Selon des scientifiques chinois, des centrales électriques géantes dans le désert pourraient injecter de l'énergie propre et bon marché dans le cœur industriel de la Chine, augmentant ainsi le niveau de vie du pays et renforçant la compétitivité de la Chine dans les courses de haute technologie comme l'intelligence artificielle (IA).
Panneaux solaires à la base d'énergie renouvelable du désert de Ningxia Tengger, l'une des bases d'énergie renouvelable du nord-ouest de la Chine. Photo : AFP
De l'énergie propre et infinie 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, sa superficie est supérieure à celle de l'Inde et elle a longtemps été considérée comme l'une des régions les moins développées et les plus pauvres de Chine.
La grande distance de l'océan et le terrain accidenté caractérisé par de vastes déserts tels que le Gobi et le Taklimakan ont entraîné une population clairsemée dans 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 de la Chine et un tiers de son énergie éolienne.
Selon les estimations des scientifiques et ingénieurs à la pointe de la révolution énergétique, la capacité installée dans le nord-ouest de la Chine atteint près de 500 GW. Si l'on ajoute à cela la vaste région du désert de Gobi, en Mongolie-Intérieure voisine, ce chiffre atteint 600 GW.
En comparaison, toutes les centrales électriques américaines combinées auront produit environ 1 100 GW d’ici la fin de 2022, selon l’Agence américaine d’information sur l’énergie.
Il est remarquable de constater que plus de la moitié des centrales électriques du nord-ouest de la Chine sont alimentées par des sources naturelles : l’énergie éolienne et solaire. Malgré les aléas de la nature, ces centrales électriques vertes atteignent un taux d’utilisation moyen supérieur à 95 %.
Selon les scientifiques, à ce jour, aucun autre grand réseau électrique régional n’a réussi à intégrer de manière aussi fluide 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, qui a contribué à la fondation du Jet Propulsion Laboratory de la NASA et a ensuite soutenu le programme spatial chinois, envisageait d'exploiter les vastes ressources éoliennes et solaires du désert de Gobi pour alimenter le pays en électricité. À l'époque, les limites technologiques en ont fait un rêve utopique.
Mais aujourd'hui, « le réseau du nord-ouest a donné vie à la première étape 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 Xi'an Jiaotong dans un article publié le mois dernier dans la revue universitaire chinoise Power System and Clean Energy.
La capacité installée d'énergie renouvelable de la région a atteint 230 GW, dont la moitié est transmise via 10 lignes de transmission à courant continu à très haute tension vers les provinces côtières de l'est densément peuplées.
Dans leur article, Ma et ses collègues ont déclaré que 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 grand et le plus puissant au monde ».
Depuis des décennies, l'Union européenne (UE) s'appuie sur sa puissance économique , sa forte population et ses groupes de pression environnementaux pour mener la transition vers les énergies vertes et lutter contre le changement climatique. Des géants mondiaux comme Siemens en Allemagne et Schneider Electric en France ont impulsé des avancées technologiques et développé leur expertise dans ce domaine.
Mais après une comparaison minutieuse, l'équipe de Ma a découvert que le réseau électrique du nord-ouest de la Chine surpassait même celui de l'UE en termes d'indicateurs d'utilisation des énergies renouvelables de base, atteignant des niveaux de premier plan au niveau mondial.
Des panneaux solaires recouvrent le désert. Photo : Reuters
Défis et obstacles
Si tous les déserts de la planète étaient couverts de panneaux solaires et d'éoliennes, la production d'électricité dépasserait largement les besoins humains actuels. Mais cette vision paraît 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 pas non plus gérer les fluctuations importantes des énergies renouvelables.
Face à ce défi, les ingénieurs chinois ont tenté plusieurs solutions et en ont tiré de dures leçons. En 2014, une éolienne a provoqué une surtension de 400 kilomètres, dévastant un autre parc éolien, selon l'article de Ma.
La croissance fulgurante des énergies renouvelables en Chine ces dernières années a aggravé ces problèmes. Les variations d'ensoleillement et de météo peuvent entraîner des fluctuations de la production d'électricité pouvant atteindre 50 gigawatts par jour sur le réseau du nord-ouest de la Chine, soit l'équivalent de la capacité combinée de tous les réacteurs nucléaires en exploitation en France.
Pour relever ce défi, la Chine a construit les lignes de transmission de courant continu longue distance à haute tension les plus avancées au monde, qui réduisent efficacement les pertes de puissance lors de la transmission longue distance.
Des scientifiques et 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 à charbon constituaient autrefois le principal stabilisateur du réseau électrique chinois, mais dans le nord-ouest, elles ont été éclipsées par la croissance rapide des énergies solaire et éolienne. Pour compenser, le gouvernement chinois a construit des centrales hydroélectriques sur le cours supérieur du fleuve Jaune, qui constituent l'épine dorsale de la régulation et du stockage de l'énergie.
Selon l'équipe de Ma, ces réservoirs permettent non seulement d'irriguer les zones arides, mais aussi de réduire de près de 20 milliards de yuans (2,8 milliards de dollars) les coûts de régulation du réseau, apportant d'énormes avantages économiques et écologiques.
Une autre technologie fondamentale consiste à assurer la complémentarité des énergies renouvelables. Cela nécessite un système de détection et de contrôle des informations robuste et fiable. L'équipe de Ma affirme que près de la moitié des installations de production d'énergie renouvelable ont rejoint ce système de soutien mutuel.
Course à l'énergie propre entre les États-Unis et la Chine
Selon un entrepreneur en IA basé à Pékin, l'approvisionnement énergétique sera un facteur clé dans la future compétition entre la Chine et les États-Unis, après la course à l'intelligence artificielle. Afin d'entraver les avancées de la Chine 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 avec l'augmentation de l'approvisionnement énergétique en Chine, 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 de l'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. Les prix de l'électricité aux États-Unis devraient augmenter de 20 % entre 2021 et 2023 en raison de l'inflation, tandis qu'ils sont restés stables en Chine. Dans certaines régions riches en énergies renouvelables, les entreprises chinoises bénéficient de remises encore 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 des géants technologiques nationaux comme Huawei.
Hoai Phuong (selon SCMP)
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