Les modernisations et les énergies renouvelables peuvent contribuer à la création d’un réseau plus intelligent et plus durable

Face à la pression croissante pour réduire leur empreinte carbone afin d’éviter un changement climatique catastrophique, de nombreuses industries envisagent une révision complète de leur infrastructure existante. La bonne nouvelle pour les installations d’énergies renouvelables et d’électrification est qu’il existe actuellement des innovations technologiques capables de transformer les infrastructures existantes afin d’améliorer considérablement les opérations et de réduire les déchets. Ces mesures peuvent sembler modestes au début, mais les changements progressifs, cumulés au fil du temps et dans plusieurs installations, peuvent s’avérer transformateurs.

Dans un rapport de l’Agence internationale de l’énergie (AIE), l’atteinte d’un niveau d’émissions nettes nulles d’ici 2050 tel qu’envisagé dans l’Accord de Paris de 2015, nécessite non seulement un déploiement massif de systèmes d’énergie propre, mais aussi un « effort mondial majeur pour accroître l’efficacité énergétique ». L’objectif est d’augmenter « l’intensité énergétique » de sorte qu’en 2050, alors que la planète devrait compter 2 milliards de personnes de plus qu’aujourd’hui, la consommation totale d’énergie soit inférieure de 8 % à celle d’aujourd’hui.

« Les énergies renouvelables et l’électrification contribuent le plus aux réductions d’émissions, mais un large éventail de mesures et de technologies est nécessaire pour atteindre des émissions nettes nulles », indique le rapport de l’AIE.

En d’autres termes, il n’y a pas de solution miracle. Si la capture du carbone et la technologie de l’hydrogène vert ont fait l’objet d’innovations prometteuses, elles risquent de ne pas être mises à l’échelle avant des années. Nous disposons toutefois déjà de nombreuses technologies susceptibles d’accélérer le développement de nouvelles sources d’énergie, de l’hydroélectricité à la biomasse en passant par l’éolien.

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Réduire, réutiliser, rénover : trouver des efficacités dans les installations électriques existantes

La bonne nouvelle est que l’infrastructure électrique existante peut être modernisée afin de produire de vastes améliorations de l’efficacité. La technologie aide les clients à répondre au besoin d’intégration fiable et économique des énergies renouvelables dans le réseau.

L’ajout rapide de la production d’énergie éolienne et solaire sur de nombreux marchés a rencontré quelques difficultés de raccordement aux réseaux électriques préexistants. La technologie des réseaux intelligents peut permettre d’améliorer l’intégration des énergies renouvelables dans les réseaux électriques existants, en contribuant à la résolution du problème de l’intermittence qui accompagne l’éolien et le solaire, tout en réduisant la dépendance aux combustibles fossiles.

Le Salt River Project, en Arizona, compte sur les solutions de réseau intelligent d’Emerson pour l’aider à intégrer l’énergie distribuée en forte croissance produite par les panneaux solaires, les éoliennes et les centrales de cogénération, et pour gérer le flux d’énergie bidirectionnel afin de garantir une alimentation fiable et de plus en plus propre à son million de clients.

Dans la région rurale du nord de l’Alaska, la Golden Valley Electric Association (GVEA) exploite Eva Creek, le plus grand parc éolien de l’État où les conditions météorologiques sont parmi les plus difficiles. Grâce aux solutions de réseaux durables d’Emerson, les producteurs d’électricité ont pu fournir de manière fiable de l’énergie renouvelable à faible coût aux communautés qui sont en première ligne du changement climatique par le biais de prévisions et de distributions plus précises.

« Emerson est un collaborateur clé dans notre objectif de développer l’accès à une énergie propre pour nos clients du nord de l’Alaska, déclare Frank Perkins, vice-président de la GVEA chargé de la production d’électricité. Notre investissement dans une plate-forme d’automatisation commune nous aide à incorporer efficacement davantage d’énergie renouvelable et à minimiser notre empreinte carbone. »

Grâce à ses mises à niveau technologiques, « la GVEA s’est bien positionnée pour optimiser les opérations sur l’ensemble de son réseau électrique, de la production au compteur », affirme Bob Yeager, président de la division des solutions pour l’énergie et l’eau d’Emerson.

Modernisation des éoliennes

En plus des solutions de réseaux intelligents, les propriétaires et les exploitants de parcs éoliens sont en mesure de transformer numériquement les exploitations d’énergie éolienne renouvelable et d’augmenter la production annuelle d’énergie par la modernisation des logiciels de contrôle et d’optimisation des éoliennes.

Actuellement, la durée de vie des éoliennes est estimée à 20 ans, à quelques années près, en fonction de la force du vent qu’elles subissent. Les éoliennes installées dans des endroits plus éloignés et dans des conditions plus difficiles ont des coûts d’exploitation et de maintenance plus élevés, qui peuvent atteindre jusqu’à 35 % des coûts annuels avec leur vieillissement. Pour la plupart des exploitants d’éoliennes, il est aujourd’hui difficile de prévoir les besoins de maintenance à venir car ils ne disposent pas de systèmes d’automatisation plus récents qui fournissent des données détaillées permettant de personnaliser les plans de maintenance spécifiques aux éoliennes.

La modernisation des anciennes éoliennes avec de nouvelles technologies constitue une option rapide, sûre et économique pour prolonger leur durée de vie, améliorer leurs performances et réduire les coûts d’exploitation et de maintenance. Les stratégies de modernisation peuvent être adaptées pour relever ces défis, les conceptions pouvant varier en fonction de facteurs tels que le milieu environnant, les vitesses de vent, la topographie terrestre ou la géographie des fonds marins. En mettant à niveau la technologie et les logiciels des éoliennes ou des parcs éoliens, les propriétaires et les exploitants acquièrent une meilleure connaissance de l’état des équipements et des possibilités d’optimisation, ce qui leur permet de mieux voir, d’économiser davantage et de produire plus. De plus, en prolongeant la durée de vie des éoliennes existantes, les propriétaires et les exploitants peuvent obtenir plus de production d’énergie et de revenus pour une fraction du coût de l’investissement dans des éoliennes neuves.

Le projet de transformation numérique d’Emerson pour la GVEA a renforcé la fiabilité des éoliennes d’Eva Creek et a contribué à une réduction de 65 % des coûts d’exploitation et de maintenance.

Modernisations pour l’hydroélectricité

Dans de nombreuses régions du globe, les barrages hydroélectriques sont au cœur de la communauté, non seulement pour la production d’électricité, mais aussi pour l’approvisionnement en eau potable, l’irrigation et les loisirs. Selon l’AIE, la production d’hydroélectricité reste la plus grande source renouvelable d’électricité.

Certains de ces projets hydroélectriques ont plus de 100 ans, mais ils peuvent être modernisés à l’aide de systèmes permettant de surveiller et d’améliorer le contrôle des turbines, le contrôle des bassins, la gestion de l’énergie et la protection des équipements. Le résultat : moins d’arrêts, des démarrages plus rapides et une exploitation plus efficace des centrales.

Un de ces grands projets de modernisation est en cours au complexe hydroélectrique de Salto Grande, vieux de 40 ans, une centrale de 1 890 mégawatts située sur le cours moyen du fleuve Uruguay qui fait frontière entre l’Uruguay et l’Argentine. Dans la première phase du projet de 960 millions de dollars sur 30 ans, la technologie Emerson est installée afin d’améliorer le contrôle et la surveillance des 14 turbines hydroélectriques du barrage.

Du charbon à la biomasse

Partout dans le monde, des centrales au charbon sont converties en installations alimentées par la biomasse afin de produire une énergie plus propre. La plate-forme technologique intégrée unique d’Emerson qui contrôle et surveille toutes les applications, y compris les procédés des turbines, des chaudières, de la manutention du combustible et des équipements auxiliaires, combinée à ses méthodologies Project Certainty, aide ces nouveaux projets à être mis en ligne dans le respect du budget et des délais.

Les centrales électriques à la biomasse sont difficiles à exploiter car la teneur en humidité des combustibles de biomasse varie, ce qui a un impact négatif sur le rendement des centrales. La technologie Ovation d’Emerson surveille en permanence la teneur en humidité du combustible et ajuste l’air de combustion en conséquence afin d’optimiser le rendement de l’installation et de réduire les coûts de maintenance.

Emerson a aidé EPH Lynemouth Power à convertir sa centrale électrique au charbon vieille de 44 ans en une nouvelle centrale alimentée par des déchets de bois. Une fois la conversion terminée, l’installation a pu fournir jusqu’à 390 mégawatts d’électricité à faible teneur en carbone au réseau national.

De même, Emerson a été choisi par le fournisseur d’énergie français Albioma pour assurer la transition de sa centrale au charbon de Bois-Rouge vers une énergie 100 % renouvelable. La transformation de la centrale de 108 mégawatts permettra de réduire les émissions de gaz à effet de serre d’environ 640 000 tonnes d’équivalent CO₂ par an, soit une diminution de 84 % des émissions directes par rapport à son fonctionnement actuel.

Qu’est-ce qui nous sauvera du changement climatique ? Certains espèrent peut-être qu’un super pouvoir ou un surhomme viendra nous sauver de nous-mêmes. La réalité est cependant que nous allons devoir nous sauver, et la meilleure façon de le faire est de commencer immédiatement en améliorant presque tout ce que nous faisons, petit à petit, pour faire la différence nécessaire au quotidien.