III. Prélèvement électrique
III.4 Capacité installée en énergie éolienne offshore et onshore
66. La puissance installée totale d'éoliennes offshore a augmenté de 6 MW en 2015, pour atteindre un total de 713,1 MW. Cette hausse résulte de la mise en service par BELWIND en août 2015 de la turbine de test Haliade 150 – 6 MW (ex ALSTOM, désormais GENERAL ELECTRIC).
Le Tableau 12 ci-dessous dresse un aperçu de la puissance nominale des parcs éoliens offshore dont le financial close a été conclu avant la fin 2015. Par arrêté ministériel du 11 septembre 2015 (MB du 23 septembre 2015), Belwind nv a cédé partiellement à Nobelwind nv sa concession domaniale.
Tableau 12: Aperçu de la puissance nominale des parcs
éoliens offshore existants et en construction en 2015 Source : CREG
La puissance installée totale des éoliennes onshore raccordées au réseau Elia47 était de 20,6 MW en janvier 2007 pour atteindre 153,5 MW fin 2014. Depuis, il n’y a plus eu de nouvelle puissance installée.
67. La Figure 27 illustre l’évolution mensuelle de la capacité installée des parcs éoliens onshore à partir de janvier 2007 et offshore à partir du mois d’avril 2009.
68. En 2015, tous les parcs éoliens offshore ont injecté ensemble 2.533 GWh dans le réseau de transport. La production nette d'électricité (avant transformation) de toutes les éoliennes offshore certifiées s'élevait à 2.612 GWh pour l'année 2015, ce qui représente une augmentation de près de 18% par rapport à la production nette en 2014 (2.221 GWh).
47 Pour les seules unités de production pour lesquelles un contrat CIPU a été conclu avec Elia.
Nom du parc
(MW) début 2015 fin 2015 total
Belwind 165 171 171
Nobelwind 0 0 165
C-Power 326 326 326
Northwind 216 216 216
Total 707 713,1 878
Capacité
Figure 27: Evolution de la capacité installée en énergie éolienne offshore et onshore raccordée au réseau Elia entre 2007 et 2015
Source : CREG
La production d’énergie éolienne a débuté par l’onshore. Ce n’est qu’en 2009, que les premières éoliennes offshore ont produit de l’énergie électrique. Depuis, la progression de la puissance installée a été significative comme le confirme le graphique ci-dessus toutefois l’année 2015 n’a pas confirmé cette tendance.
En 2015, tous les parcs éoliens offshore ont injecté ensemble 2,5 TWh dans le réseau de transport, en hausse de 17,5% par rapport à 2013. Si la production onshore raccordée au réseau Elia est additionnée à la production offshore, la production éolienne en 2015 s’élève à 2,9 TWh en hausse de 17,2% par rapport à 2014. La Figure 28 reprend la production mensuelle nette d'électricité des éoliennes onshore et offshore raccordées au réseau Elia entre 2007 et 2015.
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900
MW
C-Power (offshore) Belwind (offshore) Northwind (offshore) Onshore Installed Offshore Capacity
Figure 28: Production nette d'électricité des éoliennes onshore et offshore raccordées au réseau Elia entre 2007 et 2015
Source : CREG
69. Depuis le mois de février 2012, Elia communique des données quart horaire permettant d’offrir une image plus exacte de la production éolienne belge en cumulant, d’une part, les unités pour lesquelles des mesures sont disponibles et d’autre part, celles pour lesquelles le GRT estime la production à défaut de disposer de relevés48 périodiques. La capacité éolienne installée en Belgique, pour laquelle Elia présente des prévisions et des mesures, s’élève à 1.961 MW (monitored capacity) à la fin de l’année 2015.
70. Les Figure 29 et Figure 30 résument l’évolution de la production éolienne ces quatre dernières années. La production nette d’électricité générée en 2015 par les éoliennes s’élève à 5,0 TWh49 en hausse de 16,8% par rapport à l’année précédente. Cette hausse est tirée vers le haut tant par la production offshore en hausse de 18,5% que la production onshore qui augmente de 15,0% sur la même période. La production offshore (51,2%) dépasse la production onshore (48,8%) estimée par Elia. En 2015, la production horaire moyenne, sur base mensuelle, cumulée de l’éolien onshore et offshore varie entre 289 MWh (octobre) et 1.009 MWh (décembre). La production moyenne, également en hausse, atteint 573 MWh en 2015, soit une hausse de 17,3% par rapport à 2014.
48 http://www.elia.be/fr/grid-data/production/production-eolienne
49 La production raccordée au réseau Elia s’élève à 2,9 TWh.
0
Figure 29: Puissance moyenne (MW, échelle de gauche) et production annuelle nette d'électricité des éoliennes onshore et offshore de l’ensemble des parcs belges de février 2012 à 2015 (TWh, échelle de droite) Sources : Elia et CREG
Figure 30: Production horaire moyenne nette d'électricité des éoliennes onshore et offshore durant les mois de février 2012 à décembre 2015 (MWh)
Sources : Elia, CREG
onshore (TWh) offshore (TWh) Puissance moyenne (MW) Production totale
MW TWh
71. Ces évolutions sont également la résultante de conditions météorologiques. Si la production éolienne offshore a augmenté de 18,5% entre 2014 et 2015, la capacité installée n’a, quant à elle, augmenté que de 0,8%.
Le facteur de charge50 annuel moyen des éoliennes offshore est passé de 37% en 2014 à 41%
en 2015. Le facteur de charge mensuel moyen offshore a connu d’importantes variations en 2015 ; il est passé entre un minimum de 23% (octobre) et un maximum de 70% (décembre).
En comparant les années 2014 et 2015, le facteur de charge mensuel moyen de l’année 2015 a été supérieur à celui de l’année 2014 pendant 8 mois sur 12.
Le facteur de charge varie également entre parcs éoliens (39% pour C-POWER, 42 % pour BELWIND sans la turbine éolienne Haliade et 46% pour NORTHWIND).
Depuis la construction des parcs offshore en Belgique, le facteur de charge onshore moyen a toujours été moindre que celui de l’offshore. Cet écart suivant les mois de l’année 2015 varie entre 10% (avril) et 27% (décembre).
72. Les prévisions de production des éoliennes offshore par rapport à la production effective d’énergie électrique ont été meilleures en 2015 qu’en 2014 comme l’illustre la Figure 31. L’écart entre la prévision et la production a varié en 2015 entre -6,5% (avril) et +6,1%
(juillet) alors qu’en 2014, cet écart a évolué entre -27,7% (juillet) et +4,9% (avril).
Par contre, la qualité des prévisions pour les éoliennes onshore a été moindre pour celles raccordées aux réseaux des GRD.
50 Le load factor correspond au ratio entre la production horaire moyenne et la capacité installée.
Figure 31: Ecarts mensuels moyens entre les productions réelles et les prévisions moyennes d'électricité des éoliennes onshore et offshore entre les mois de février 2012 et décembre 2015 (%)
Sources : Elia, CREG
73. La Figure 32 illustre les monotones de charge du réseau dans la zone de réglage Elia pour les années 201251 à 2015 incluse. De cette charge est déduite l'injection de l'énergie éolienne des réseaux de distribution (lignes continues), d'une part, et l'injection de l'énergie éolienne du réseau de transport, d'autre part (lignes pointillées). La différence entre les lignes continues et pointillées représente l'injection d'énergie éolienne sur la charge du réseau.
74. Il ressort de la Figure 29 que l'énergie produite par l'éolien entre 2012 et 2015 a sensiblement augmenté. Cet accroissement n'a toutefois que peu d’impact sur la capacité de pointe nécessaire pour répondre aux moments où la charge du réseau est la plus élevée ; en effet en 2015, la charge de pointe, éolien inclus, s'élève à 12.349 MW, contre une charge de pointe, hors éolien, de 12.642 MW (Figure 32). La monotone de charge pour 2015 éolien inclus (ligne pointillée rouge) indique que, pour les 100 heures de pointe les plus élevées, 892 MW de capacité de pointe sont nécessaires pendant 31,5 heures en moyenne par année. Hors éolien (ligne continue rouge), la capacité nécessaire se contracte à 743 MW pendant 26,9 heures en moyenne. Plus la capacité éolienne installée est importante, plus les valeurs susmentionnées divergent, comme l’illustre la Figure 33 jusqu’en 2014 inclus.
51 Les données relatives à l'énergie éolienne produite ne sont disponibles que depuis le 1er février 2012.
La figure reprenant les données de 2012 n'est donc pas complète.
4,9%
Ecart entre production et prévision offshore ELIA Ecart entre production et prévision onshore GRD
Ecart entre production et prévision onshore Elia
75. Comme mentionné ci-dessus, la capacité éolienne installée a légèrement augmenté en 2015 (+0,8 % par rapport à 2014). L’injection accrue d’énergie éolienne en 2015 par rapport à 2014 (à capacité installée identique) laisse donc supposer que les conditions météorologiques sont à l’origine de l’augmentation de l’injection d’énergie éolienne. C’était toutefois moins le cas pendant les heures de pic de 2015 (les 100 premières heures des monotones) que pendant les heures de pic de 2014, ce qui a fait augmenter le taux d’utilisation des centrales de pointe, vent inclus, en 2015 par rapport à 2014.
76. En conclusion, l’augmentation de capacité de production éolienne exige une capacité de pointe supérieure, pour un taux d'utilisation moindre. Cette particularité est, d’un côté, néfaste pour la rentabilité des centrales de production mais, d’un autre côté, elle est positive pour le développement de la demand response. Cette situation s’est inversée en 2015, en raison d’une moindre injection d’énergie éolienne durant les premières heures de pic, mais d’une baisse de l’injection si le total de 100 heures est considéré.
Figure 32: Monotones de charge du réseau pour les 100 heures de pointe les plus élevées de la zone de réglage Elia, énergie éolienne incluse (lignes pointillées) et hors énergie éolienne (ligne continue) pour les années 2012 (jaune), 2013 (vert), 2014 (bleu) et 2015 (rouge).
Source: CREG
11.000 11.500 12.000 12.500 13.000 13.500 14.000
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 57 59 61 63 65 67 69 71 73 75 77 79 81 83 85 87 89 91 93 95 97 99
Grid load + DSO wind 2012 Grid load + DSO wind 2013 Grid load + DSO wind 2014 Grid load + DSO wind 2015 Grid load - TSO wind 2013 Grid load - TSO wind 2014 Grid load - TSO wind 2015 Grid load - TSO wind 2012 MW
743
892
Figure 33: Capacité de production nécessaire (axe de gauche) pendant les 100 heures de pointe les plus élevées de l’année et taux d'utilisation moyen de la capacité de production (axe de droite), hors énergie éolienne (bleu) et énergie éolienne incluse (gris) pour les années 2012 – 2015
Source: CREG