Les rivières s'écoulent sur des milliers de kilomètres et recèlent une énergie considérable. La valorisation et l'utilisation de cette énergie hydraulique naturelle pour produire de l'électricité sont appelées énergie hydroélectrique. Les deux éléments fondamentaux qui constituent l'énergie hydraulique sont le débit et la chute de chute. Le débit est déterminé par la rivière elle-même, et le rendement énergétique d'une exploitation directe de l'eau serait très faible, car il est impossible d'équiper toute la rivière de turbines hydrauliques.
L'exploitation hydraulique repose principalement sur l'énergie potentielle, et son utilisation implique nécessairement une chute de pression. Or, la chute naturelle du courant d'une rivière se forme généralement progressivement et, sur une distance relativement courte, elle est assez faible. Des mesures d'aménagement appropriées doivent donc être mises en œuvre pour augmenter artificiellement cette chute, c'est-à-dire concentrer les pertes de charge naturelles dispersées afin de créer une hauteur d'eau exploitable.
Avantages de l'énergie hydroélectrique
1. Régénération de l'énergie hydraulique
L'énergie hydraulique provient des eaux de ruissellement naturelles, principalement issues de la circulation du gaz naturel et de l'eau. Cette circulation permet le recyclage et la réutilisation de l'énergie hydraulique, d'où son appellation d'« énergie renouvelable ». L'énergie renouvelable occupe une place unique dans le secteur énergétique.
2. Les ressources en eau peuvent être utilisées de manière exhaustive
L'énergie hydroélectrique exploite uniquement l'énergie du courant et ne consomme pas d'eau. Par conséquent, les ressources en eau peuvent être utilisées de manière optimale et, outre la production d'électricité, elles peuvent simultanément bénéficier de la protection contre les inondations, de l'irrigation, de la navigation, de l'approvisionnement en eau, de l'aquaculture, du tourisme et d'autres applications, permettant ainsi un développement multidimensionnel.
3. Régulation de l'énergie hydraulique
L'énergie électrique ne peut être stockée, sa production et sa consommation étant simultanées. L'énergie hydraulique, quant à elle, peut être stockée dans des réservoirs, dont la capacité est ajustée aux besoins du réseau électrique. Ces réservoirs servent de capacités de stockage d'énergie pour le réseau. Leur gestion permet une meilleure régulation de la charge, améliorant ainsi la fiabilité et la flexibilité de l'approvisionnement en électricité.
4. Réversibilité de la production hydroélectrique
Une turbine hydraulique, qui dirige l'eau d'un point élevé vers un point bas, peut produire de l'électricité et convertir l'énergie hydraulique en énergie électrique. L'eau située en aval est pompée vers des réservoirs situés en amont pour y être stockée, convertissant ainsi l'énergie électrique en énergie hydraulique. L'utilisation de la réversibilité de la production hydroélectrique pour la construction de centrales de pompage-turbinage joue un rôle essentiel dans l'amélioration de la capacité de régulation du réseau électrique.
5. Flexibilité du fonctionnement unitaire
Les centrales hydroélectriques sont dotées d'équipements simples, d'un fonctionnement flexible et fiable, et permettent une modulation aisée de la charge. Leur mise en marche et leur arrêt sont rapides et adaptés aux besoins des utilisateurs, et leur automatisation est simple. Elles sont particulièrement adaptées à l'écrêtement des pointes de consommation et à la modulation de fréquence du réseau électrique, et peuvent également servir de source d'énergie de secours, d'outil de régulation de charge, etc. Elles contribuent à améliorer la fiabilité du réseau électrique et offrent des avantages dynamiques remarquables. Les centrales hydroélectriques jouent un rôle essentiel dans la gestion des variations de charge du réseau électrique.
6. Faible coût et rendement élevé de la production hydroélectrique
L'énergie hydroélectrique ne consomme pas de combustible et ne nécessite pas d'importantes ressources humaines ni d'infrastructures pour son exploitation et son transport. Son équipement est simple, requiert moins d'opérateurs, consomme moins d'énergie auxiliaire, a une longue durée de vie et ses coûts d'exploitation et de maintenance sont faibles. Par conséquent, le coût de production de l'électricité des centrales hydroélectriques est bas, seulement 5 à 8 fois inférieur à celui des centrales thermiques. De plus, le rendement énergétique des centrales hydroélectriques est élevé, dépassant les 85 %, contre environ 40 % pour les centrales thermiques.
7. Cela contribue à améliorer l'environnement écologique.
La production d'énergie hydroélectrique ne pollue pas l'environnement. La vaste superficie du réservoir régule le microclimat régional et la répartition spatio-temporelle du débit d'eau, contribuant ainsi à l'amélioration de l'environnement écologique des zones environnantes. En revanche, les centrales thermiques au charbon émettent environ 30 kg de SO₂ et plus de 30 kg de particules fines par tonne de charbon brut. Selon les statistiques de 50 centrales thermiques au charbon de grande et moyenne taille à l'échelle nationale, 90 % d'entre elles émettent du SO₂ à une concentration supérieure à 860 mg/m³, ce qui représente une pollution très grave. Dans un monde où les questions environnementales sont de plus en plus préoccupantes, accélérer la construction de centrales hydroélectriques et accroître la part de l'hydroélectricité dans le mix énergétique chinois revêtent une importance capitale pour la réduction de la pollution.
Inconvénients de l'énergie hydroélectrique
L'investissement initial est considérable – d'importants travaux de terrassement et de bétonnage sont nécessaires à la construction des centrales hydroélectriques ; de plus, il engendre des pertes considérables dues aux inondations et nécessite le paiement de coûts de relogement importants ; la durée de construction est également plus longue que celle des centrales thermiques, ce qui impacte la rentabilité des fonds alloués. Même si une partie de l'investissement dans les projets d'infrastructure hydraulique est partagée entre différents organismes bénéficiaires, l'investissement par kilowatt d'hydroélectricité reste bien supérieur à celui des centrales thermiques. Cependant, les économies réalisées sur les dépenses d'exploitation annuelles seront progressivement compensées. La durée maximale de compensation autorisée dépend du niveau de développement du pays et de sa politique énergétique. Si cette durée est inférieure à la valeur autorisée, il est jugé raisonnable d'augmenter la capacité installée de la centrale hydroélectrique.
Risque de rupture – Les barrages peuvent retenir d'importantes quantités d'eau en raison d'inondations, de catastrophes naturelles, de dommages causés par l'homme ou de problèmes de construction, ce qui peut avoir des conséquences catastrophiques pour les zones et les infrastructures situées en aval. De telles ruptures peuvent affecter l'approvisionnement en électricité, la faune et la flore, et entraîner des pertes humaines et matérielles considérables.
Dommages aux écosystèmes – Les grands réservoirs provoquent d'importantes inondations en amont des barrages, détruisant parfois les plaines, les forêts de vallée et les prairies. Ils affectent également l'écosystème aquatique environnant et ont un impact significatif sur les poissons, les oiseaux d'eau et les autres animaux.
Date de publication : 3 avril 2023
