Transport d'électricité en Chine : la longue marche vers les réseaux intelligents

Pour soutenir l'activité en Chine, première puissance industrielle et pays le plus peuplé du monde, le transport et la distribution d'électricité sont devenus un enjeu majeur. La distance géographique entre les zones où se trouvent les ressources énergétiques et celles où elles sont consommées a fait de la technologie UHV (Ultra High Voltage) une priorité depuis plus de dix ans. Aujourd'hui, la technologie Smart Grid est venue s'y ajouter.

INSIGHTS| La route de la Chine vers 2025 (8/8) - ELECTRICITE - Avec sa stratégie " Made in China 2025 " dévoilée mi-2015, la Chine s'est fixé pour objectif de devenir la première puissance économique mondiale. Dans ce contexte, le magazine DirectIndustrie s'associe au cabinet de conseil en intelligence DCA pour offrir à nos lecteurs des informations clés sur cette stratégie industrielle. Jean-François Dufour, PDG de DCA, décrypte l'un des objectifs du plan "Made in China 2025" comprenant les semi-conducteurs, les véhicules électriques, le ferroviaire et les télécoms.

Pour soutenir l'activité en Chine, première puissance industrielle et pays le plus peuplé du monde, le transport et la distribution d'électricité sont devenus un enjeu majeur. La distance géographique entre les zones où se trouvent les ressources énergétiques et celles où elles sont consommées a fait de la technologie UHV (Ultra High Voltage) une priorité depuis plus de dix ans. Aujourd'hui, la technologie Smart Grid est venue s'y ajouter.

L'énorme consommation d'énergie liée au développement de la Chine depuis les années 1980 s'accompagne d'un problème majeur pour le pays : ses principales ressources en charbon, source première de production d'électricité, sont situées à l'intérieur des terres, à plusieurs centaines de kilomètres des régions côtières peuplées qui sont les principaux consommateurs.

Face à cette situation, une évidence s'est imposée au début des années 2000 : la technologie UHV (Ultra-Haute Tension), qui permet de transporter l'électricité produite dans les centrales thermiques installées sur place plutôt que le charbon, va jouer un rôle déterminant.

Le projet UHV

Depuis l'ouverture de la première centrale en 2009, la Chine a construit 30 lignes THT qui sont aujourd'hui opérationnelles. Elles ont établi des records en termes de puissance - avec la ligne Zhundong-Wannan de 1 100 kV (kiloVolts) établie en 2019 - et de distance - avec la ligne Zhundong-Wannan de 3 300 kilomètres - pour relier les grandes régions productrices de charbon (à savoir le Shanxi, le Neimenggu et le Xinjiang) aux régions les plus énergivores (la Chine côtière et ses environs).

Le projet THT est encore d'actualité aujourd'hui : neuf lignes supplémentaires doivent être construites d'ici 2023, tandis que de nouvelles technologies sont testées. SGCC (State Grid Corp. of China), l'opérateur du réseau qui couvre 26 des 31 régions du pays (provinces ou équivalent), a testé en 2019 ses premières portions de GIL (Gas-Insulated Lines), une alternative enterrée aux lignes aériennes dans les zones densément peuplées ; ainsi que celles intégrant de la fibre de carbone, potentiellement plus légère, conductrice et résistante que le métal.

UHV "vert" (Green UHV)

Ces dernières années, cependant, le projet UHV de la Chine a évolué pour s'adapter à une nouvelle priorité : il est devenu le véhicule d'une politique énergétique "verte", assurant le développement des énergies renouvelables.

SGCC a ainsi ouvert en 2019 la première ligne THT (1 600 kilomètres de long) entre la grande province désertique du Qinghai et le Henan, chargée de transporter principalement de l'électricité solaire (avec pour point de départ la grande centrale photovoltaïque de Longyuanxia). Puis, en 2020, le premier réseau de collecte d'énergie éolienne à grande échelle a été mis en place, centralisant la production de 36 parcs éoliens dans la préfecture de Xilin Gol, à Neimenggu, pour l'injecter dans les lignes THT reliant la région autonome à Shandong et Jiangsu, sur la côte.

CSG (China Southern Power Grid), l'autre grand distributeur d'électricité qui gère le réseau des cinq régions du sud-est du pays, n'est pas en reste : la ligne THT Kunliulong, ouverte en 2020, est destinée à transporter du Yunnan au Guangdong, la province la plus peuplée de Chine, sur 1 450 kilomètres, la production de la grande centrale hydroélectrique de Wudongde (capacité de 10 000 mégawatts), qui doit entrer en service en 2021.

Modernisation de la distribution

Toutefois, la transmission sur de longues distances n'est qu'un des défis auxquels sont confrontés SGCC et CSG. L'exploitation efficace de l'immense réseau de distribution qui prend le relais - avec plus de 1,3 million de kilomètres de lignes de 110 kV ou plus accumulées par les deux opérateurs - est tout aussi essentielle. L'objectif est de moderniser et d'améliorer l'efficacité, tant en termes de fiabilité que d'économies.

Cela se traduit par des investissements dans l'innovation physique. On le voit avec l'automatisation des processus d'inspection et de maintenance, comme les robots mobiles testés par SGCC à Shandong en 2018, ou la première sous-station électrique automatisée ouverte par CSG à Shenzhen en 2019. Un autre exemple se trouve dans les expériences d'inspection du réseau par drones (Unmanned Aerial Vehicles) développées par les deux opérateurs.

Destination Digitalization

Le projet le plus ambitieux à long terme concerne toutefois la numérisation du réseau à des fins de maintenance et de gestion des modifications.

Là encore, les deux grands opérateurs nationaux se sont engagés dans cette voie. La branche Jiangsu de SGCC a commencé à construire un "jumeau numérique" du réseau haute tension de la province en 2020, visant à terme à cartographier ses 90 000 kilomètres de lignes. De son côté, CSG a construit le premier "jumeau numérique" d'une sous-station de son réseau de Hainan en 2020.

Cette numérisation, qui s'appuie sur une cartographie de précision réalisée à l'aide d'équipements terrestres et de drones, vise à créer à terme un outil indispensable à la création de "Smart Grids"."

Objectif : Réseaux intelligents

Les réseaux intelligents sont bien sûr l'objectif ultime de SGCC et CSG. Alors que le grand opérateur méridional a ouvert en 2019 un Digital Grid Research Institute pour centraliser ses efforts en vue de construire un " Southern Smart Grid ", SGCC a multiplié les ouvertures de laboratoires, dédiés notamment aux technologies UPIOT (Ubiquitous Power Internet of Things), dont certains en partenariat avec la grande université Tsinghua.

Leur objectif est d'anticiper l'évolution d'un réseau dont la complexité ne cesse de croître avec l'émergence de nouvelles problématiques - comme les bornes de recharge pour véhicules électriques, dont le nombre dépassera 1,5 million dans le pays en 2020.

Si la Chine est toujours confrontée au déséquilibre géographique de son réseau énergétique, elle tente également de le rendre "vert" et "plus intelligent", promettant une initiative durable.