Grid électrique de la Chine: l'écart entre l'expansion et la capacité du réseau - Défi dans l'intégration du réseau des énergies renouvelables

Déchets d'énergie malgré les enregistrements: l'expansion de l'énergie solaire et éolienne par la Chine

La Chine s'est positionnée comme un pionnier mondial dans l'expansion des énergies renouvelables, mais fait face à des défis considérables lors de l'intégration de ces capacités dans son réseau électrique national. Malgré les installations record des solaires et des éoliennes, une proportion importante du courant vert généré est réglée - donc non introduite dans le réseau - parce que l'infrastructure du réseau ne peut pas suivre l'expansion rapide. Cet écart conduit à un gaspillage d'énergie considérable et freine la transition efficace vers un système énergétique plus durable. Le gouvernement chinois a reconnu ce problème et élabore diverses stratégies pour améliorer l'intégration du réseau, y compris des investissements massifs dans des lignes ultra-haute tension, des ajustements aux quotas de remise 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 une expansion sans précédent de ses capacités éoliennes et solaires ces dernières années. Le pays dirige le développement mondial et rassemble deux fois plus de capacités que le reste du monde. Au cours des sept premiers mois de 2023 seulement, la Chine a installé près de 100 gigawatts de nouvelles capacités solaires et a donc dépassé le dossier de l'année entière 2022. À la fin de 2023, la capacité photovoltaïque installée a atteint près de 610 Gigawatts, dont plus d'un tiers a été ajouté cette année seulement.

La dynamique de croissance s'est poursuivie en 2024. Au cours des neuf premiers mois de l'année, 200 systèmes d'éoliennes et solaires Gigawatt ont déjà été installés, avec un total de 250 à 300 gigawatts pour toute l'année. Cette croissance explosive dépasse clairement les valeurs moyennes précédentes de 100 à 130 gigawatts par an entre 2020 et 2022. Global Energy Monitor estime que la Chine pourrait facilement atteindre une capacité éolienne et solaire installée de 1 200 gigawatts d'ici la fin de 2024 à six ans avant le président XI.

Les ambitions de la Chine dans le domaine des énergies renouvelables sont clairement clairement à travers les «méga-bases éoliennes et solaires». La première vague de ces principaux projets d'une capacité totale de 97 Gigawatts a été annoncée en 2021 et s'est largement lancée comme prévu en 2023. 503 gigawatts supplémentaires sont prévus pour les deuxième et troisième vagues, qui devraient se dérouler entre 2025 et 2030.

Le problème de la délégation: gaspillage des énergies renouvelables

Malgré ces chiffres impressionnants, la Chine est confrontée à un problème fondamental: une partie importante de l'énergie renouvelable générée n'est pas utilisée. Ce phénomène est appelé «délégation» ou «réduction» - un processus dans lequel les producteurs d'électricité sont empêchés de nourrir leur électricité générée dans le réseau de distribution.

L'histoire de la délégation en Chine remonte au milieu des années 2010. À ce moment-là, les taux d'actualisation dans certaines provinces ont atteint 40 à 50%, ce qui signifie que près de la moitié des énergies renouvelables potentiellement générables sont restées inutilisées. Afin de contrer ce problème, la Commission nationale de développement et de réforme (NDRC) et la National Energy Agency (NEA) ont introduit une limite supérieure pour les séparations de 5% en 2018. Ce règlement a déclaré que les taux d'utilisation des projets d'énergie solaire et éolienne dans certaines provinces chinoises ne devaient pas tomber en dessous de 95%.

Cependant, l'application de cette politique a eu des conséquences involontaires: elle a conduit à des restrictions strictes sur la portée des projets d'énergie renouvelable, en particulier dans les régions à taux d'actualisation élevés. L'approbation et le développement de nouveaux projets ont été gravement limités car de nombreux projets ont eu du mal à recevoir un permis de construction.

En 2024, un changement important dans cette politique émerge. Considérez la NEA et la State Grid Corporation of China (SGCC) pour augmenter le taux d'actualisation autorisé de 5 à 10%. Ce doublement du taux d'actualisation autorisé est un aveu que le problème d'intégration du réseau continue d'exister et ne peut pas être complètement résolu à court terme.

Causes du manque d'intégration du réseau

La principale cause du manque d'intégration des énergies renouvelables en Chine est l'écart géographique entre la production et la consommation. Les meilleures conditions pour l'énergie éolienne et solaire peuvent être trouvées dans les provinces du nord-ouest et du nord de la Chine, où les grandes éoliennes et les éoliennes dominent. Cependant, la majorité de la demande d'électricité se concentre dans les zones métropolitaines industrialisées et les centres industriels sur la côte est - environ 70% de l'électricité en Chine est en demande dans le sud-est.

Cette situation est un énorme défi car les installations de production sont jusqu'à 3 000 kilomètres des principaux centres de consommation. En utilisant de si grandes distances, le transport d'électricité sans infrastructure spécialisée est inefficace car les pertes sont trop élevées. Un exemple clair de ce problème est le plus grand parc éolien du monde à Ulanqab (Mongolie intérieure). Bien que certaines parties de cette centrale aient été achevées avec une capacité de six Gigawatts en 2020, au printemps 2023, une seule éolienne a été connectée au réseau.

Un autre problème structurel est le déséquilibre entre les investissements dans la production d'énergie renouvelable et l'expansion du réseau. Alors que la Chine investit des sommes records dans l'expansion des énergies renouvelables, les investissements dans le réseau électrique restent relativement faibles. Les investissements du réseau en Chine étaient largement stables entre 2021 et 2023 par rapport à la période 2018 à 2020 - malgré la croissance exponentielle des énergies renouvelables.

De plus, le marché chinois de l'électricité est encore très inflexible. Le commerce de l'électricité au-delà des frontières provinciales est entravé par les intérêts politiques et les obstacles bureaucratiques, ce qui rend également la distribution efficace des énergies renouvelables.

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Mesures politiques et investissements pour résoudre le problème

Le gouvernement chinois a reconnu le problème et travaille sur diverses solutions. Un élément clé est l'expansion du réseau de tension ultra-haute (UHV), ce qui permet le transport efficace de l'électricité sur de grandes distances. La Chine est un leader dans le monde dans ce domaine et investit massivement dans cette technologie.

Les premiers projets pilotes pour les systèmes éoliens et solaires à grande échelle dans les régions occidentaux chinois ont été lancés au début des années 2000. D'une part, ceux-ci devraient électrifier les régions locales dans lesquelles de nombreux ménages étaient toujours sans alimentation et, d'autre part, alimentent le sud-est industrialisé.

Les deux opérateurs de réseaux d'État, l'État Grid et China Southern Grid, ont annoncé des milliards d'objectifs d'investissement à une hauteur record pour améliorer l'infrastructure du réseau. La première ligne de tension élevée d'un projet d'énergie renouvelable dans le nord de Ningxia à la province du Hunan au sud-est a été lancée en juin 2023. Selon des estimations d'experts, la construction de cette direction pourrait être achevée en 2025.

Au total, la Chine investira plus de 80 milliards d'euros dans l'expansion de son réseau électrique en 2024. Bien que ce soit un montant considérable, il ne suffit pas de suivre l'expansion rapide des énergies renouvelables. Les experts d'Agora Energende recommandent que l'investissement dans le réseau électrique soit adapté aux investissements record - hauts dans la production d'électricité renouvelable.

Approches innovantes pour améliorer l'intégration du réseau

En plus de l'expansion du réseau, la Chine poursuit également des approches innovantes pour une meilleure intégration des énergies renouvelables. Une approche remarquable est l'intégration des véhicules électriques dans le réseau électrique. En janvier 2024, le gouvernement chinois a publié des directives de mise en œuvre pour améliorer l'interaction des voitures électriques et des hybrides rechargeables avec le réseau électrique.

Le programme prévoit d'établir un système standard national pour l'interaction du réseau de véhicules d'ici 2025 et un mécanisme tarifaire pour les magasins bidirectionnels. D'ici 2030, la charge bidirectionnelle contrôlée doit être construite à grande échelle, dans le but de faire des véhicules électriques «des dizaines de millions de kilowatts de flexibilité bidirectionnelle à la capacité réglementaire du système électrique».

Les stations d'échange de batteries qui sont répandues en Chine devraient également contribuer à la stabilité du réseau. Par exemple, le fabricant de voitures électriques Nio avait déjà commencé à tester les stations d'échange de batteries en 2022 qui pouvaient renvoyer 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 l'expansion massive des énergies renouvelables, la puissance du charbon est également élargie. En 2024, les travaux de construction pour les centrales électriques à charbon sont passés à 94,5 gigawatts - le plus haut niveau depuis 2015. De plus, le pays a approuvé 66,7 Gigawatt Nouveaux capacités de centrale à charbon, les permis augmentant en particulier dans le second semestre.

Cette stratégie parallèle soulève des questions sur la transformation d'énergie à long terme de la Chine. Au lieu de remplacer le charbon, l'énergie propre est placée sur un système existant par des combustibles fossiles, ce qui fait la transition prévue vers un secteur de l'électricité basé sur des énergies renouvelables. Plus de 75% des capacités de centrales électriques à charbon nouvellement approuvées en 2024 ont été financées par des sociétés d'extraction de charbon ou des groupes d'énergie avec des activités de charbon, ce qui augmente la domination du charbon même si les bases du marché ne justifient pas l'expansion.

Néanmoins, il existe également des développements positifs: l'expansion des énergies renouvelables a contribué à réduire la proportion d'électricité du charbon en Chine en mai 2024 à un plus bas record de 53%. Cela indique que, malgré les stratégies qui se déroulent en parallèle, les énergies renouvelables deviennent lentement plus importantes.

Loi sur l'équilibrage de la Chine: l'intégration du réseau et la voie à l'avenir vert

Les défis dans l'intégration des réseaux n'empêcheront pas la Chine de continuer à investir massivement dans les énergies renouvelables. Selon S&P Global Ratings, l'expansion des énergies renouvelables en Chine se poursuit malgré l'augmentation des taux d'actualisation projetés. Les analystes s'attendent à ce que les opérateurs "devraient passer par la douleur jusqu'à ce que les nœuds soient lissés dans le processus de transition".

Des solutions pour le problème de réduction sont développées, y compris de nouveaux investissements dans la technologie de transmission et des solutions de stockage, mais la mise en œuvre prendra du temps. Pour les opérateurs, cela signifie qu'ils deviennent plus sélectifs et que les investissements dans les régions doivent hiérarchiser avec des directives locales moins chères et un meilleur ratio d'approvisionnement.

L'expérience de la Chine avec l'intégration du réseau des énergies renouvelables est d'une importance mondiale. En tant que plus grand émetteur mondial de gaz à effet de serre et en même temps diriger des terres dans l'expansion des énergies renouvelables, le succès ou l'échec de la Chine dans l'intégration de ces énergies pourrait avoir un impact décisif sur les efforts mondiaux de protection du climat.

Combler l'écart

Le manque d'intégration du réseau des énergies renouvelables en Chine représente un défi important pour la transition énergétique du pays. Malgré des progrès impressionnants dans l'expansion des capacités éoliennes et solaires, le problème de la réinitialisation reste et conduit à un gaspillage d'énergie considérable. L'écart géographique entre la génération d'énergie et la consommation, les investissements insuffisants dans le réseau électrique et un marché inflexible de l'électricité sont les principales causes de ce défi.

Le gouvernement chinois reconnaît ce problème et prend diverses mesures, notamment des investissements massifs dans le réseau ultra-haute tension, une adaptation des taux d'actualisation et des approches innovantes telles que l'intégration des véhicules électriques dans le réseau électrique. Dans le même temps, la stratégie parallèle de l'expansion des centrales électriques de charbon se poursuit, ce qui soulève des questions sur la transformation à long terme.

La concurrence entre le charbon et les énergies renouvelables est intensifiée, la production d'électricité de l'énergie éolienne et solaire étant de plus en plus restreinte, en particulier au quatrième trimestre de 2024. Afin d'assurer une transition énergétique réussie, la Chine augmentera considérablement les investissements dans son réseau électrique et devra rendre le marché plus flexible. C'est le seul moyen d'exploiter le plein potentiel de ses impressionnantes capacités d'énergie renouvelable et d'apporter une contribution efficace à la protection mondiale du climat.

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