Cela fait 111 ans que la Chine a commencé la construction de la centrale hydroélectrique de Shilongba, la première en 1910. Au cours de ces plus de 100 ans, le secteur chinois de l'eau et de l'électricité a réalisé des progrès remarquables, passant d'une capacité installée de seulement 480 kW à 370 millions de kW, la première au monde. Nous sommes dans l'industrie du charbon et nous entendons parler de l'hydroélectricité, mais nous en savons peu sur ce secteur.
Aujourd'hui, comprenons brièvement l'hydroélectricité à partir des principes et des caractéristiques de l'hydroélectricité et de la situation actuelle et de la tendance de développement de l'hydroélectricité en Chine.
01 principe de production d'énergie hydroélectrique
En fait, l'hydroélectricité est le processus de conversion de l'énergie potentielle de l'eau en énergie mécanique, puis de cette énergie mécanique en énergie électrique. En général, il s'agit d'utiliser l'eau courante d'une rivière pour faire tourner un moteur afin de produire de l'électricité. L'énergie contenue dans une rivière ou une partie de son bassin dépend du volume d'eau et de sa hauteur.
Le débit du fleuve n'est contrôlé par aucune entité juridique, et la baisse du débit est acceptable. Par conséquent, lors de la construction de centrales hydroélectriques, la construction de barrages et la dérivation peuvent être choisies pour concentrer la baisse du débit et améliorer ainsi le taux d'utilisation des ressources en eau.
Le barrage consiste à construire un barrage dans un tronçon présentant une forte dénivellation, à établir un réservoir pour stocker l'eau et à élever le niveau de l'eau, comme la centrale hydroélectrique des Trois Gorges ; la dérivation fait référence à la dérivation de l'eau du réservoir en amont vers l'aval à travers le canal de dérivation, comme la centrale hydroélectrique de Jinping II.
02 caractéristiques de l'hydroélectricité
Les avantages de l’hydroélectricité comprennent principalement la protection et la régénération de l’environnement, une efficacité et une flexibilité élevées, un faible coût de maintenance, etc.
La protection de l'environnement et les énergies renouvelables devraient être les principaux atouts de l'hydroélectricité. L'hydroélectricité utilise uniquement l'énergie de l'eau, ne consomme pas d'eau et ne pollue pas.
Le groupe électrogène à turbine hydraulique, principal équipement de production d'énergie hydroélectrique, est non seulement performant, mais aussi flexible au démarrage et à l'exploitation. Il peut démarrer rapidement à partir de l'état statique en quelques minutes et effectuer des montées et descentes de charge en quelques secondes. L'énergie hydraulique peut être utilisée pour l'écrêtement des pointes de puissance, la modulation de fréquence, la mise en veille et le secours en cas d'accident du système électrique.
La production d'énergie hydroélectrique ne consomme pas de carburant, ne nécessite pas un grand nombre de main-d'œuvre et d'installations investies dans l'extraction et le transport du carburant, dispose d'équipements simples, de peu d'opérateurs, de moins d'énergie auxiliaire, d'une longue durée de vie des équipements et de faibles coûts d'exploitation et de maintenance, de sorte que le coût de production d'énergie de la centrale hydroélectrique est faible, seulement 1/5-1/8 de celui de la centrale thermique, et le taux d'utilisation de l'énergie de la centrale hydroélectrique est élevé, jusqu'à plus de 85%. L'efficacité thermique des centrales électriques au charbon n'est que d'environ 40%.
Les inconvénients de l’hydroélectricité comprennent principalement la grande influence du climat, les limites des conditions géographiques, les investissements importants au début et les dommages causés à l’environnement écologique.
L'hydroélectricité est fortement influencée par les précipitations. La saison sèche ou la saison des pluies est un facteur de référence important pour l'approvisionnement en charbon des centrales thermiques. La production hydroélectrique est stable selon l'année et la province, mais elle varie selon le jour lorsqu'elle est détaillée au mois, au trimestre et à la région. Elle ne peut pas fournir une énergie stable et fiable comme l'énergie thermique.
Il existe de grandes différences entre le Sud et le Nord en termes de saison des pluies et de saison sèche. Cependant, selon les statistiques mensuelles de production hydroélectrique de 2013 à 2021, la saison des pluies s'étend globalement de juin à octobre en Chine et la saison sèche de décembre à février. L'écart de production entre les deux peut être plus que doublé. Parallèlement, on constate que, compte tenu de l'augmentation de la capacité installée, la production d'électricité de janvier à mars de cette année est nettement inférieure à celle des années précédentes, et même équivalente à celle de 2015 en mars. Cela suffit à illustrer l'« instabilité » de l'hydroélectricité.
Production hydroélectrique mensuelle de 2013 à 2021 (100 millions de kWh)
Limitées par des conditions objectives, les centrales hydroélectriques ne peuvent être construites là où il y a de l'eau. La géologie, la pente, la vitesse du courant, la relocalisation des habitants et même la division administrative sont autant de facteurs qui limitent la construction d'une centrale hydroélectrique. Par exemple, le projet de conservation des eaux des gorges de Heishan, évoqué à l'Assemblée populaire nationale en 1956, n'a pas été adopté en raison d'une mauvaise coordination des intérêts entre le Gansu et le Ningxia. Jusqu'à cette année, il est réapparu dans les propositions des deux sessions, mais la date de début des travaux reste inconnue.
L'énergie hydroélectrique nécessite des investissements considérables. Les travaux de terrassement, de roche et de béton nécessaires à la construction des centrales hydroélectriques sont colossaux, et les frais de réinstallation sont considérables. De plus, l'investissement initial se traduit non seulement en capital, mais aussi en temps. En raison des besoins de réinstallation et de la coordination des différents services, le cycle de construction de nombreuses centrales hydroélectriques sera considérablement retardé par rapport aux prévisions.
Prenons l'exemple de la centrale hydroélectrique de Baihetan, en cours de construction. Le projet a été lancé en 1958 et inclus dans le « troisième plan quinquennal » de 1965. Cependant, après plusieurs péripéties, il n'a officiellement démarré qu'en août 2011. À ce jour, la centrale hydroélectrique de Baihetan n'est pas achevée. Hors planification préliminaire, le cycle de construction proprement dit durera au moins dix ans.
Les grands réservoirs provoquent des inondations à grande échelle dans la partie supérieure du barrage, endommageant parfois les plaines, les vallées fluviales, les forêts et les prairies. Parallèlement, ces inondations affectent également l'écosystème aquatique environnant la centrale. Elles ont un impact considérable sur les poissons, les oiseaux aquatiques et d'autres animaux.
03 Situation actuelle du développement hydroélectrique en Chine
Ces dernières années, la production hydroélectrique a maintenu sa croissance, mais le taux de croissance au cours des cinq dernières années est faible
En 2020, la capacité de production hydroélectrique atteindra 1 355,21 milliards de kWh, soit une augmentation de 3,9 % en glissement annuel. Cependant, au cours du 13e Plan quinquennal, l'énergie éolienne et l'optoélectronique ont connu un développement rapide, dépassant les objectifs de planification, tandis que l'hydroélectricité n'a atteint qu'environ la moitié de ces objectifs. Au cours des 20 dernières années, la part de l'hydroélectricité dans la production totale d'électricité est restée relativement stable, se maintenant entre 14 et 19 %.
D'après le taux de croissance de la production d'électricité en Chine, on peut constater que le taux de croissance de l'hydroélectricité a ralenti au cours des cinq dernières années, se maintenant essentiellement à environ 5 %.
Je pense que les raisons de ce ralentissement sont, d'une part, la fermeture des petites centrales hydroélectriques, clairement mentionnée dans le 13e plan quinquennal de protection et de restauration de l'environnement. Rien que dans la province du Sichuan, 4 705 petites centrales hydroélectriques doivent être remises en état et fermées ;
D'autre part, la Chine manque de ressources pour le développement de grandes centrales hydroélectriques. Elle a construit de nombreuses centrales hydroélectriques, telles que celles des Trois Gorges, de Gezhouba, de Wudongde, de Xiangjiaba et de Baihetan. Les ressources nécessaires à la reconstruction de grandes centrales hydroélectriques pourraient se limiter au « grand coude » du fleuve Yarlung Zangbo. Cependant, la situation dans la région, compte tenu de sa structure géologique, du contrôle environnemental des réserves naturelles et des relations avec les pays voisins, a rendu la situation difficile jusqu'à présent.
Parallèlement, le taux de croissance de la production d'électricité au cours des vingt dernières années montre que la croissance de l'énergie thermique est globalement synchronisée avec celle de la production totale, tandis que celle de l'hydroélectricité est indépendante de celle de la production totale, affichant une croissance annuelle. Bien que la forte proportion d'énergie thermique ait des raisons d'être, elle reflète aussi, dans une certaine mesure, l'instabilité de l'hydroélectricité.
Croissance de la production d'électricité
En termes de proportion de la production d'électricité, nous pouvons également constater que même si l'industrie hydroélectrique s'est développée rapidement au cours des 20 dernières années et que la production hydroélectrique en 2020 est cinq fois supérieure à celle de 2001, la proportion dans la production totale d'électricité n'a pas changé de manière significative.
Dans le processus de diminution de la part de l'énergie thermique, l'hydroélectricité n'a pas joué un rôle majeur. Malgré son développement rapide, elle ne parvient à maintenir sa part dans la production totale d'électricité que dans un contexte de forte augmentation de la production nationale. Cette diminution est principalement due au développement d'autres sources d'énergie propres, telles que l'éolien, le photovoltaïque, le gaz naturel et le nucléaire.
Concentration excessive des ressources hydroélectriques
La production hydroélectrique totale des provinces du Sichuan et du Yunnan représente près de la moitié de la production nationale. Il en résulte que les zones riches en ressources hydroélectriques risquent de ne pas pouvoir absorber la production hydroélectrique locale, ce qui entraîne un gaspillage d'énergie. Les deux tiers des eaux usées et de l'électricité des principaux bassins fluviaux chinois proviennent de la province du Sichuan, soit jusqu'à 20,2 milliards de kWh, et plus de la moitié de l'électricité perdue dans la province du Sichuan provient du cours principal du fleuve Dadu.
L'hydroélectricité chinoise a connu un développement rapide à l'échelle mondiale au cours des dix dernières années. La Chine a quasiment tiré la croissance de l'hydroélectricité mondiale. Près de 80 % de la croissance de la consommation mondiale d'hydroélectricité provient de Chine, et sa consommation représente plus de 30 % de la consommation mondiale d'hydroélectricité.
Cependant, la part de cette énorme consommation d'hydroélectricité dans la consommation totale d'énergie primaire de la Chine n'est que légèrement supérieure à la moyenne mondiale, soit moins de 8 % en 2019. Même sans comparaison avec des pays développés comme le Canada et la Norvège, la part de la consommation d'hydroélectricité est bien inférieure à celle du Brésil, un pays en développement. La Chine dispose de 680 millions de kilowatts de ressources hydroélectriques, se classant au premier rang mondial. D'ici 2020, la capacité installée d'hydroélectricité sera de 370 millions de kilowatts. De ce point de vue, le secteur hydroélectrique chinois a encore une grande marge de développement.
04 Tendances futures du développement de l'hydroélectricité en Chine
L’hydroélectricité va accélérer sa croissance dans les prochaines années et continuera d’augmenter sa part dans la production totale d’électricité.
D'une part, au cours du 14e Plan quinquennal, plus de 50 millions de kilowatts d'hydroélectricité pourraient être mis en service en Chine, notamment les centrales hydroélectriques de Wudongde et de Baihetan du groupe des Trois Gorges et la centrale hydroélectrique du cours moyen du fleuve Yalong. De plus, le projet de développement hydroélectrique du cours inférieur du fleuve Yarlung Zangbo a été inclus dans le 14e Plan quinquennal, avec 70 millions de kilowatts de ressources techniquement exploitables, ce qui équivaut à plus de trois centrales hydroélectriques des Trois Gorges. Cela signifie que l'hydroélectricité connaîtra à nouveau un grand développement ;
D'autre part, la réduction de l'importance de l'énergie thermique est évidemment prévisible. Que ce soit du point de vue de la protection de l'environnement, de la sécurité énergétique ou du développement technologique, l'importance de l'énergie thermique dans le secteur énergétique continuera de diminuer.
Au cours des prochaines années, le développement de l'hydroélectricité ne pourra toujours pas rivaliser avec celui des nouvelles énergies. Même en termes de part de production totale d'électricité, elle pourrait figurer parmi les derniers venus dans le domaine des nouvelles énergies. Si ce délai se prolonge, on peut affirmer qu'elle sera dépassée par les nouvelles énergies.
Liu Shiyu, directeur du département de planification de l'Institut de planification de l'énergie électrique générale, prédit que pendant la période du 14e Plan quinquennal, la capacité installée de nouvelles énergies en Chine dépassera 800 millions de kW, soit 29 % ; la production annuelle d'électricité atteindra 1,5 trillion de kWh, dépassant l'hydroélectricité.
Date de publication : 14 janvier 2022
