Le réseau électrique chinois : l’écart entre l’expansion et la capacité du réseau – un défi pour l’intégration des énergies renouvelables – Image : Xpert.Digital
Le réseau électrique à bout de souffle : le défi des énergies renouvelables en Chine
Gaspillage d'énergie malgré des records : le développement de l'énergie solaire et éolienne en Chine
La Chine s'est imposée comme un leader mondial du développement des énergies renouvelables, mais se heurte à d'importants défis pour intégrer ces capacités à son réseau électrique national. Malgré des installations record de centrales solaires et éoliennes, une part significative de l'électricité verte produite est écrêtée – c'est-à-dire non injectée dans le réseau – car l'infrastructure de ce dernier ne peut suivre le rythme de cette expansion rapide. Ce déséquilibre engendre un gaspillage d'énergie considérable et freine la transition vers un système énergétique plus durable. Le gouvernement chinois a pris conscience de ce problème et élabore diverses stratégies pour améliorer l'intégration au réseau, notamment des investissements massifs dans les lignes de transport à très haute tension, des ajustements des quotas d'écrêtement et la promotion des technologies de stockage d'énergie.
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L'expansion sans précédent des énergies renouvelables en Chine
La Chine a connu ces dernières années une expansion sans précédent de ses capacités éoliennes et solaires. Le pays est à la pointe du développement mondial, avec une capacité installée deux fois supérieure à celle du reste du monde réuni. Au cours des sept premiers mois de 2023 seulement, la Chine a installé près de 100 gigawatts de nouvelle capacité solaire, dépassant déjà le record de l'année 2022. Fin 2023, la capacité photovoltaïque installée atteignait près de 610 gigawatts, dont plus d'un tiers ajouté au cours de cette seule année.
La dynamique de croissance s'est poursuivie en 2024. Au cours des neuf premiers mois de l'année, 200 gigawatts de capacité éolienne et solaire ont déjà été installés, et les prévisions tablent sur 250 à 300 gigawatts pour l'ensemble de l'année. Cette croissance fulgurante dépasse largement la moyenne annuelle de 100 à 130 gigawatts enregistrée entre 2020 et 2022. Global Energy Monitor estime que la Chine pourrait aisément atteindre une capacité installée de 1 200 gigawatts d'ici fin 2024, soit six ans avant l'objectif fixé par le président Xi Jinping.
Les ambitions de la Chine dans le secteur des énergies renouvelables sont particulièrement visibles dans son projet de « méga-centrales éoliennes et solaires ». La première vague de ces projets à grande échelle, d'une capacité totale de 97 gigawatts, a été annoncée en 2021 et mise en service en grande partie comme prévu en 2023. Une capacité supplémentaire de 503 gigawatts est prévue pour les deuxième et troisième vagues, dont le raccordement au réseau est programmé entre 2025 et 2030.
Le problème de la limitation de la production : gaspillage d'énergie renouvelable
Malgré ces chiffres impressionnants, la Chine est confrontée à un problème fondamental : une part importante de l’énergie renouvelable qu’elle produit n’est pas utilisée. Ce phénomène, appelé écrêtement, consiste à empêcher les producteurs d’électricité d’injecter leur production dans le réseau de distribution.
L'histoire des limitations de production en Chine remonte au milieu des années 2010. À cette époque, les taux de limitation dans certaines provinces atteignaient des niveaux alarmants de 40 à 50 %, ce qui signifie que près de la moitié de l'énergie renouvelable potentiellement produite restait inutilisée. Pour remédier à ce problème, la Commission nationale du développement et de la réforme (CNDR) et l'Administration nationale de l'énergie (ANE) ont instauré un plafond de limitation de 5 % en 2018. Cette réglementation stipulait que les taux d'utilisation des projets d'énergie solaire et éolienne dans certaines provinces chinoises ne pouvaient pas descendre en dessous de 95 %.
Cependant, la mise en œuvre de cette politique a eu des conséquences inattendues : elle a entraîné des restrictions strictes sur l’envergure des projets d’énergies renouvelables, notamment dans les régions où les taux de limitation de production sont élevés. L’approbation et le développement de nouveaux projets ont été fortement entravés, nombre d’entre eux peinant à obtenir les autorisations nécessaires.
Un changement important de cette politique se profile à l'horizon 2024. L'Agence nationale de l'énergie (NEA) et la State Grid Corporation of China (SGCC) envisagent de doubler le taux de réduction de production autorisé, le faisant passer de 5 % à 10 %. Ce doublement du taux autorisé reconnaît que le problème de l'intégration au réseau persiste et ne pourra être entièrement résolu à court terme.
Raisons du manque d'intégration au réseau
La principale raison du faible développement des énergies renouvelables en Chine réside dans le décalage géographique entre production et consommation. Les conditions les plus favorables à l'énergie éolienne et solaire se trouvent dans les provinces du nord-ouest et du nord du pays, où prédominent les grandes centrales éoliennes et solaires. Or, la demande d'électricité est majoritairement concentrée dans les zones métropolitaines et les centres industriels de la côte est : environ 70 % de l'électricité chinoise est consommée dans le sud-est.
Cette situation représente un défi considérable, car les installations de production sont situées jusqu'à 3 000 kilomètres des principaux centres de consommation. Sur de telles distances, le transport de l'électricité est inefficace sans infrastructures spécialisées, les pertes étant trop importantes. Le plus grand parc éolien du monde, situé à Oulanqab (Mongolie-Intérieure), en est un exemple frappant. Bien que certaines parties de cette centrale, d'une capacité de six gigawatts, aient été achevées dès 2020, une seule éolienne a été raccordée au réseau au printemps 2023.
Un autre problème structurel réside dans le déséquilibre entre les investissements dans la production d'énergies renouvelables et l'extension du réseau électrique. Alors que la Chine investit des sommes record dans le développement des énergies renouvelables, les investissements dans le réseau électrique demeurent relativement faibles. Ces investissements sont restés globalement stables entre 2021 et 2023 par rapport à la période 2018-2020, malgré la croissance exponentielle des énergies renouvelables.
Par ailleurs, le marché chinois de l'électricité demeure extrêmement rigide. Les échanges d'électricité entre provinces sont entravés par des intérêts politiques et des obstacles bureaucratiques, ce qui complique davantage la distribution efficace des énergies renouvelables.
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Un exercice d'équilibre dans le secteur de l'énergie : comparaison entre le charbon et les énergies renouvelables en Chine
Mesures politiques et investissements pour résoudre le problème
Le gouvernement chinois a pris conscience du problème et travaille à diverses solutions. Un élément clé est le développement du réseau à très haute tension (THT), qui permet un transport efficace de l'électricité sur de longues distances. La Chine est un leader mondial dans ce domaine et investit massivement dans cette technologie.
Les premiers projets pilotes de centrales éoliennes et solaires à grande échelle dans les régions occidentales de la Chine ont été lancés au début des années 2000. Ils visaient, d'une part, à électrifier les régions où de nombreux ménages n'avaient toujours pas accès à l'électricité et, d'autre part, à approvisionner en énergie le sud-est industrialisé.
Les deux gestionnaires de réseau électrique publics, State Grid et China Southern Grid, ont annoncé des investissements records de plusieurs milliards de dollars pour moderniser l'infrastructure du réseau. La construction de la première ligne à haute tension, reliant un projet d'énergie renouvelable du nord du Ningxia à la province du Hunan, dans le sud-est du pays, a débuté en juin 2023. Les experts estiment que cette ligne pourrait être achevée dès 2025.
En 2024, la Chine devrait investir plus de 80 milliards d'euros dans l'extension de son réseau électrique. Bien que ce montant soit considérable, il est insuffisant pour suivre le rythme de l'essor rapide des énergies renouvelables. Les experts d'Agora Energiewende recommandent d'aligner les investissements dans le réseau électrique sur les investissements records réalisés dans la production d'énergies renouvelables.
Approches novatrices pour une meilleure intégration du réseau
Outre l'expansion de son réseau électrique, la Chine met en œuvre des approches novatrices pour mieux intégrer les énergies renouvelables. L'une d'entre elles consiste à intégrer les véhicules électriques au réseau. En janvier 2024, le gouvernement chinois a publié des directives d'application visant à améliorer l'interaction des voitures électriques et hybrides rechargeables avec le réseau électrique.
Le programme vise à établir d’ici 2025 un système de normes techniques nationales pour l’interaction véhicule-réseau et un mécanisme tarifaire pour la recharge bidirectionnelle. D’ici 2030, la recharge bidirectionnelle gérée doit être déployée à grande échelle, l’objectif étant que les véhicules électriques fournissent « des dizaines de millions de kilowatts de flexibilité bidirectionnelle pour la capacité de régulation du système électrique ».
Les stations d'échange de batteries, très répandues en Chine, visent également à contribuer à la stabilité du réseau électrique. Par exemple, le constructeur de voitures électriques Nio a commencé à tester dès 2022 des stations d'échange de batteries capables de réinjecter de l'électricité dans le réseau.
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La double stratégie : charbon et énergies renouvelables
Un aspect remarquable de la politique énergétique chinoise est que, malgré le développement massif des énergies renouvelables, la production d'électricité à partir du charbon continue de croître. En 2024, la construction de centrales à charbon a atteint 94,5 gigawatts, son plus haut niveau depuis 2015. Par ailleurs, le pays a approuvé 66,7 gigawatts de nouvelles capacités de production d'électricité à partir du charbon, les approbations ayant particulièrement augmenté au cours du second semestre.
Cette stratégie parallèle soulève des questions quant à la transformation énergétique à long terme de la Chine. Au lieu de remplacer le charbon, l'énergie propre est ajoutée à un système existant basé sur les combustibles fossiles, ce qui entrave la transition prévue vers un secteur énergétique fondé sur les énergies renouvelables. Plus de 75 % des nouvelles capacités de centrales à charbon approuvées en 2024 ont été financées par des sociétés minières ou des entreprises énergétiques exploitant du charbon, renforçant ainsi la domination de cette énergie, même lorsque les fondamentaux du marché ne justifient pas son expansion.
Néanmoins, des évolutions positives sont également évidentes : le développement des énergies renouvelables a contribué à réduire la part de la production d’électricité à partir de charbon en Chine à un niveau historiquement bas de 53 % en mai 2024. Cela suggère que, malgré les stratégies parallèles mises en œuvre, les énergies renouvelables gagnent progressivement en importance.
L'exercice d'équilibriste de la Chine : intégration des réseaux et voie vers un avenir vert
Les difficultés d'intégration au réseau électrique ne dissuaderont pas la Chine de poursuivre ses investissements massifs dans les énergies renouvelables. Selon S&P Global Ratings, le développement des énergies renouvelables en Chine se poursuivra malgré les hausses prévues des taux d'écrêtement. Les analystes estiment que les opérateurs devront « surmonter les difficultés jusqu'à ce que les obstacles de la transition soient surmontés ».
Des solutions au problème de l'écrêtement des lignes électriques sont en cours d'élaboration, notamment des investissements supplémentaires dans les technologies de transport et les solutions de stockage, mais leur mise en œuvre prendra du temps. Pour les opérateurs, cela signifie qu'ils doivent être plus sélectifs et privilégier les investissements dans les régions où les politiques énergétiques locales sont plus favorables et où le rapport offre-demande est meilleur.
L'expérience chinoise en matière d'intégration des énergies renouvelables au réseau électrique revêt une importance mondiale. Premier émetteur mondial de gaz à effet de serre et pays pionnier dans le développement des énergies renouvelables, la Chine, par sa réussite ou son échec dans cette intégration, pourrait avoir un impact décisif sur les efforts mondiaux de protection du climat.
Combler le fossé
Le manque d'intégration des énergies renouvelables au réseau électrique chinois constitue un obstacle majeur à la transition énergétique du pays. Malgré des progrès impressionnants dans le développement des capacités éoliennes et solaires, le problème de l'écrêtement persiste, entraînant un gaspillage énergétique considérable. Le décalage géographique entre production et consommation d'énergie, l'insuffisance des investissements dans le réseau électrique et la rigidité du marché de l'électricité sont les principales causes de ce problème.
Le gouvernement chinois reconnaît ce problème et prend diverses mesures, notamment des investissements massifs dans le réseau à très haute tension, des ajustements des quotas de réduction de la production et des approches novatrices telles que l'intégration des véhicules électriques au réseau. Parallèlement, il poursuit sa stratégie d'expansion des centrales à charbon, ce qui soulève des questions quant à la transformation à long terme de son économie.
La concurrence entre le charbon et les énergies renouvelables s'intensifie, la production d'énergie éolienne et solaire étant de plus en plus restreinte, notamment au quatrième trimestre 2024. Pour réussir sa transition énergétique, la Chine devra investir massivement dans son réseau électrique et assouplir le marché. Ce n'est qu'à cette condition que le pays pourra exploiter pleinement le potentiel de ses impressionnantes capacités en énergies renouvelables et contribuer efficacement à la protection du climat mondial.
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