Adoption des sources d’énergie renouvelable au Canada – Analyse des marchés de l’énergie

Technologies émergentes

Plusieurs technologies renouvelables n’ont toujours pas réussi à percer le marché de l’énergie du Canada, mais se sont fortement imposées ailleurs et ont le potentiel de jouer un rôle beaucoup plus important dans le portefeuille énergétique du Canada. Au nombre de ces technologies figurent l’énergie marémotrice, l’énergie éolienne en mer, et l’énergie géothermique.

Énergie marémotrice

Le mouvement des marées peut produire de l’électricité de quatre façons : les courants de marée, les barrages marémoteurs, les lagunes à marée et l’énergie marémotrice dynamique.

Les hydroliennes [anglais seulement] utilisent des turbines sous-marines pour capter l’énergie des courants de marée. Les systèmes de courants de marée [anglais seulement] extraient l’énergie cinétique (énergie d’un corps en mouvement) de l’eau qui se déplace sous l’effet des marées sans perturber l’environnement. Cette technologie a été déployée un peu partout dans le monde, principalement dans le cadre de projets de démonstration de moins de 10 MW.

Tableau 7 – Palmarès des pays avec la plus forte capacité marémotrice

Tableau 7 – Palmarès des pays avec la plus forte capacité marémotrice
Pays Capacité marémotrice (MW)
Corée du Sud 511
France 246
Royaume-Uni 129
Canada 40
Belgique 20

Source: Rapport annuel 2015 d’Ocean Energy Systems [anglais seulement]

Un barrage marémoteur fonctionne de la même façon qu’un barrage hydroélectrique à réservoir, sauf qu’il est construit dans un estuaire soumis à l’influence des marées. Les écluses du barrage s’ouvrent quand la marée monte dans l’estuaire et se ferment durant la marée haute pour remplir le bassin de retenue. L’eau est ensuite relâchée à marée basse vers un alternateur à turbine pour produire de l’électricité. Le plus grand barrage marémoteur du monde, en Corée, a une capacité de 254 MW.

Une lagune à marée consiste en un mur d’enceinte qui clôture une partie de la mer, formant une lagune artificielle. Comme les barrages marémoteurs, les lagunes à marées permettent de remplir un bassin de retenue d’eau à marée haute, puis de la relâcher à travers les turbines internes de l’ouvrage à marée basse pour produire de l’électricité. La première installation proposée de ce type est la lagune à marée de Swansea Bay [anglais seulement] de 320 MW au Royaume-Uni, dont la mise en service est prévue en 2019.

L’énergie marémotrice dynamique est une technologie conceptuelle reposant sur un long barrage construit en saillie dans la mer à partir de la côte, avec de nombreuses turbines intégrées sur son long. Durant le cycle des marées, l’eau passe d’un côté à l’autre de la structure en forme de T, activant ses turbines internes. L’énergie marémotrice dynamique est toujours à l’étude et aucune installation n’a été construite à ce jour.

Les seules installations d’énergie marémotrice en Amérique du Nord se trouvent en Nouvelle-Écosse, où la centrale Annapolis Tidal [anglais seulement] a été aménagée en 1984. Elle dispose d’une capacité installée de 20 MW et produit entre 29 et 37 GWh d’électricité par année, selon les marées. Cape Sharp Tidal [anglais seulement] a mis en service la première turbine d’un projet de 4 MW dans la baie de Fundy  à la fin de 2016 [anglais seulement]. Le projet consiste en deux turbines d’eau vive de 2 MW. Une fois en exploitation, elles devraient réduire les émissions de CO2 de la Nouvelle-Écosse de 6 000 tonnes par année [anglais seulement]. Les projets suivants sont également prévus en Nouvelle-Écosse : Black Rock Tidal Power (5 MW), Minas Tidal Limited Partnership (4 MW), Atlantis Operations Canada Limited (4,5 MW), Halagonia Tidal Energy Limited (4,5 MW) et Fundy Tidal Inc. (2,95 MW).

La Corée du Sud, la France et le Royaume-Uni ont une longueur d’avance sur le Canada en matière de capacité marémotrice installée. La plus grande partie de la capacité de la Corée du Sud provient de son projet Sihwa Lake de 254 MW, situé sur la côte Ouest et relié à un lac artificiel d’une superficie de 43,8 km2. En ouvrant les écluses deux fois par jour durant la marée haute de la mer de l’Ouest, la centrale électrique est capable de produire environ 552,7 GWh d’électricité chaque année.

Énergie éolienne en mer

Les efforts déployés pour améliorer l’efficacité des parcs éoliens ont conduit à l’installation d’éoliennes en mer, où le vent souffle généralement plus fort et où l’on peut utiliser de plus grandes éoliennes offrant un plus grand facteur de chargeNote de bas de page 1. Les éoliennes en mer sont essentiellement identiques à leurs équivalents terrestres, mais sont modifiées pour pouvoir être installées dans l’eau. En eau peu profonde, les éoliennes sont fixées au plancher océanique par la base, tandis qu’en eau profonde, elles sont attachées à une station flottante amarrée au plancher océanique.

L’énergie éolienne en mer [anglais seulement] est une technologie éprouvée en usage dans plusieurs régions d’Europe depuis plus de 25 ans. En 2015, l’Europe disposait d’une capacité éolienne en mer d’environ 11 GW. L’association Wind Europe [anglais seulement] avait fixé l’objectif d’atteindre une puissance installée de 40 GW d’ici 2020, et de 150 GW d’ici 2030. Comparativement au Canada, le Vieux Continent a davantage intérêt à explorer les énergies renouvelables en mer en raison des coûts élevés de l’énergie et de l’électricité, de la forte densité de population le long des côtes et du manque de terres disponibles.

Il n’y a aucun parc éolien en mer au Canada, mais des projets totalisant plus de 3,6 GW en capacité ont été proposés. Le projet NaiKun [anglais seulement] de 400 MW dans le détroit d’Hécate, en Colombie-Britannique, est la seule proposition pour la côte Ouest. Cinq projets cumulant 3 200 MW ont été mis sur pied par Beothuk Energy [anglais seulement] pour le Canada atlantique : deux au large des côtes de Terre-Neuve-et-Labrador et trois au large des côtes de la Nouvelle-Écosse, de l’Île-du-Prince-Édouard et du Nouveau-Brunswick.

Les questions environnementales liées à l’énergie éolienne en mer sont les mêmes que pour l’énergie éolienne sur terre, à ceci près que les préoccupations concernent les écosystèmes marins plutôt que les oiseaux et les chauves-souris. Comme les parcs éoliens en mer sont souvent situés hors de la vue et de la portée de la plupart des riverains, elles ne soulèvent généralement pas beaucoup d’objections par rapport aux nuisances sonores et visuelles ou à la perturbation des activités récréatives.

Les parcs éoliens en mer sont plus coûteux que leurs pendants terrestres. La construction en eau profonde est dispendieuse, nécessite différents matériaux, prend plus de temps et est plus sensible aux conditions météorologiques. En raison des variations extrêmes de température et des problèmes de corrosion, les matériaux ont une durée de vie réduite et les installations nécessitent davantage d’interventions et d’entretien. Les collisions avec des icebergs et des embarcations motorisées peuvent être aussi des risques additionnels.

D’un autre côté, le vent souffle avec plus de force et de constance en mer [anglais seulement], ce qui permet de produire jusqu’à 50 % plus d’électricité que sur terre. De plus, le vent souffle plus fort en mer durant le jour, moment où la demande d’électricité est à son comble, tandis que le vent souffle généralement plus fort la nuit sur terre, quand la demande est à son plus bas. Enfin, le facteur de charge des éoliennes en mer est d’environ 45 %, comparativement à 30 % sur terre.

Énergie géothermique

L’énergie géothermique [anglais seulement] est produite par la chaleur enfouie dans le sol, que ce soit le magma, des roches chaudes, de l’eau chaude ou de la vapeur. L’ajout de liquides dans les zones chaudes crée de la vapeur qui peut ensuite être utilisée pour produire de l’électricité. Bien que la technologie de production d’énergie géothermique existe depuis plus de 100 ans, il n’y a aucune centrale géothermique en service au Canada.

À la fin de 2015, la capacité géothermique installée atteignait 13,2 GW à l’échelle mondiale. Cette année-là, les pays disposant de la plus grande capacité étaient les États-Unis, les Philippines, l’Indonésie, le Mexique et la Nouvelle-Zélande [anglais seulement].

L’énergie géothermique est omniprésente au Canada. Toutefois, les régions qui offrent le plus grand potentiel sont la Colombie-Britannique, l’Alberta, le Yukon, les Territoires du Nord-Ouest et la Saskatchewan. La côte Ouest du Canada, à la périphérie orientale de la ceinture de feu [anglais seulement] qui entoure l’océan Pacifique, se prête à une production commerciale à grande échelle. Par ailleurs, des collectivités nordiques isolées étudient actuellement les synergies entre la chaleur et l’électricité géothermique qui, même à petite échelle, pourraient remplacer leurs solutions d’électricité et de chauffage très coûteuses.

Les principaux facteurs qui déterminent la viabilité économique d’un site sont la température de l’eau ou de la vapeur et la vitesse et la pression à laquelle elle atteint la surface. Il y a aussi d’autres facteurs, comme la profondeur de la ressource et sa proximité des lignes de transport et des marchés. Contrairement à la majorité des sources d’énergie renouvelable, l’énergie géothermique convient à la production de la charge de base puisque, une fois en fonction, elle offre un taux de fiabilité de 98 %. De plus, le coût des combustibles est extrêmement bas, tout comme les coûts d’exploitation et d’entretien.

Blue Lagoon d’Islande avec sa centrale géothermique au loin

 

 

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