Des centrales électriques géantes dans le désert chinois

Des centrales électriques géantes en plein désert permettraient d'injecter de l'énergie propre et bon marché dans le cœur industriel de la Chine, améliorant ainsi le niveau de vie du pays et renforçant la compétitivité de la Chine dans les courses de haute technologie telles que l'intelligence artificielle (IA), selon des scientifiques chinois.

Photo 1 : La puissance des fermes solaires du désert chinois — Panneaux solaires de la base de nouvelles énergies du désert de Ningxia Tengger, l'une des bases d'énergies renouvelables du nord-ouest de la Chine. Photo : AFP

Source d'énergie propre et inépuisable provenant du désert

Le nord-ouest de la Chine comprend les trois provinces du Shaanxi, du Gansu et du Qinghai, ainsi que les deux régions autonomes du Ningxia et du Xinjiang. S'étendant sur plus de 3 millions de kilomètres carrés, cette région est plus vaste que l'Inde et a longtemps été considérée comme l'une des moins développées et des plus pauvres de Chine.

L'éloignement de l'océan et le terrain accidenté, caractérisé par de vastes déserts comme le Gobi et le Taklamakan, expliquent la faible densité de population de la région.

Pourtant, la région est riche en ressources naturelles, notamment en pétrole, en charbon et en énergie verte abondante, fournissant 60 % de l'énergie solaire et un tiers de l'énergie éolienne de la Chine.

D'après les estimations des scientifiques et ingénieurs à la pointe de la révolution énergétique, la capacité installée dans le nord-ouest de la Chine avoisine les 500 GW. Si l'on y ajoute celle de l'immense région du désert de Gobi, en Mongolie-Intérieure voisine, ce chiffre atteint 600 GW.

À titre de comparaison, l'ensemble des centrales électriques américaines auront produit environ 1 100 GW d'ici la fin de 2022, selon l'Agence américaine d'information sur l'énergie.

Fait remarquable, plus de la moitié de ces centrales électriques du nord-ouest de la Chine sont alimentées par des sources d'énergie renouvelables : l'énergie éolienne et solaire. Malgré l'imprévisibilité de ces énergies naturelles, ces centrales vertes affichent un taux d'utilisation moyen supérieur à 95 %.

Selon les scientifiques, aucun autre grand réseau électrique régional n'a intégré aussi harmonieusement une quantité aussi importante d'énergie renouvelable tout en maintenant des taux d'utilisation élevés tout au long de l'année.

Stratégie à long terme et potentielle

Dès les années 1980, le scientifique Qian Xuesen, cofondateur du Jet Propulsion Laboratory de la NASA et acteur majeur du programme spatial chinois, envisageait d'exploiter les vastes ressources éoliennes et solaires du désert de Gobi pour alimenter le pays en énergie. À l'époque, les limitations technologiques rendaient cette idée irréalisable.

Mais aujourd’hui, « le réseau du nord-ouest a donné vie à la première phase de ce nouveau type de système électrique », ont écrit le professeur Ma Xiaowei et son équipe de la branche nord-ouest de la China Power Grid Corporation et de l’université Jiaotong de Xi’an dans un article publié le mois dernier dans la revue académique chinoise Power System and Clean Energy.

La capacité installée d'énergie renouvelable de la région a atteint 230 GW, dont la moitié est acheminée via 10 lignes de transport à courant continu à très haute tension vers les provinces côtières orientales densément peuplées.

Ces lignes électriques s'étendent sur des milliers de kilomètres, traversant presque toute la largeur de la Chine, faisant du réseau du nord-ouest « le réseau électrique régional le plus vaste et le plus puissant au monde », ont déclaré Ma et ses collègues dans leur article.

Depuis des décennies, l'Union européenne (UE) met à profit sa puissance économique , sa population nombreuse et le pouvoir des groupes de pression environnementaux pour mener la transition énergétique et lutter contre le changement climatique. Des géants mondiaux comme Siemens en Allemagne et Schneider Electric en France ont été des moteurs de progrès technologiques et d'expertise dans ce domaine.

Mais après une comparaison minutieuse, l'équipe de M. Ma a constaté que le réseau électrique du nord-ouest de la Chine surpassait même celui de l'UE en matière d'indicateurs clés d'utilisation des énergies renouvelables, atteignant des niveaux de premier plan à l'échelle mondiale.

Photo 2 : La puissance des fermes solaires du désert chinois — Des panneaux solaires recouvrent le désert. Photo : Reuters

Défis et obstacles

Si tous les déserts de la Terre étaient recouverts de panneaux solaires et d'éoliennes, l'électricité produite dépasserait largement les besoins humains actuels. Mais cette vision semble irréaliste en raison d'obstacles techniques, comme la difficulté de transporter de grandes quantités d'électricité sur de longues distances. Les réseaux électriques traditionnels ne peuvent par ailleurs pas absorber les fluctuations importantes de la production d'énergie renouvelable.

Face à ce défi, les ingénieurs chinois ont mis en œuvre plusieurs solutions et en ont tiré de précieux enseignements. Selon l'article de M. Ma, en 2014, une éolienne a provoqué une surtension qui a parcouru 400 kilomètres, dévastant un autre parc éolien.

La croissance fulgurante du secteur des énergies renouvelables en Chine ces dernières années a accentué ces problèmes. Les variations d'ensoleillement et les aléas météorologiques peuvent entraîner des fluctuations de production d'électricité allant jusqu'à 50 gigawatts en une seule journée sur le réseau électrique du nord-ouest de la Chine, soit l'équivalent de la capacité cumulée de toutes les centrales nucléaires françaises.

Pour relever ce défi, la Chine a construit les lignes de transport d'électricité à courant continu haute tension longue distance les plus avancées au monde, ce qui réduit efficacement les pertes de puissance lors du transport sur de longues distances.

Des scientifiques et des ingénieurs chinois ont également utilisé l'IA pour prédire la capacité de production d'électricité jusqu'à 10 jours à l'avance en analysant de grandes quantités de données de capteurs. « Dans des conditions météorologiques stables, la précision des prévisions est très élevée », a écrit l'équipe de Ma.

Les centrales au charbon ont longtemps constitué le principal facteur de stabilisation du réseau électrique chinois, mais dans le nord-ouest du pays, elles ont été largement supplantées par l'essor rapide de l'énergie solaire et éolienne. Pour compenser, le gouvernement chinois a construit des centrales hydroélectriques en amont du fleuve Jaune, qui jouent un rôle essentiel dans la régulation et le stockage de l'énergie.

Selon l'équipe de M. Ma, ces réservoirs permettent non seulement d'irriguer des zones arides, mais aussi de réduire de près de 20 milliards de yuans (2,8 milliards de dollars) les coûts de régulation du réseau, ce qui engendre d'énormes avantages économiques et écologiques.

Une autre technologie essentielle consiste à assurer la complémentarité entre les énergies renouvelables. Cela nécessite un système de détection et de contrôle de l'information robuste et fiable. L'équipe de M. Ma a indiqué que près de la moitié des installations de production d'énergie renouvelable ont intégré ce système d'entraide.

Course à l'énergie propre entre les États-Unis et la Chine

L'approvisionnement énergétique sera un facteur clé de la future compétition sino-américaine, après la course à l'intelligence artificielle, selon un entrepreneur pékinois spécialisé dans l'IA. Afin de freiner l'avancée chinoise en matière d'IA, les États-Unis ont interdit la vente de puces d'IA avancées à ce pays d'un milliard d'habitants.

« L’avantage des puces avancées réside principalement dans une consommation d’énergie légèrement inférieure. Mais à mesure que l’approvisionnement en électricité de la Chine augmente, les entreprises chinoises peuvent utiliser des puces moins avancées pour obtenir des résultats similaires en matière d’entraînement de l’IA », a déclaré l’entrepreneur anonyme, ajoutant que l’augmentation des coûts d’électricité est négligeable par rapport à l’investissement global dans la course à l’IA.

Avant la pandémie, la Chine disposait d'une capacité de production d'électricité deux fois supérieure à celle des États-Unis. Aujourd'hui, elle a presque triplé. Aux États-Unis, les prix de l'électricité devraient augmenter de 20 % entre 2021 et 2023 en raison de l'inflation, tandis qu'en Chine, ils restent stables. Dans certaines régions riches en énergies renouvelables, les entreprises chinoises bénéficient même de remises plus importantes.

Le gouvernement chinois intensifie ses projets de construction de centres de données et de serveurs d'IA dans ses régions occidentales riches en énergie, dans le but de renforcer la compétitivité mondiale de géants technologiques nationaux comme Huawei.

Hoai Phuong (selon SCMP)

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