Cela fait 111 ans que la Chine a commencé la construction de la centrale hydroélectrique de Shilongba, la première en 1910. En plus de 100 ans, passant d'une puissance installée de seulement 480 kW à 370 millions de kW, la première centrale hydroélectrique au monde, le secteur chinois de l'eau et de l'électricité a accompli des progrès remarquables. Nous sommes dans l'industrie du charbon, et nous entendons parler de l'hydroélectricité, mais nous en savons peu sur ce secteur.
01 principe de production d'énergie hydroélectrique
L'hydroélectricité est en réalité 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 niveau d'eau est acceptable. Par conséquent, lors de la construction d'une centrale hydroélectrique, il est possible de construire un barrage et de détourner l'eau pour concentrer la baisse du niveau d'eau, afin d'améliorer le taux d'utilisation des ressources en eau.
Le barrage consiste à construire un barrage dans une section de rivière avec une grande chute, 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 les opérations d'augmentation et de diminution 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 combustible, nécessite peu de main-d'œuvre et d'investissements importants dans l'extraction et le transport du combustible, dispose d'équipements simples, d'opérateurs peu nombreux, d'une énergie auxiliaire réduite, d'une longue durée de vie et de faibles coûts d'exploitation et de maintenance. Par conséquent, le coût de production d'électricité d'une centrale hydroélectrique est faible, ne représentant que 1/5 à 1/8 de celui d'une centrale thermique, et son taux d'utilisation énergétique est élevé, dépassant 85 %, tandis que le rendement énergétique d'une centrale thermique au charbon n'est que d'environ 40 %.
Les inconvénients de l’hydroélectricité sont principalement le fait qu’elle est fortement influencée par le climat, limitée par les conditions géographiques, qu’elle nécessite des investissements importants au début et qu’elle nuit 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 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 mettre en évidence l'« instabilité » de l'hydroélectricité.
Limité par des conditions objectives. Les centrales hydroélectriques ne peuvent être construites là où il y a de l'eau. La construction d'une centrale hydroélectrique est limitée par la géologie, la dénivellation, le débit, la relocalisation des habitants et même la division administrative. 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. Tant qu'il n'apparaîtra pas à nouveau dans les propositions des deux sessions de cette année, 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 coûts 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 conception préliminaire et planification, 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 s'élevait à 1 355,21 milliards de kWh, soit une augmentation de 3,9 % par rapport à l'année précédente. Cependant, au cours du 13e Plan quinquennal, l'énergie éolienne et l'optoélectronique ont connu un développement rapide, dépassant les objectifs fixés, 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, les ressources chinoises pour le développement de grandes centrales hydroélectriques sont insuffisantes. La Chine 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, compte tenu des contraintes géologiques, du contrôle environnemental des réserves naturelles et des relations avec les pays voisins, la situation a été difficile à résoudre 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.
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 être en mesure d'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, tandis que 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 par ses propres moyens. 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, qui est également 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 dans les centrales hydroélectriques de Wudongde et de Baihetan du groupe des Trois Gorges et sur le cours moyen de la rivière Yalong. De plus, le projet de développement hydroélectrique du cours inférieur de la rivière Yarlung Zangbo a été inclus dans le 14e Plan quinquennal, avec 70 millions de kilowatts de ressources techniquement exploitables, soit l'équivalent de plus de trois centrales hydroélectriques des Trois Gorges, ce qui signifie que l'hydroélectricité a de nouveau connu un développement important.
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 reste encore loin d'être comparable à celui des nouvelles énergies. Même en termes de part de production totale d'électricité, elle pourrait être dépassée par les nouveaux venus. Si ce délai se prolonge, on peut affirmer qu'elle sera dépassée par les nouvelles énergies.
Date de publication : 12 avril 2022
