Cela fait 111 ans que la Chine a entamé la construction de la centrale hydroélectrique de Shilongba, la première du genre, en 1910. En plus d'un siècle, la capacité installée de Shilongba, initialement de seulement 480 kW, a atteint 370 millions de kW, la plaçant aujourd'hui au premier rang mondial. L'industrie chinoise de l'eau et de l'électricité a ainsi réalisé des progrès remarquables. Nous sommes plutôt du secteur du charbon et, bien que nous entendions parler d'hydroélectricité de temps à autre, nous connaissons mal ce secteur.
01 Principe de production d'énergie hydroélectrique
L'hydroélectricité consiste à convertir l'énergie potentielle de l'eau en énergie mécanique, puis cette énergie mécanique en énergie électrique. De manière générale, elle utilise le courant d'une rivière pour actionner une machine et produire de l'électricité. L'énergie contenue dans une rivière ou une partie de son bassin dépend du volume d'eau et de la hauteur de chute.
Le débit de la rivière n'est contrôlé par aucune autorité légale, et cette baisse est normale. Par conséquent, lors de la construction d'une centrale hydroélectrique, il est possible de construire un barrage et de détourner l'eau afin de concentrer cette baisse et ainsi améliorer l'utilisation des ressources en eau.
La construction d'un barrage consiste à bâtir un barrage sur une portion de rivière présentant une forte dénivellation, à créer un réservoir pour stocker l'eau et à en élever le niveau, comme à la centrale hydroélectrique des Trois Gorges ; la dérivation désigne le détournement de l'eau du réservoir en amont vers l'aval par un canal de dérivation, comme à la centrale hydroélectrique de Jinping II.
02 caractéristiques de l'énergie hydroélectrique
Les avantages de l'énergie hydroélectrique comprennent principalement la protection et la régénération de l'environnement, un rendement et une flexibilité élevés, des coûts d'entretien réduits, etc.
La protection de l'environnement et le caractère renouvelable devraient constituer le principal avantage de l'hydroélectricité. L'hydroélectricité utilise uniquement l'énergie de l'eau, ne consomme pas d'eau et ne provoque aucune pollution.
Le groupe turboalternateur, principal équipement de production d'énergie hydroélectrique, est non seulement performant, mais aussi flexible au démarrage et en fonctionnement. Il peut démarrer rapidement à partir de l'arrêt en quelques minutes et moduler la charge en quelques secondes. L'énergie hydroélectrique peut être utilisée pour l'écrêtement des pointes de consommation, la modulation de fréquence, la mise en réserve de charge et la gestion des incidents du réseau électrique.
La production d'énergie hydroélectrique ne consomme pas de combustible, ne nécessite pas d'importantes ressources humaines ni d'investissements considérables dans l'extraction et le transport du combustible, et repose sur un équipement simple, un nombre réduit d'opérateurs, une faible consommation d'énergie auxiliaire, une longue durée de vie des équipements et de faibles coûts d'exploitation et de maintenance. Par conséquent, le coût de production d'électricité d'une centrale hydroélectrique est faible, seulement 5 à 8 fois inférieur à celui d'une centrale thermique, et son rendement énergétique est élevé, pouvant dépasser 85 %, tandis que le rendement énergétique d'une centrale thermique au charbon n'est que d'environ 40 %.
Les principaux inconvénients de l'énergie hydroélectrique sont sa forte dépendance au climat, ses limites géographiques, les investissements importants qu'elle nécessite en phase de démarrage et les dommages causés à l'environnement.
La production hydroélectrique est fortement tributaire des précipitations. Le choix entre la saison sèche et la saison des pluies est un facteur déterminant pour l'approvisionnement en charbon des centrales thermiques. Si la production hydroélectrique est stable d'une année à l'autre et d'une province à l'autre, elle varie considérablement selon le jour de la semaine, le mois, le trimestre et la région. Elle ne peut donc pas fournir une énergie aussi stable et fiable que les centrales thermiques.
Il existe de grandes différences entre le sud et le nord du pays durant la saison des pluies et la saison sèche. Cependant, selon les statistiques de production hydroélectrique mensuelle de 2013 à 2021, la saison des pluies en Chine s'étend globalement de juin à octobre, et la saison sèche de décembre à février. L'écart entre les deux peut être plus du double. Par ailleurs, malgré l'augmentation des capacités installées, la production d'électricité de janvier à mars de cette année est nettement inférieure à celle des années précédentes, et la production de mars est même équivalente à celle de 2015. Ceci illustre bien l'instabilité de l'hydroélectricité.
La construction d'une centrale hydroélectrique est soumise à des contraintes objectives. On ne peut pas construire de centrale hydroélectrique partout où il y a de l'eau. Elle est limitée par la géologie, la dénivellation, le débit, le relogement des populations et même les divisions administratives. Par exemple, le projet d'aménagement hydraulique des gorges de Heishan, évoqué lors de l'Assemblée nationale populaire de 1956, n'a pas été adopté faute de coordination des intérêts entre le Gansu et le Ningxia. Bien qu'il soit réexaminé lors des deux sessions de cette année, la date de début des travaux reste inconnue.
L'investissement nécessaire à la production d'énergie hydroélectrique est considérable. Les travaux de terrassement et de bétonnage pour la construction des centrales sont colossaux, et d'importants coûts de relogement doivent être pris en charge. De plus, cet investissement initial se traduit non seulement par un gain financier, mais aussi par un retard dans le temps. En raison des besoins de relogement et de la coordination entre les différents services, le cycle de construction de nombreuses centrales hydroélectriques sera bien plus long que prévu.
Prenons l'exemple de la centrale hydroélectrique de Baihetan, dont la construction a débuté en 1958 et a été intégrée au troisième plan quinquennal en 1965. Cependant, après plusieurs rebondissements, les travaux n'ont officiellement commencé qu'en août 2011. À ce jour, la centrale de Baihetan n'est toujours pas achevée. Sans compter les études préliminaires et la planification, la construction proprement dite prendra au moins dix ans.
Les grands réservoirs provoquent des inondations importantes en amont du barrage, endommageant parfois les plaines alluviales, les vallées fluviales, les forêts et les prairies. Ils affectent également l'écosystème aquatique environnant et ont un impact considérable sur les poissons, les oiseaux d'eau et les autres animaux.
03 Situation actuelle du développement de l'hydroélectricité en Chine
Ces dernières années, la production d'énergie hydroélectrique a maintenu sa croissance, mais le taux de croissance 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. Toutefois, durant la période 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 que 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 %.
Le taux de croissance de la production d'électricité en Chine montre que celui de l'hydroélectricité a ralenti ces cinq dernières années, se maintenant globalement autour de 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 visant à protéger et à restaurer l'environnement. Rien que dans la province du Sichuan, 4 705 petites centrales hydroélectriques doivent être remises en état et démantelées ;
En revanche, les ressources de la Chine pour le développement de grandes centrales hydroélectriques sont insuffisantes. La Chine a construit de nombreuses centrales, telles que celles des Trois Gorges, de Gezhouba, de Wudongde, de Xiangjiaba et de Baihetan. Les ressources nécessaires à la reconstruction de grandes centrales pourraient se limiter à la zone du « grand coude » du fleuve Yarlung Zangbo. Cependant, la complexité de cette région, liée à sa structure géologique, à la gestion environnementale des réserves naturelles et aux relations avec les pays voisins, a longtemps constitué un obstacle majeur à la résolution de ce problème.
Parallèlement, l'évolution de la production d'électricité au cours des 20 dernières années révèle que le taux de croissance de la production d'énergie thermique est globalement corrélé à celui de la production totale, tandis que celui de l'hydroélectricité est déconnecté de ce dernier, affichant une croissance bisannuelle. Si la part importante de l'énergie thermique s'explique, elle reflète également, dans une certaine mesure, l'instabilité de l'hydroélectricité.
Dans le processus de diminution de la part de l'énergie thermique, l'énergie hydroélectrique n'a pas joué un rôle majeur. Bien qu'elle se développe rapidement, elle ne peut maintenir sa part dans la production totale d'électricité que grâce à la forte augmentation de la production nationale. La réduction de la part de l'énergie thermique est principalement due à d'autres sources d'énergie propre, telles que l'énergie éolienne, le photovoltaïque, le gaz naturel, l'énergie nucléaire, etc.
Concentration excessive des ressources hydroélectriques
La production hydroélectrique totale des provinces du Sichuan et du Yunnan représente près de la moitié de la production hydroélectrique nationale. Or, des régions riches en ressources hydroélectriques risquent de ne pas pouvoir absorber la production locale, ce qui entraîne un gaspillage d'énergie. Les deux tiers des eaux usées et de l'électricité produite dans les principaux bassins fluviaux de Chine proviennent de la province du Sichuan, soit jusqu'à 20,2 milliards de kWh. Plus de la moitié de l'électricité gaspillée dans cette province provient du cours principal du fleuve Dadu.
À l'échelle mondiale, le secteur hydroélectrique chinois a connu un développement rapide ces dix dernières années. La Chine a quasiment à elle seule porté la croissance de la production hydroélectrique mondiale. Près de 80 % de la croissance de la consommation mondiale d'hydroélectricité provient de Chine, et la consommation chinoise représente plus de 30 % de la consommation mondiale.
Cependant, la part de cette importante consommation d'énergie hydroélectrique dans la consommation totale d'énergie primaire de la Chine est à peine supérieure à la moyenne mondiale, inférieure à 8 % en 2019. Même sans comparaison avec des pays développés comme le Canada et la Norvège, cette part est bien inférieure à celle du Brésil, pourtant également un pays en développement. La Chine dispose de 680 millions de kilowatts de ressources hydroélectriques, ce qui la place au premier rang mondial. D'ici 2020, sa capacité installée atteindra 370 millions de kilowatts. De ce point de vue, le secteur hydroélectrique chinois présente encore un fort potentiel de développement.
04 Tendances futures du développement de l'hydroélectricité en Chine
L'hydroélectricité va accélérer sa croissance dans les prochaines années et sa part dans la production totale d'électricité continuera d'augmenter.
D'une part, durant la période du 14e plan quinquennal, plus de 50 millions de kilowatts de puissance hydroélectrique pourront être mis en service en Chine, notamment les centrales hydroélectriques de Wudongde et de Baihetan (dans le complexe des Trois Gorges) et la centrale hydroélectrique du cours moyen du fleuve Yarlung Zangbo. De plus, le projet de développement hydroélectrique du cours inférieur du fleuve Yarlung Zangbo a été intégré à ce même plan quinquennal, avec des ressources techniquement exploitables de 70 millions de kilowatts, soit l'équivalent de plus de trois centrales des Trois Gorges. Cela signifie que l'hydroélectricité connaît un nouvel essor important.
En revanche, la réduction de la part des centrales thermiques est tout à fait prévisible. Que ce soit du point de vue de la protection de l'environnement, de la sécurité énergétique ou du développement technologique, l'importance des centrales thermiques dans le secteur de l'énergie continuera de diminuer.
Dans les prochaines années, le développement de l'hydroélectricité restera nettement inférieur à celui des énergies renouvelables. Même en termes de part dans la production totale d'électricité, elle pourrait être dépassée par ces dernières. Si ce délai se prolonge, on peut affirmer qu'elle sera finalement supplantée par l'hydroélectricité.
Date de publication : 12 avril 2022
