Énergies renouvelables: quelles leçons pouvons-nous tirer ?

Les experts en énergies renouvelables de WSP présentent leurs réflexions sur les récentes avancées dans leur secteur d’activité et partagent quelques conseils pour relever les défis à venir. 

Nous savons désormais avec certitude que nous devons miser sur des ressources énergétiques plus propres et plus abordables. Voilà pourquoi les énergies renouvelables font l’objet d’une attention grandissante. 

Selon l’Agence internationale de l’énergie (AIE), l’électricité produite à partir de sources d’énergie renouvelable a augmenté de 7 % en 2018 et représente plus d’un quart de la production d’électricité totale (site en anglais seulement). Bien que plusieurs facteurs influencent l’intégration des énergies renouvelables, leur croissance à l’échelle mondiale est indéniable.

Pour mieux comprendre ce que l’avenir nous réserve, nous avons demandé à cinq experts de WSP de différentes régions – Dan Manderson (Australie), Rob Istchenko (Canada), Richard Lappin (Moyen-Orient), Tim Rippon (R.-U.) et Mike Huisenga (É.-U.) – de nous dresser un portrait des énergies renouvelables. Nous avons résumé leurs réflexions selon quatre thèmes : l’analyse, la planification, l’exécution et la gestion.

1. L’analyse

Pour réussir n’importe quel projet lié aux sources d’énergies renouvelables, il faut commencer par en analyser les données afin de pouvoir bien définir le travail à faire. Il faut interpréter les données tirées de multiples outils, entre autres, de la cartographie, de la modélisation de la performance, des analyses technologiques et techniques, des levés sur site, des analyses économiques et de la modélisation du rendement énergétique, afin de prendre des décisions éclairées et de définir des objectifs.

Définir les coûts – Les coûts liés aux technologies et aux infrastructures ont radicalement chuté ces dernières années, mais il reste difficile d’établir un plan global sans une réelle analyse. Même si les composants coûtent moins cher et que, de ce fait, certains projets deviennent rentables alors qu’ils ne l’étaient pas auparavant, il est indispensable de réaliser des analyses approfondies pour s’assurer de tirer profit de chaque dollar investi. 

« Une éolienne produit aujourd’hui autant d’énergie que trois éoliennes il y a quelques années, explique Rob Istchenko. Cela représente des économies considérables compte tenu des coûts de construction des fondations et des infrastructures des éoliennes.

Le réseau est roi – Une chose est sûre, il est essentiel d’être connecté au réseau. On ne peut pas réussir la transition vers les sources d’énergies renouvelables sans s’appuyer sur le réseau électrique actuel. Étant donné que les infrastructures électriques sont différentes partout dans le monde, il faut bien analyser le réseau avant de planifier un projet.

« Même les projets qui s’appuient sur d’excellentes ressources éoliennes et sur d’importants investissements doivent être connectés au réseau pour des raisons de fiabilité, explique Tim Rippon. Si une centrale éolienne est trop éloignée du réseau, les pertes subies sur les lignes de transmission, et les coûts pour la connecter au réseau peuvent nuire à la faisabilité de l’ensemble du projet. »

Il précise toutefois que les pertes de transport (et les autres pertes liées aux systèmes d’énergie renouvelable) incitent également les centrales à maximiser la capacité de leur production afin de tirer au maximum parti de l’électricité produite par les clients à facturation nette.

Politiques et règlements – La stabilité à long terme de tout projet lié aux énergies renouvelables dépend des politiques, qui doivent elles-mêmes s’adapter rapidement aux conditions changeantes du marché. Une étroite collaboration entre l’industrie et le gouvernement est plus à même de susciter la confiance des investisseurs. Or, tous les marchés ne fonctionnent pas de la même manière. 

« Les marchés nationaux sont tous très différents les uns des autres. Ils présentent des défis uniques dans chaque région, explique Dan Manderson. En Australie, par exemple, il y a un manque de cohésion au niveau des politiques depuis plusieurs années. On voit donc fleurir toutes sortes de pratiques hétéroclites dans le pays. »

Transmission lines

2. La planification

Les investissements énergétiques nécessitent une planification à long terme ainsi qu’un plan directeur qui ne se limite pas aux défis liés à la transition immédiate; bref, un plan qui peut s’adapter en fonction des développements. La planification doit aussi veiller à ce que les objectifs et les stratégies des intervenants s’accordent au contexte commercial pour de nombreuses années à venir.

« Si on insiste pour qu’un projet soit terminé rapidement, il se peut que le projet échoue à l’étape de la livraison, explique Dan Manderson. La planification des projets d’énergie renouvelable doit tenir compte de bien d’autres facteurs que des coûts les plus bas. »

Anticiper – Compte tenu de la rapidité des progrès technologiques, la technologie utilisée au début d’un projet risque d’être dépassée d’ici le début de la construction.

Les panneaux solaires photovoltaïques bifaces en sont un bon exemple. WSP a récemment publié une note technique sur leur utilisation commerciale, dans laquelle différents aspects technologiques sont présentés, comme la hauteur des structures de fixation, l’espacement des rangs, la disposition de l’usine et les analyses économiques.

« C’est inévitable : de nouvelles technologies plus efficaces verront bientôt le jour. Quand on planifie un projet, on doit donc prévoir d’intégrer ces nouvelles technologies plus tard sans que cela bouleverse tout le processus, explique Rob Istchenko. Il faut faire preuve de souplesse et d’anticipation et s’engager le moins possible à utiliser une technologie en particulier. » 

Stocker pour l’avenir – Les technologies de stockage d’énergie évoluent elles aussi rapidement et remodèlent l’industrie. En permettant d’utiliser la nuit l’électricité excédentaire produite en journée, les avancées en matière de stockage d’énergie transforment les modèles d’affaires et entrainent l’apparition de nouveaux mécanismes incitatifs. Depuis février 2019, Abu Dhabi, la capitale des Émirats arabes unis, dispose de « la plus grande batterie virtuelle au monde ». Sa capacité de stockage de 648 MWh permet d’équilibrer la demande du réseau et d’alimenter la ville pendant six heures en cas de panne d’électricité. 

« En travaillant au Moyen-Orient, nous avons vu que quand cette région a décidé de passer aux énergies renouvelables, elle l’a fait à grande échelle, et cela a eu des incidences colossales, explique Richard Lappin. Les programmes nationaux liés aux sources d’énergies renouvelables nécessitent des investissements de 55 à 60 milliards de dollars. Il est donc essentiel de planifier à long terme pour protéger ces investissements et garantir qu’on pourra adapter le projet aux besoins du marché pendant de nombreuses années. »

3. L’exécution

Une fois qu’on a mis en place un plan directeur fiable, on passe à la phase de l’exécution, et chaque aspect de la stratégie doit respecter ce plan. L’exécution nécessite une grande attention aux détails pour éviter que certains problèmes qui peuvent sembler mineurs n’aient d’énormes conséquences.

Le diable est dans les détails – Des petits défauts, tout simples, qui ne sont pas forcément liés à la conception ou à l’ingénierie, peuvent avoir de grandes incidences négatives. Des microfissures non détectées au niveau des panneaux solaires ou une mauvaise disposition des câbles peuvent aisément nuire à l’efficacité d’un projet dans son ensemble.

« Une grande attention aux détails et des contrôles de qualité fiables dès les débuts de la construction et de l’installation peuvent avoir des incidences positives sur un projet pendant 25 ans ou plus, explique Tim Rippon. Il est important d’avoir un partenaire qui comprend le processus dans son ensemble et qui peut agir comme un maître d'œuvre indépendant. »

Penser à l’échelle locale – Si l’on fait appel essentiellement à des constructeurs internationaux qui connaissent mal les réalités locales, il peut être difficile d’atteindre les objectifs liés aux énergies renouvelables. La méconnaissance des complexités liées, entre autres, à la réglementation, aux conditions de travail, au climat et à la connexion au réseau d’une région particulière peut obliger les intervenants à réviser la planification.

« Les projets prennent parfois du retard en raison d’une connaissance insuffisante de la région dans laquelle ils ont lieu, explique Dan Manderson. Il est donc essentiel qu’une entreprise qui comprend le marché local soit chargée d’évaluer le projet et les risques qui y sont associés. »

Wind turbine - moose lake spider foundation

Innover pour créer – L’ingénierie de la valeur permet de maximiser la valeur d’un projet, soit en améliorant les fonctions de ses différents éléments, soit en réduisant leurs coûts. Grâce aux services de conception détaillée qu’elle offre, WSP aide ses clients à réduire jusqu’à 60 % les quantités de béton qui sont habituellement nécessaires à la construction des fondations d’une éolienne, ce qui permet de réaliser de grandes économies. 

Dans certains cas, des clients s’entendent pour réaliser un projet, mais ils subissent une si grande pression pour respecter les dates de mise en service commerciale que cela annule les avantages liés à la phase d’ingénierie de la valeur. Le fait de vouloir bâtir des projets plus rapidement incite toutefois les entreprises d’ingénierie à innover d’autres manières. Celles qui sont capables d’adapter leurs activités en formant et en constituant rapidement de nouvelles équipes, de modifier leur modèle de gestion pour accroître leur portée et d’étendre géographiquement leurs activités sont les grandes gagnantes du secteur en rapide évolution des énergies renouvelables. 

« Lorsque les délais de conception sont très serrés, on se concentre sur les innovations techniques, la gestion de la qualité et la coordination de l’équipe de projet pour répondre aux attentes des clients», explique Mike Huisenga. 

4. La gestion

La gestion des actifs, la planification de la production, le suivi et la prévision des projets liés aux énergies renouvelables comportent des défis. Pour gérer efficacement un réseau d’électricité, il faut adopter des modèles de prévision précis et intégrer des solutions d’apprentissage machine et d’analytique de données afin de garantir l’adaptabilité rapide et la stabilité du réseau.

Stabilité du réseau – Quand les sources d’énergies renouvelables viennent à manquer, par exemple s’il n’y a pas assez de vent ou que le ciel est couvert, les services publics ont recours au réseau d’électricité. Les capacités du réseau doivent parfois être renforcées ou on fait appel à la réserve tournante des générateurs qui sont déjà connectés au réseau. 

« Au Moyen-Orient, quand les conditions sont défavorables, on a parfois du mal à maintenir la stabilité du réseau, rapporte Richard Lappin. C’est WSP qui a rédigé le code du réseau du Koweït; on sait de quoi on parle. »

Tirer profit de la technologie de réseau intelligent – Les nouvelles technologies de réseau intelligent permettent aux fournisseurs d’énergie et aux consommateurs de communiquer entre eux. Cette interaction est utile pour tous les intervenants, car elle permet de réduire les coûts de consommation et de mieux planifier la stabilité du réseau.

« Au Canada, WSP aide ses clients à fournir des données liées au vent à l’Alberta Electric System Operator. Ces données sont essentielles pour aider l’opérateur à prévoir et à planifier avec précision les besoins énergétiques de manière à répondre à la demande », rapporte Rob Istchenko.

Mieux vaut prévenir que guérir – Les énergies renouvelables ne sont généralement pas influencées par les fluctuations des marchés qui jouent sur la valeur du pétrole, du gaz et des autres énergies fossiles, mais le temps, c’est de l’argent. Étant donné que les différents actifs sont intégrés dans un système, les temps d’arrêt sont l’une des causes majeures de la perte d’efficacité opérationnelle du réseau d’électricité. Les nouvelles technologies permettent d’effectuer un suivi précis de la performance en faisant des prévisions pertinentes sur les problèmes de maintenance pour limiter les temps d’interruption. 

La gestion des actifs ne se limite pas aux centrales physiques qui utilisent des énergies renouvelables. Elle comprend aussi le suivi des politiques, la collecte de données et un ensemble de processus liés au cycle de vie des actifs du système.

Dans un système de production d’électricité basé sur les énergies renouvelables, la gestion des actifs nécessite l’expertise d’un partenaire fiable. Les experts en énergie de WSP peuvent vous aider à gérer tous les aspects de vos actifs et concevoir des solutions pour maximiser leur efficacité et améliorer leur fiabilité à long terme.

Et maintenant ?

Les énergies renouvelables sont définitivement dans l’air du temps. L’AIE prévoit une hausse de 50 % de la production d’électricité mondiale provenant de sources d’énergies renouvelables (en anglais seulement) entre 2019 et 2024. En plus de contribuer à répondre aux demandes mondiales liées à la réduction des émissions de gaz à effet de serre et de façonner un avenir meilleur et plus propre, les énergies renouvelables permettent aussi de produire de l’énergie plus abordable. 

« Auparavant, les projets n’offraient pas toujours les résultats attendus, mais les choses ont évolué. Les estimations du secteur sont plutôt bonnes aujourd’hui, souligne Rob Istchenko. Les acteurs du marché sont plus confiants, ce qui est bon pour les affaires. »

WSP participe à divers projets en matière d’énergies renouvelables partout dans le monde grâce à ses multiples entités et centres d’excellence, qui ont développé leur propre créneau d’expertise en fonction de leur clientèle et de la demande de leur marché local. « Ce qui est passionnant chez WSP, c’est de voir cette communauté mondiale d’experts collaborer pour répondre aux enjeux de ce marché en rapide évolution. C’est ce processus qui permet à WSP d’offrir ses meilleurs services pour réaliser chaque projet et cela nous permet de gagner la confiance de clients clés et d’offrir des solutions fiables de très grande qualité », fait remarquer Mike Huisenga. 

Nous savons que nos clients cherchent de plus en plus à faire affaire avec des entreprises capables de les aider à gérer chaque aspect de leurs projets, de leur offrir les services de nombreux experts internes et de les suivre partout dans le monde tandis qu’ils se lancent sur de nouveaux marchés. Voilà pourquoi WSP occupera une place prédominante dans de nombreux projets complexes et passionnants dans le prochain chapitre de l’histoire de la croissance des énergies renouvelables. 

Notre approche consiste à offrir des services complets d’ingénierie multidisciplinaire, de gestion de projet et de solutions environnementales pour que nos clients n’aient à faire affaire qu’avec un seul fournisseur. 

Écrire à Dan Manderson, Robert Istchenko, Richard Lappin, Tim Rippon et Mike Huisenga

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