Les projets d'énergie éolienne et solaire risquent de submerger les réseaux électriques désuets de l'Amérique

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Une explosion des propositions d'entreprises d'énergie propre a submergé le système de connexion de nouvelles sources d'énergie aux foyers et aux entreprises.

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Par Brad Plumer

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Les projets d'installation de 3 000 acres de panneaux solaires au Kentucky et en Virginie sont retardés pendant des années. Les parcs éoliens du Minnesota et du Dakota du Nord ont été brusquement annulés. Et les programmes visant à encourager les habitants du Massachusetts et du Maine à adopter l'énergie solaire vacillent.

La transition énergétique sur le point de décoller aux États-Unis au milieu d'investissements records dans l'éolien, le solaire et d'autres technologies à faible émission de carbone se heurte à un sérieux obstacle : le volume de projets a submergé les systèmes désuets du pays pour connecter de nouvelles sources d'électricité aux foyers et aux entreprises.

Tant de projets tentent de se faufiler dans le processus d'approbation que les retards peuvent durer des années, laissant certains développeurs baisser les bras et s'en aller.

Plus de 8 100 projets énergétiques – la grande majorité d'entre eux étant éoliens, solaires et batteries – attendaient l'autorisation de se connecter aux réseaux électriques fin 2021, contre 5 600 l'année précédente, bloquant le système connu sous le nom d'interconnexion.

C'est le processus par lequel l'électricité produite par les éoliennes ou les panneaux solaires est ajoutée au réseau - le réseau de lignes électriques et de transformateurs qui transporte l'électricité de l'endroit où elle est créée vers les villes et les usines. Il n'y a pas de grille unique ; les États-Unis ont des dizaines de réseaux électriques, chacun supervisé par une autorité différente.

PJM Interconnection, qui exploite le plus grand réseau régional du pays, qui s'étend de l'Illinois au New Jersey, a été tellement inondé de demandes de connexion que l'année dernière, il a annoncé un gel des nouvelles applications jusqu'en 2026, afin de pouvoir gérer un arriéré de milliers de propositions. , principalement pour les énergies renouvelables.

Il faut maintenant environ quatre ans, en moyenne, pour que les développeurs obtiennent l'approbation, soit le double du temps qu'il a fallu il y a dix ans.

Et lorsque les entreprises font enfin examiner leurs projets, elles sont souvent confrontées à un autre obstacle : le réseau local est à pleine capacité et elles doivent dépenser beaucoup plus que prévu pour de nouvelles lignes de transmission et d'autres mises à niveau.

Beaucoup abandonnent. Selon une étude du Lawrence Berkeley National Laboratory, moins d'un cinquième des propositions solaires et éoliennes passent par la soi-disant file d'attente d'interconnexion.

« De notre point de vue, le processus d'interconnexion est devenu le tueur de projets n° 1 », a déclaré Piper Miller, vice-président du développement du marché chez Pine Gate Renewables, un important développeur d'énergie solaire et de batteries.

Après des années de croissance vertigineuse, les installations solaires, éoliennes et de batteries à grande échelle aux États-Unis ont chuté de 16% en 2022, selon l'American Clean Power Association, un groupe commercial. Il a blâmé les problèmes de chaîne d'approvisionnement mais aussi les longs retards de connexion des projets au réseau.

La production d'électricité génère environ un quart des gaz à effet de serre produits par les États-Unis ; le nettoyer est la clé du plan du président Biden pour lutter contre le réchauffement climatique. Le projet de loi historique sur le climat qu'il a signé l'année dernière prévoit 370 milliards de dollars de subventions pour aider à rendre les technologies énergétiques à faible émission de carbone - comme l'éolien, le solaire, le nucléaire ou les batteries - moins chères que les combustibles fossiles.

Mais la loi ne fait pas grand-chose pour résoudre de nombreux obstacles pratiques à la construction de projets d'énergie propre, tels que l'autorisation de hold-up, l'opposition locale ou les contraintes de transmission. À moins que ces obstacles ne soient résolus, selon les experts, il y a un risque que des milliards de subventions fédérales ne se traduisent pas par les réductions d'émissions importantes envisagées par les législateurs.

"Peu importe à quel point l'énergie propre est bon marché", a déclaré Spencer Nelson, directeur général de la recherche à la ClearPath Foundation, une organisation à but non lucratif axée sur l'énergie. "Si les développeurs ne peuvent pas passer à travers le processus d'interconnexion assez rapidement et obtenir suffisamment d'acier dans le sol, nous n'atteindrons pas nos objectifs en matière de changement climatique."

Dans les plus grands réseaux, comme ceux du Midwest ou du Mid-Atlantic, un opérateur régional gère le flux byzantin d'électricité de centaines de centrales électriques différentes à travers des milliers de kilomètres de lignes de transmission et dans des millions de foyers.

Avant qu'un développeur puisse construire une centrale électrique, l'opérateur du réseau local doit s'assurer que le projet ne causera pas de perturbations - si, par exemple, les lignes électriques existantes reçoivent plus d'électricité qu'elles ne peuvent en supporter, elles pourraient surchauffer et tomber en panne. Après avoir mené une étude détaillée, l'opérateur du réseau peut exiger des mises à niveau, comme une ligne reliant la nouvelle centrale à une sous-station à proximité. Le développeur supporte généralement ce coût. Ensuite, l'opérateur passe à l'étude du projet suivant dans la file d'attente.

Ce processus était assez courant lorsque les sociétés énergétiques construisaient chaque année quelques grandes centrales au charbon ou au gaz. Mais il s'est effondré car le nombre de projets éoliens, solaires et de batteries a fortement augmenté au cours de la dernière décennie, en raison de la baisse des coûts, des mandats d'énergie propre de l'État et, maintenant, de fortes subventions fédérales.

"Le plus grand défi est simplement le volume de projets", a déclaré Ken Seiler, qui dirige la planification du système chez PJM Interconnection. "Il n'y a qu'un nombre limité d'ingénieurs en électricité capables de faire les études sophistiquées dont nous avons besoin pour garantir la fiabilité du système, et tout le monde essaie également de les embaucher."

PJM, l'opérateur du réseau, compte désormais 2 700 projets énergétiques à l'étude - principalement éoliens, solaires et batteries - un nombre qui a triplé en seulement trois ans. Les temps d'attente peuvent désormais atteindre quatre ans ou plus, ce qui a incité PJM l'année dernière à suspendre les nouveaux examens et à réviser ses processus.

Les retards peuvent bouleverser les modèles commerciaux des développeurs d'énergies renouvelables. Au fil du temps, la hausse des coûts des matériaux peut éroder la viabilité d'un projet. Les options d'achat de terrain expirent. Les clients potentiels se désintéressent.

Il y a deux ans, Silicon Ranch, un développeur d'énergie solaire, a demandé à PJM l'autorisation de connecter trois projets solaires de 100 mégawatts au Kentucky et en Virginie, suffisamment pour alimenter des dizaines de milliers de foyers. L'entreprise, qui associe souvent ses panneaux solaires au pâturage des moutons, avait négocié des options d'achat avec les propriétaires fonciers locaux pour des milliers d'acres de terres agricoles.

Aujourd'hui, cette terre est vide. Silicon Ranch n'a pas reçu de commentaires de PJM et estime maintenant qu'il ne sera peut-être pas en mesure de mettre ces fermes solaires en ligne avant 2028 ou 2029. Cela crée des maux de tête : l'entreprise devra peut-être décider d'acheter le terrain avant même de savoir si son énergie solaire les tableaux seront approuvés.

"C'est frustrant", a déclaré Reagan Farr, le directeur général de Silicon Ranch. "Nous parlons toujours de l'importance pour notre industrie d'établir la confiance et la crédibilité auprès des communautés locales. Mais si vous arrivez et dites que vous allez investir, et que rien ne se passe pendant des années, ce n'est pas une situation optimale."

PJM prévoit bientôt d'accélérer ses files d'attente - par exemple, en étudiant des projets en grappes plutôt qu'un à la fois - mais doit d'abord éliminer son arriéré.

Un problème potentiellement plus important pour le solaire et l'éolien est que, dans de nombreux endroits du pays, le réseau local est bouché, incapable d'absorber plus d'énergie.

Cela signifie que si un développeur souhaite construire un nouveau parc éolien, il devra peut-être payer non seulement pour une simple ligne de connexion, mais également pour des mises à niveau plus profondes du réseau ailleurs. Un parc éolien prévu dans le Dakota du Nord, par exemple, a été invité à payer des améliorations de plusieurs millions de dollars pour des lignes de transmission à des centaines de kilomètres dans le Nebraska et le Missouri.

Ces coûts peuvent être imprévisibles. En 2018, EDP North America, un développeur d'énergie renouvelable, a proposé un parc éolien de 100 mégawatts dans le sud-ouest du Minnesota, estimant qu'il devrait dépenser 10 millions de dollars pour se connecter au réseau. Mais après que l'opérateur du réseau ait terminé son analyse, EDP a appris que les mises à niveau coûteraient 80 millions de dollars. Il a annulé le projet.

Cela crée un nouveau problème : lorsqu'un projet énergétique proposé sort de la file d'attente, l'opérateur de réseau doit souvent refaire des études pour d'autres projets en attente et transférer les coûts vers d'autres développeurs, ce qui peut entraîner davantage d'annulations et de retards.

Cela crée également des incitations perverses, ont déclaré les experts. Certains développeurs soumettront plusieurs propositions de parcs éoliens et solaires à différents endroits sans avoir l'intention de tous les construire. Au lieu de cela, ils espèrent que l'une de leurs propositions viendra après un autre développeur qui doit payer pour des mises à niveau majeures du réseau. L'essor de ce type d'enchères spéculatives a encore bloqué la file d'attente.

"Imaginez si nous payions les autoroutes de cette façon", a déclaré Rob Gramlich, président du groupe de conseil Grid Strategies. "Si une autoroute est complètement encombrée, la prochaine voiture qui monte doit payer pour l'extension d'une voie entière. Lorsque ce conducteur voit la facture, il la dépose. Ou, s'il la paie lui-même, tout le monde peut l'utiliser. l'infrastructure. Cela n'a aucun sens.

Selon M. Gramlich, une meilleure approche serait que les opérateurs de réseau planifient des mises à niveau de transmission qui soient largement bénéfiques et répartissent les coûts entre un ensemble plus large de fournisseurs d'énergie et d'utilisateurs, plutôt que de demander à des développeurs individuels de réparer le réseau petit à petit, par le biais d'un processus chaotique.

Il y a un précédent pour cette idée. Dans les années 2000, les responsables du Texas ont constaté que les lignes électriques existantes ne seraient pas en mesure de gérer le nombre croissant d'éoliennes construites dans les plaines venteuses de l'ouest du Texas et ont prévu des milliards de dollars de mises à niveau. Le Texas est maintenant le leader national de l'énergie éolienne. De même, MISO, un réseau couvrant 15 États du Midwest, a récemment approuvé 10,3 milliards de dollars de nouvelles lignes électriques, en partie parce que les responsables ont pu voir que bon nombre de ses États avaient fixé des objectifs ambitieux en matière d'énergie renouvelable et auraient besoin de plus de transmission.

Mais ce type de planification proactive est rare, car les services publics, les représentants de l'État et les entreprises se disputent souvent avec acharnement pour savoir si de nouvelles lignes sont nécessaires - et qui devrait en supporter le coût.

"Le plus difficile n'est pas l'ingénierie, c'est de savoir qui va payer", a déclaré Aubrey Johnson, vice-président de la planification du système chez MISO.

Alors que les retards sur le réseau s'accumulent, les régulateurs en ont pris note. L'année dernière, la Federal Energy Regulatory Commission a proposé deux réformes majeures pour rationaliser les files d'attente d'interconnexion et encourager les opérateurs de réseau à faire une planification à plus long terme.

Le sort de ces règles n'est cependant pas clair. En décembre, Richard Glick, l'ancien président de la commission de réglementation qui a dirigé les deux réformes, a démissionné après s'être heurté au sénateur Joe Manchin III, démocrate de Virginie-Occidentale, à propos de politiques non liées concernant les gazoducs. La commission est désormais partagée entre deux démocrates et deux républicains ; toute nouvelle réforme doit être approuvée à la majorité.

Si les États-Unis ne peuvent pas résoudre leurs problèmes de réseau, ils pourraient avoir du mal à lutter contre le changement climatique. Les chercheurs du projet REPEAT dirigé par Princeton ont récemment estimé que de nouvelles subventions fédérales pour l'énergie propre pourraient réduire de moitié les émissions d'électricité d'ici 2030. Mais cela suppose que la capacité de transmission augmente deux fois plus vite au cours de la prochaine décennie. Si cela ne se produit pas, les chercheurs ont découvert que les émissions pourraient en fait augmenter à mesure que le solaire et l'éolien seraient bloqués et que les centrales au gaz et au charbon existantes fonctionneraient plus souvent pour alimenter les voitures électriques.

Le Massachusetts et le Maine offrent un avertissement, a déclaré David Gahl, directeur exécutif du Solar and Storage Industries Institute. Dans les deux États, les législateurs ont offert de fortes incitations pour les installations solaires à petite échelle. Les investisseurs ont versé de l'argent, mais en quelques mois, les gestionnaires de réseau ont été débordés, retardant des centaines de projets.

"Il y a là une leçon", a déclaré M. Gahl. "Vous pouvez adopter de grandes lois ambitieuses sur le climat, mais si vous ne faites pas attention aux détails comme les règles d'interconnexion, vous pouvez rapidement avoir des ennuis."

Audio produit par Kate Winslett.

Brad Plumer est un journaliste spécialiste du climat spécialisé dans les efforts politiques et technologiques visant à réduire les émissions de dioxyde de carbone. Au Times, il a également couvert les discussions internationales sur le climat et l'évolution du paysage énergétique aux États-Unis. @bradplumer

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