Énergie éolienne onshore vs offshore : besoin de savoir pour 2020

L’énergie éolienne est présente dans l’industrie des énergies renouvelables comme l’une des sources d’énergie les plus naturelles, bon marché et fiables. L’énergie éolienne est l’une des premières sources d’énergie renouvelable, offrant également un peu moins de limitations que les autres sources d’énergie propres.

Le Royaume-Uni, le Danemark, l’Allemagne, la Suède et la Hollande étaient les pionniers de la production d’énergie éolienne jusqu’à la dernière décennie. Maintenant, avec plus de pays comme les États-Unis considérant les avantages de cette technologie, dans l’année actuelle, le marché éolien mondial a 650,8 GW de capacité installée, avec 9,17% de cette valeur installée l’année dernière.

Maintenant, quand on considère l’énergie éolienne, il y a une question qui vient à l’esprit : Qu’est-ce qui est le mieux ? L’éolien terrestre ou offshore ? Il est important de décider lequel offre le meilleur rendement économique pour chaque emplacement spécifique. L’énergie onshore nécessite des turbines installées sur terre, qui exploitent le vent pour générer de l’énergie, tandis que l’énergie offshore nécessite que les parcs éoliens soient installés au-dessus de l’eau de mer ouverte, afin de profiter de vents plus rapides pour la production d’énergie.

Similitudes entre l’énergie éolienne onshore et offshore

La production d’énergie éolienne terrestre et offshore fait partie des technologies les plus en vue pour fournir de l’énergie propre aux États-Unis. Ces deux sources d’énergie réduisent l’empreinte carbone, en fournissant de l’énergie propre et renouvelable au réseau.

Même si les turbines éoliennes offshore sont plus grandes en taille que les turbines terrestres, les deux partagent le même principe mécanique pour fournir la production d’énergie éolienne. Dans les deux cas, les turbines sont constituées de pales de rotor tournant autour d’un moyeu horizontal. Le passage du vent à travers la pale, démarre un mouvement de levage qui fournit une force de rotation utilisée dans un processus complexe par un générateur asynchrone qui génère finalement de l’énergie.

Bien que les parcs éoliens offshore coûtent plus cher en raison des matériaux d’installation et d’autres facteurs, les matériaux utilisés dans les deux turbines sont fondamentalement les mêmes, les turbines offshore nécessitant de petites variations pour assurer la sécurité en présence de vitesses de vent plus élevées. Les technologies onshore et offshore pourraient potentiellement fournir la même énergie, si deux turbines de taille similaire étaient exposées aux mêmes vitesses de vent, la différence d’énergie de sortie étant proche de zéro.

Différences entre l’énergie éolienne onshore et offshore

Même si la production d’énergie éolienne onshore et offshore a quelques similitudes comme l’utilisation du vent pour fournir de l’énergie, celles-ci ont également quelques disparités. La différence la plus évidente entre l’éolien terrestre vs l’éolien offshore est l’endroit où les turbines doivent être installées. Les parcs éoliens terrestres peuvent être situés sur la terre ferme tandis que ceux en mer sont installés dans de grandes étendues d’eau.

Parce que les parcs éoliens terrestres sont installés sur la terre ferme, les coûts peuvent être beaucoup plus bas que l’autre option. Les parcs éoliens offshore nécessitent des plateformes, des câbles sous-marins, une interconnexion et d’autres facteurs qui augmentent les coûts d’installation ; la maintenance de ces parcs nécessite également le transport des employés par hélicoptère ou par bateau.

La production d’énergie éolienne terrestre peut être légèrement moins prévisible que celle en mer. Pour installer correctement les fermes terrestres et fournir une production d’énergie propre, il y a une étude nécessaire du terrain et des courants de vent qui doit être effectuée. Les parcs offshore bénéficient d’une incohérence moins gênante en raison de vents constants avec des vitesses plus élevées, offrant une production d’énergie plus fiable et plus efficace.

Revue sur l’éolien terrestre

Coûts

L’énergie éolienne terrestre est assez bon marché. Les matériaux nécessaires à l’installation et les infrastructures supplémentaires pour le transport de l’énergie offrent des coûts inférieurs à ceux des parcs offshore. D’ici 2020, les prix de l’éolien terrestre pourraient être aussi bas que 20 $/MWh. Les estimations prévoient un coût de l’énergie encore plus bas pour 2030 puisqu’il pourrait y avoir trois fois plus de parcs éoliens terrestres installés qu’en 2018.

Espace requis

Un inconvénient des parcs éoliens terrestres est qu’ils nécessitent l’utilisation d’espace terrestre pour être installés et fournir une énergie propre. Pour fournir un flux d’air ininterrompu assurant la production d’énergie, les éoliennes terrestres nécessitent une distance minimale de 150 m de toute obstruction et une séparation turbine-turbine de 7 fois le diamètre du rotor.

Avantages

L’éolien terrestre est l’une des options d’énergie renouvelable les plus populaires. La technologie offre de nombreux avantages en raison de la nature de la production d’énergie éolienne et par rapport à l’énergie éolienne offshore.

• Elle offre des coûts d’installation plus faibles. Dans certains cas, le retour sur investissement peut être aussi rapide que deux ans.
• L’énergie produite peut être facilement raccordée au réseau.
• Plus d’entreprises se spécialisent dans l’installation de parcs terrestres.
• Le coût de maintenance peut être assez faible.

Inconvénients

Tout ne peut pas être entièrement bon, de sorte que les parcs éoliens terrestres ont également quelques inconvénients.

• Les parcs éoliens terrestres nécessitent une analyse plus minutieuse du courant et de la vitesse du vent que l’éolien offshore, afin de fournir une production à haut rendement sans interruption.
• L’espace potentiel peut être plus limité en raison des coûts du terrain et des expansions urbaines potentielles.
• Le mécontentement de la population dû à la pollution visuelle et sonore générée par les parcs éoliens terrestres à proximité des zones résidentielles peut être assez élevé.

Revue sur l’éolien en mer

Coûts

Les coûts des installations éoliennes en mer peuvent être 20 % plus élevés que ceux des installations terrestres en raison des infrastructures de transmission de l’énergie, des matériaux supplémentaires nécessaires et d’autres défis techniques. En 2019, les coûts de l’énergie éolienne offshore ont chuté de 32% concernant 2018, estimant les coûts de production à 78 $/MWh. D’ici 2038, les estimations indiquent que l’énergie éolienne offshore pourrait être déjà aussi bon marché que les combustibles fossiles.

Espace requis

La production d’énergie éolienne offshore ne présente pas de défi concernant l’espace requis pour l’installation des parcs éoliens. La distance minimale requise pour les parcs offshore est d’au moins 200 milles nautiques de la côte et de 50 pieds de profondeur dans le fond de l’océan. La densité de puissance pour les turbines offshore oscille autour de 1, nécessitant 2 pour une turbine de 2 MW.

Bénéfices

Alors que les parcs éoliens terrestres semblent être la tendance dominante dans le présent, les parcs éoliens offshore fournissent quelques avantages compétents concernant son homologue.

• Les installations sont plus adaptées à de plus grandes zones, offrant ainsi des opportunités pour les grands projets de production d’énergie renouvelable.
• Les parcs éoliens offshore ont un potentiel plus élevé de production d’énergie en raison de vents plus rapides et plus constants, fournissant également de l’énergie à un rythme plus stable.
• Il n’y a pas d’inconvénients de pollution visuelle ou sonore comme ceux causés par les parcs éoliens terrestres.
• Les éoliennes offshore peuvent être deux ou trois fois plus grandes que les options terrestres, en raison de la pollution sonore qui n’est pas un inconvénient. Cette plus grande taille permet une production d’énergie plus élevée et une plus grande efficacité pour le coût des matériaux
• Il n’y a pas d’interférence avec les terrains terrestres, ce qui permet une utilisation plus intelligente de l’espace dans les zones à forte densité de population.

Inconvénients

Les parcs éoliens offshore offrent beaucoup d’avantages comme la diminution des coûts de santé publique et la garantie d’une énergie renouvelable propre. Cependant, cette technologie présente certains inconvénients.

• Des coûts plus élevés pour l’installation et la transmission de l’énergie concernant l’éolien terrestre.
• Les bruits sous-marins et les turbines peuvent avoir un impact sur la faune au-dessus des plans d’eau et tuer les oiseaux migrateurs par impact dans le processus.
• Au fil du temps, les parcs éoliens offshore nécessitent une maintenance plus difficile à réaliser et plus coûteuse.
• Le temps de restauration de l’énergie après un dysfonctionnement peut être plus élevé que pour les parcs éoliens terrestres.

Conclusion : Éolien terrestre vs éolien en mer, lequel est le meilleur ?

L’éolien terrestre constitue un bien meilleur choix que l’éolien offshore en raison des coûts réels de production et d’installation. Cependant, les investissements en mer ont fortement augmenté depuis 2008, fournissant un scénario éolien pour 2030 qui dépasse les technologies terrestres, augmentant la capacité installée potentielle en Europe jusqu’à 70GW.

Même si d’ici 2020 la production d’énergie éolienne terrestre est beaucoup moins chère que l’offshore, elle n’est pas l’option définitive, car elle présente également de nombreux inconvénients. Il y a la pollution visuelle et sonore, la faible fiabilité du vent et les coûts élevés de l’espace terrestre. La production d’énergie éolienne en mer surpasse la technologie terrestre à bien des égards, garantissant un choix d’énergie renouvelable qui évite la pollution et fournit une production élevée constante grâce aux vents du large.

Si la balance des tendances pourrait pencher pour l’éolien terrestre en 2020, il pourrait en être autrement à l’avenir. Les investissements augmentent pour les parcs éoliens offshore et les coûts deviendront suffisamment bas pour qu’ils soient même moins chers que la production d’énergie fossile et de gaz à l’avenir. L’énergie éolienne en mer est peut-être chère aujourd’hui, mais c’est l’option la plus prometteuse pour l’avenir du marché mondial de l’éolien.