ses débuts, mais il a noté que 80 % des eaux offshore du monde qui conviennent aux éoliennes près des grands centres de population sont profondes.
Le principal type d’éoliennes offshore construites en Europe et qui commencent tout juste à monter le long de la côte Est sont installées dans des eaux moins profondes sur des fondations fixes qui peuvent être trop coûteuses à construire dans des eaux plus profondes. Mais les flotteurs, qui ont l’avantage supplémentaire de réduire les coûts en étant assemblés dans des ports proches, puis remorqués en mer, a prédit Musial, seront « proches ou presque d’être compétitifs en termes de coûts » avec eux d’ici 2024.
Les flotteurs sont susceptibles de donner un coup de pouce majeur à ce qui est déjà devenu une grande entreprise d’énergie renouvelable à forte intensité de capital. Selon une estimation de l’Université du Delaware, les turbines offshore à fond fixe existantes en cours ou en planification avancée dans sept États de la côte Est impliquent des coûts d’investissement de 70 milliards de dollars et permettraient de produire 18.6 gigawatts d’électricité – l’équivalent de la production de 18 centrales nucléaires de taille moyenne – entre 2020 et 2030 (Climatewire, 30 juillet).
Contrairement aux turbines à fond fixe, une activité désormais dominée par des entreprises européennes, les flotteurs ont été lancés par des innovateurs américains, notamment une équipe de chercheurs de l’Université du Maine. Ils se sont mis au travail en 2009 pour trouver une source d’énergie qui pourrait sauver l’État d’une crise économique imminente, car le prix du mazout avait atteint 4 dollars le gallon.
Si cela persistait, a noté Habib Dagher, directeur exécutif de l’Advanced Structures and Composites Center de l’Université du Maine, cela signifierait une facture de chauffage annuelle de 10 000 dollars, poussant les familles et les communautés du nord du Maine dans la pauvreté pendant ses hivers glacés. « Ce n’était pas durable et une grande crise dans l’État », a-t-il rappelé dans une interview.
L’équipe s’est donc plongée dans un plan pour une solution potentielle : Le rêve de Dagher d’une turbine assise sur une base faite de flotteurs creux en béton ressemblant à des seaux.
Soutenue par la législature du Maine avec une voix de moins qu’une approbation unanime et une aide financière du département américain de l’énergie, l’équipe a érigé une éolienne modèle, un huitième de la taille d’une turbine conventionnelle, et l’a mise sur un flotteur. Puis l’équipe a demandé à un remorqueur de la remorquer jusqu’à un site en mer.
Elle était petite mais assez solide pour résister à des vents puissants et à des vagues déferlantes, et est entrée dans l’histoire en 2013 en tant que première éolienne flottante à alimenter le réseau électrique américain en électricité.
Sur le papier, cela semblait impressionnant, car le potentiel éolien en mer du Maine est 36 fois supérieur à la demande totale d’électricité de l’État. Au cours des années suivantes, il ne s’est pas passé grand-chose, mais récemment, deux acteurs sérieux de l’industrie ont rejoint le Maine dans un partenariat de 100 millions de dollars pour construire une turbine flottante de taille réelle près du site.
Ils s’agit de Diamond Offshore Wind, une filiale de la société japonaise Mitsubishi Corp, et de RWE Renewables, une filiale d’un grand service public d’électricité allemand et la deuxième plus grande société d’éoliennes offshore au monde. Le Maine a également commencé à rencontrer le ministère de l’Intérieur américain, le Massachusetts et le New Hampshire pour explorer la possibilité d’autres sites offshore qui pourraient fournir de l’énergie propre à la haute Nouvelle-Angleterre.
Maintenant, ce qui a commencé comme le rêve de Dagher s’est transformé en un plus grand rêve : « La force de l’économie du Maine, la préservation de nos ressources naturelles, la santé et le bien-être à long terme de nos communautés et des générations futures dépendent en grande partie de notre transition vers une énergie propre et de la lutte contre la menace du changement climatique », a déclaré le gouverneur du Maine. Janet Mills (D) en annonçant le partenariat RWE-Mitsubishi.
La pionnière américaine sur la côte ouest est Alla Weinstein, aujourd’hui PDG d’une société appelée Castle Wind, qui propose de construire un parc éolien flottant avec jusqu’à 100 turbines tournant au large de Morro Bay, dans le centre de la Californie. Lorsque Weinstein, une immigrée de Russie arrivée en 1974 avec une faible maîtrise de l’anglais et une formation universitaire à moitié terminée, a proposé l’idée pour la première fois en 2008, la réaction a été décevante.
« L’éolien offshore flottant ? » ont-ils demandé. « Revenez dans 15 ans », s’est rappelé Weinstein dans une interview. « Deux ans plus tard, nous avions un projet de démonstration. »
Alors que Dagher avait l’État du Maine derrière lui, Weinstein n’a trouvé qu’un soutien tiède en Californie. Mais elle a trouvé deux investisseurs prêts à financer un projet de démonstration, une éolienne de taille normale sur une plate-forme flottante qui sera située au large du Portugal. Elle a commencé à produire de l’électricité en 2011.
La démonstration a aidé la première entreprise de Weinstein, Principle Power Inc, à construire deux autres flotteurs au Portugal et un autre au large de l’Écosse. Et Weinstein a été choisie pour être la première présidente d’une nouvelle association commerciale, l’European Ocean Energy Association, où de nouveaux contacts l’ont aidée à affiner son prochain objectif, qui était de revenir en arrière et de relancer la construction dans les eaux profondes de la Californie offshore.
Elle a quitté Principle Power en 2015 et a ensuite formé Castle Wind, une coentreprise avec EnBW North America, une filiale de l’une des plus grandes sociétés énergétiques allemandes et parmi les leaders mondiaux de l’éolien offshore. Sa proposition non sollicitée de construire un parc éolien flottant à 30 miles au large de la côte centrale de la Californie a stimulé l’intérêt de 13 autres soumissionnaires potentiels susceptibles de participer à une vente aux enchères fédérale pour le site de location au début de l’année prochaine.
La Californie offre l’un des plus grands marchés d’énergie renouvelable du pays. Elle a fixé des objectifs de 50 % d’énergie renouvelable d’ici 2025 et de 100 % d’ici 2045. Elle étudie des propositions pour un deuxième parc éolien flottant au large du comté de Humboldt, à 270 miles au nord de San Francisco.
L’ancienne société de Weinstein, Principle Power, située à Emeryville, en Californie, fait partie des entreprises qui espèrent vendre des bases de turbines à sa nouvelle société et aux autres qui se préparent à soumissionner pour les baux de la Californie. « Alla est une de nos grandes clientes, et nous sommes impatients de travailler avec elle », a déclaré João Metelo, qui lui a succédé en tant que PDG de Principle Power.
Contrairement aux autres technologies d’éoliennes offshore, qui ont été principalement conçues en Europe, les bases « WindFloat » brevetées de Principle Power ont été inventées à Berkeley, en Californie. Elles fonctionnent grâce à un système qui distribue de l’eau à chacun des trois ballasts flottants de l’éolienne pour maintenir l’éolienne en rotation à la verticale, quels que soient le tangage et le roulis de l’océan.
La technologie a mûri pour donner naissance à des parcs éoliens dans les eaux au large du Portugal, de l’Écosse et de la France, et Metelo s’attend maintenant à ce que les plus grands projets du monde naissent dans les eaux plus profondes au large de la côte ouest et d’Hawaï. « Elle a fait de grandes choses pour l’industrie », a déclaré Metelo, en faisant référence à Weinstein.
L’éolien offshore, même dans les eaux plus profondes et plus éloignées au large de la Californie, n’est pas une affaire pour les timides. Les groupes de pêcheurs ont soulevé des objections en Californie. Il en va de même pour le ministère américain de la Défense, qui s’inquiète des zones d’entraînement des pilotes en mer et des interférences des turbines tournantes avec les installations radar.
Weinstein, qui a obtenu son diplôme d’ingénieur en électricité au Stevens Institute of Technology à Hoboken, N.J., et qui a ensuite travaillé comme ingénieur aéronautique pendant plusieurs années, a décidé qu’une carrière d’entrepreneur dans le domaine des énergies renouvelables valait les risques.
« C’est plutôt que vous sentez en quelque sorte ce que vous voulez faire, et quand cela se présente devant vous, vous vous sentez bien. Tant que vous n’avez pas peur de faire quelque chose pour lequel vous n’avez pas le manuel, alors ces choses arrivent », a-t-elle expliqué lors d’une interview.
Bien que les flotteurs soient actuellement plus chers que les éoliennes avec une fondation fixe dans l’océan, Musial du NREL pense qu’ils élimineront une grande barrière économique dans le secteur de l’éolien offshore parce que les éoliennes sont de plus en plus grandes, et une loi américaine appelée Jones Act exige de très grands et très coûteux navires appartenant aux États-Unis pour les installer en mer.pour les installer en mer.
Mais les flotteurs peuvent être assemblés dans les ports maritimes locaux, remorqués en mer pour être installés et même ramenés au port pour des réparations majeures, si nécessaire, a-t-il expliqué, réduisant ainsi les coûts de main-d’œuvre.
Il y a une troisième étape dans l’énergie offshore qui se développe actuellement en Europe, qui s’applique à la fois aux parcs d’éoliennes fixes et flottants. Comme la demande d’énergie renouvelable a augmenté, les entreprises ont commencé à envisager des moyens de réduire la congestion des lignes électriques en produisant et en stockant l’énergie excédentaire en mer. L’un des moyens consiste à utiliser l’électrolyse pour séparer l’hydrogène de l’eau de mer et à le stocker dans des vessies sous-marines près des parcs éoliens.
L’Allemagne a commencé des expériences. Le gouvernement néerlandais a récemment annoncé « Crosswind », un parc éolien offshore non subventionné construit par Royal Dutch Shell PLC, une major pétrolière, et Eneco, un service public local. Il testera diverses façons de produire et de stocker l’énergie offshore excédentaire, notamment des panneaux solaires flottants, un stockage temporaire par batterie et un électrolyseur.
Une lettre envoyée au parlement néerlandais par le ministre des affaires économiques intitulée « Offshore Wind Energy Roadmap 2030 » explique que l’hydrogène dit vert pourrait empêcher le prix de l’électricité produite en mer de devenir trop bas pour soutenir de nouveaux investissements offshore. Pour ce faire, il faudrait produire davantage d’hydrogène en mer et l’expédier à terre à diverses fins. Il s’agit notamment de fournir de l’hydrogène pour les voitures électriques équipées de piles à combustible et pour le chauffage des bâtiments, alors que les Pays-Bas poursuivent leur élimination progressive prévue des combustibles fossiles.
Malgré les ambitions de divers États en matière d’énergies renouvelables, les États-Unis ne sont pas encore prêts pour cela, a souligné Musial. « Mais ma boule de cristal dit que dans 10 ans, nous nous inquiéterons de l’hydrogène vert. Pour l’instant, c’est peut-être un peu tôt. »
Reproduit de Climatewire avec la permission de E&E News. E&E fournit une couverture quotidienne des nouvelles essentielles sur l’énergie et l’environnement sur www.eenews.net.