ARCHIVÉ - Adoption des sources d’énergie renouvelable au Canada – Analyse des marchés de l’énergie
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Hydroélectricité
L’hydroélectricité est produite par la force de l’eau qui, en s’écoulant, active une turbine couplée à un alternateur. La quantité d’énergie générée dépend du volume et du débit de l’eau : plus l’eau est abondante et s’écoule rapidement, plus elle produira d’énergie.
Il existe des centrales hydroélectriques de taille et de type différents. Les projets sont conçus sur mesure en fonction des conditions locales, et la faisabilité technique d’un site hydroélectrique potentiel dépend de la topographie et du climat.
Dans les centrales hydroélectriques à réservoir, l’eau de la rivière est retenue par un barrage, puis stockée dans un réservoir en vue d’être relâchée au moment voulu. Les vallées profondes et étroites dotées de murs et d’un barrage capable de supporter d’importants volumes d’eau sont des sites attrayants pour ce type de production.
Les centrales hydroélectriques à réservoir ont la capacité de fournir une charge de base et une charge de pointe, puisqu’elles peuvent être arrêtées et redémarrées en peu de temps. Elles offrent aussi une capacité de stockage suffisante pour fonctionner pendant des semaines, voire des années, sans écoulement naturel des eaux. Mais en fin de compte, l’hydroélectricité dépend toujours des régimes de précipitations, parfois imprévisibles.
Les centrales hydroélectriques au fil de l’eau sont construites sur une rivière ou un cours d’eau existant. Les installations sont généralement situées là où l’eau tombe naturellement, comme au pied d’une falaise ou sur des rapides.
Grâce aux turbines mises au point récemment, il est possible de faire fonctionner un projet au fil de l’eau dans des sites à faible débit et sans dénivellation. Au Canada, la capacité des installations au fil de l’eau varie de moins de 1 MW à près de 1 900 MW.
Le stockage d’énergie par pompage consiste à déplacer l’eau entre des réservoirs situés à différentes hauteurs. Lorsque la demande d’électricité est faible, l’électricité est utilisée pour pomper l’eau dans un réservoir surélevé. Quand la demande augmente, l’eau est relâchée dans le réservoir inférieur en faisant tourner une turbine. La seule installation de stockage par pompage au Canada est la centrale de pompage Sir Adam Beck [anglais seulement] aux chutes Niagara, en Ontario.
Tableau 3 – Hydroélectricité au Canada : Statistiques importantes
| Statistiques importantes (2015) | Hydroélectricité |
|---|---|
| Capacité installée | 79 313 MW |
| Part de la capacité canadienne | 54,8 % |
| Part de la production canadienne | 59,0 % |
| Électricité produite | 385 500 GW.h |
| Taux de croissance entre 2005 et 2015 | 8 % |
Source : Avenir énergétique du Canada en 2016 – Mise à jour – Offre et demande énergétiques à l’horizon 2040
Adoption au Canada
L’hydroélectricité est la première source d’électricité au Canada depuis plus d’un siècle. La Colombie-Britannique, le Manitoba, le Québec, l’Ontario et Terre-Neuve-et-Labrador s’en servent pour combler la plus grande partie de leur demande d’électricité. À part le Nunavut et l’Île-du-Prince-Édouard, toutes les provinces et tous les territoires produisent de l’hydroélectricité.
Plusieurs projets hydroélectriques d’envergure sont actuellement en construction, notamment le Site C [anglais seulement] de 1 100 MW en Colombie-Britannique, le Keeyask Project [anglais seulement] de 695 MW au Manitoba, deux nouvelles unités de production d’une capacité combinée de 640 MW à La Romaine au Québec, et le projet Muskrat Falls [anglais seulement] de 824 MW au Labrador.
Figure 6 – Capacité hydroélectrique au Canada
Source : Avenir énergétique du Canada en 2016 – Mise à jour – Offre et demande énergétiques à l’horizon 2040
Description :
Ce graphique à aires empilées montre l’évolution de la capacité hydroélectrique des cinq provinces canadiennes en tête et du reste du pays entre 2005 et 2015. Les cinq provinces qui disposent de la plus grande capacité hydroélectrique sont le Québec, la Colombie-Britannique, l’Ontario, Terre-Neuve-et-Labrador et le Manitoba. De 2005 à 2015, la capacité hydroélectrique est demeurée stable ou a augmenté légèrement dans toutes ces régions et dans le reste du Canada.
Figure 7 – Carte des centrales hydroélectriques au Canada
Description :
Cette carte montre l’emplacement et la capacité approximative des centrales hydroélectriques canadiennes d’au moins 10 MW. On trouve de telles centrales dans toutes les provinces et tous les territoires, sauf à l’Île-du-Prince-Édouard et au Nunavut. Les plus grandes centrales hydroélectriques se trouvent en Colombie-Britannique, au Manitoba, au Québec, en Ontario et au Labrador, principalement dans le nord de la province.
Adoption dans le monde
L’hydroélectricité, utilisée dans plus de 150 pays, représentait 16 % de la production mondiale d’électricité en 2015. Selon l’International Hydropower Association [anglais seulement], une capacité de 33,7 GW a été installée en 2015, et une autre de 31,5 GW en 2016. Ces données comprennent le stockage par pompage de 6,4 GW, soit près du double de la quantité installée en 2015. Cette année-là, la Chine était le plus grand producteur d’hydroélectricité dans le monde, suivie par le Canada, le Brésil et les États-Unis. Ensemble, ces quatre pays sont responsables d’environ 50 % de la production hydroélectrique mondiale.
Questions environnementales
Dans un réseau électrique, l’hydroélectricité peut aider à équilibrer les sources d’énergie renouvelable intermittentes, comme les énergies éolienne et solaire, ce qui favorise l’intégration de sources à faibles émissions de gaz à effet de serre (GES). De plus, cette méthode produit de l’électricité sans brûler de combustibles fossiles. Toutefois, les barrages ont fragmenté près des deux tiers des plus grandes rivières du monde [anglais seulement], dont un grand nombre au Canada. Ils peuvent interférer avec la migration des poissons, épuiser l’oxygène de l’eau des réservoirs, soulever des contaminants et retenir les sédiments importants pour le maintien des habitats en aval, notamment pour la protection des deltas contre l’érosion. Les nouveaux réservoirs créent généralement des émissions de GES. Cependant, ces émissions varient grandement selon la végétation, le type de sol et la préparation de la zone inondée.
Comme elles n’utilisent pas de barrage, les installations au fil de l’eau perturbent moins [anglais seulement] les poissons et l’écoulement naturel de l’eau lorsqu’elles sont construites et exploitées conformément aux normes.
Figure 8 – Production hydroélectrique mondiale en 2015
Source : Statistical Review of World Energy de BP [anglais seulement]
Description :
Ce graphique en forme d’anneau illustre la production hydroélectrique des sept principaux pays producteurs et du reste du monde. Les sept principaux pays producteurs sont la Chine, le Canada, le Brésil, les États-Unis, la Russie, la Norvège et l’Inde. Ensemble, ils représentent plus de la moitié de la production hydroélectrique mondiale totale, qui s’élevait à 3 946 TWh en 2015.
Questions commerciales
L’hydroélectricité, en particulier les grandes centrales, rivalise avec les autres sources d’énergie sur le plan des coûts. Ses avantages sont l’absence de coûts pour le carburant, les faibles coûts d’exploitation, une grande fiabilité et une durée de vie prolongée. En outre, l’hydroélectricité convertit plus de 90 % de l’énergie disponible en électricité, alors que la plus efficace des centrales au gaz naturel à cycle combiné dépasse rarement les 60 %.
D’un autre côté, les projets d’hydroélectricité peuvent nécessiter de longs travaux de construction et d’importantes mises de fonds initiales. Le rendement du capital investi peut aussi varier grandement d’une année à l’autre, selon les précipitations. Ce sont ces facteurs qui freinent l’investissement privé dans les grandes installations hydroélectriques. C’est d’ailleurs pourquoi, au Canada, ces installations sont généralement construites par les sociétés d’État provinciales (bien qu’il existe aussi de petites installations privées). Le gouvernement fédéral canadien fournit aussi un soutien financier aux projets hydroélectriques, comme la garantie d’emprunt de 6,3 milliards de dollars [anglais seulement] pour le projet Muskrat Falls et les lignes de transport connexes.
Un des grands avantages de l’hydroélectricité est sa fiabilité. Contrairement aux sources d’énergie renouvelable intermittentes, comme les énergies éolienne et solaire, les centrales hydroélectriques peuvent produire de l’électricité sur demande et sont reconnues comme des actifs de gestion des systèmes capables d’assurer un approvisionnement fiable.
L’hydroélectricité comme supplément à la production éolienne mondiale
La Norvège produit environ 95 % de son électricité au moyen de centrales hydroélectriques, soit la plus forte proportion parmi tous les pays développés. Fort d’une capacité installée de 29 GW, le pays produit plus de la moitié de l’hydroélectricité européenne. Cette hydroélectricité sert en partie de « batterie » pour équilibrer la production intermittente des sources d’énergie renouvelable des autres pays européens. La Norvège fait le commerce de l’électricité [anglais seulement] avec la Suède, la Finlande, les Pays-Bas et le Danemark. Deux interconnexions additionnelles, qui en sont aux dernières étapes de développement, permettront à l’Allemagne [anglais seulement] et au Royaume-Uni [anglais seulement] d’échanger leurs surplus d’énergies éolienne et solaire contre de l’hydroélectricité de la Norvège.
Il y a d’autres exemples de combinaison hydroélectricité et énergie éolienne en Amérique du Nord. En effet, le gouvernement du Québec reconnaît la nature complémentaire de ces sources, où l’hydroélectricité peut compenser l’intermittence de l’éolien, tandis que l’éolien peut être dispersé pour préserver l’énergie emmagasinée dans les grands réservoirs hydroélectriques. La province dispose déjà d’une capacité hydroélectrique considérable et, grâce à de nouveaux projets, avait bonifié sa capacité éolienne installée de 3 262 MW par décembre 2015.
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