L’énergie des vagues voit des ondulations d’activité aux États-Unis

Au cours des trois dernières décennies, la quête pour développer l’énergie des vagues a convoqué suffisamment d’imagination pour remplir un roman de HG Wells. Les inventeurs ont imaginé d’énormes machines ressemblant à des serpents de mer et des lanceurs de sous-marins, construit des huîtres mécaniques géantes et même créé un « dragon des vagues », le tout dans l’espoir de capturer l’énergie des vagues et de la convertir en électricité.

Malheureusement, les choses ne se sont pas bien terminées pour ce casting de personnages.

De Portland, Oregon à Porto, Portugal, des îles Orcades en Ecosse à la côte australienne au sud de Sydney, un par un ces monstres marins avec leur mort aquatique. Des dizaines de prototypes d’énergie houlomotrice autrefois pionniers, pour diverses raisons, n’ont jamais été commercialisés. Et de nombreuses jeunes entreprises qui les avaient créées ont fait faillite et liquidé leurs actifs.

En 2017, le Conseil des îles Orcades a acheté l’ancien générateur d’énergie marine Pelamis en forme de serpent pour 1 £, trois ans après la dissolution de son fabricant, Pelamis Wave Power.

La mise sur le marché de toute nouvelle source d’énergie renouvelable exige une recherche et un développement approfondis, et l’océan peut être un endroit inhospitalier. L’eau salée est corrosive; de fortes tempêtes peuvent endommager les machines ; et sortir des appareils en eau libre simplement pour les tester nécessite beaucoup de temps et d’argent.

Pourtant, la longue et mouvementée histoire d’essais et d’erreurs du secteur n’a pas été vaine. Les technologies d’énergie marine alimentées par les courants, les marées et les vagues connaissent une innovation rapide. Et les gouvernements considèrent de plus en plus l’énergie des océans comme essentielle pour atteindre les objectifs d’énergie propre à 100 % et les objectifs connexes en matière de changement climatique.

Les États-Unis n’ont qu’un seul projet d’énergie houlomotrice actif, bien qu’il soit important, avec plus d’un mégawatt de capacité.

En tant que tel, davantage d’argent public afflue pour le développement, les tests et la commercialisation, y compris aux États-Unis, qui ont pris du retard sur l’Europe, le leader mondial de l’énergie océanique, en grande partie en raison d’investissements publics limités. Les startups américaines de l’énergie des vagues et le gouvernement fédéral semblent impatients de rattraper leur retard. Et il semble qu’ils auront bientôt l’occasion d’essayer.

En janvier, le ministère de l’Énergie (DOE) a accordé un financement de 25 millions de dollars pour soutenir huit projets d’énergie houlomotrice qui constitueront la première série de tests en eau libre dans une installation de l’Université d’État de l’Oregon appelée PacWave, juste au large de la côte de l’Oregon. Prévu pour être opérationnel à l’automne 2023, PacWave marque un tremplin important pour le secteur car il sera le premier site d’essais en haute mer connecté au réseau en Amérique du Nord qui est pré-autorisé, ce qui signifie que les entrepreneurs et les chercheurs peuvent tester leurs appareils sans avoir à passer par le long processus réglementaire.

Schéma du développement pré-autorisé de PacWave, PacWave South.

« C’est un gros problème pour l’industrie », a déclaré Bryson Robertson, directeur du Pacific Marine Energy Center de l’OSU, à GreenBiz. « C’est un gros problème de s’assurer que les personnes qui développent des technologies dans les Amériques et dans d’autres parties du monde puissent réellement les tester à grande échelle sans passer par plusieurs années de processus réglementaires et l’administration et les coûts associés. Ils peuvent nous apporter leur technologie et le déployer afin qu’ils puissent comprendre comment il fonctionne et obtenir une grande partie des données et des caractéristiques de performance nécessaires à mesure qu’ils progressent vers la commercialisation. »

Pas de soleil? aucun problème

L’énergie des océans a captivé l’imagination en raison de son abondance et de son énorme potentiel. Selon le National Renewable Energy Laboratory (NREL), si nous pouvions exploiter toute l’énergie marine disponible le long des côtes des États-Unis – les vagues, les marées, les courants et les gradients thermiques – cela pourrait fournir suffisamment d’énergie pour alimenter plus de la moitié de la besoins en électricité du pays.

Bien sûr, la construction d’installations d’énergie marine sur toute la côte américaine dans le but de capter la puissance de chaque dernière vague ne serait ni pratique ni écologiquement responsable, mais considérez ceci : la ressource totale d’énergie marine du pays est de 2 300 térawattheures par an, soit environ 57 % de la production d’électricité aux États-Unis en 2019. L’utilisation d’un dixième seulement de ces ressources nous fournirait près de 6 % de l’électricité que nous utilisons, soit suffisamment pour alimenter 22 millions de foyers et éliminer un quart de la flotte de charbon américaine.

L’énergie océanique pourrait également aider à combler le vide laissé par d’autres technologies renouvelables. L’éolien et le solaire combinés peuvent potentiellement fournir 75% de l’électricité du pays d’ici 2035 et 90% d’ici 2050, selon le DOE. Et les partisans de l’énergie des vagues soulignent qu’elle pourrait aider à fournir le reste de manière complémentaire tout en réduisant la dépendance au stockage, car les vagues et les marées sont plus prévisibles et fiables que le soleil et le vent. Les vagues soufflent jour et nuit, et elles se renforcent en hiver lorsqu’il y a nettement moins de soleil dans les États du nord.

Ces technologies d’énergie renouvelable peuvent non seulement se compléter, mais les développeurs ont commencé à voir des moyens d’unir leurs forces et de partager l’espace. Des projets hybrides visant à attacher des dispositifs houlomoteurs à des parcs éoliens offshore ou à des panneaux solaires flottants sont déjà à l’étude en Europe.

CalWave Power Technologies faisait partie des six entreprises et des deux universités à avoir reçu un financement du DOE en janvier – 7,5 millions de dollars pour tester ses conceptions de convertisseurs d’énergie des vagues à utiliser dans des zones géographiquement éloignées ou sur de petits réseaux énergétiques locaux. La startup basée à Oakland souhaite utiliser sa technologie aux côtés de l’éolien offshore, a déclaré le cofondateur et PDG Marcus Lehmann à GreenBiz.

« Nous pouvons prendre l’infrastructure électrique d’un parc éolien offshore et utiliser cette même infrastructure pour exporter de l’électricité vers le réseau », a déclaré Lehmann. « Un très bon parc éolien offshore a un facteur de capacité de 40 à 50 %, ce qui signifie que l’équipement n’est utilisé qu’à la moitié de sa capacité par an. Et si nous équilibrons l’énergie d’un parc commun, nous pouvons augmenter le facteur de capacité commun. à 90 pour cent. »

Un schéma de ce qu’il ne faut pas faire

L’UE est le leader mondial des technologies marémotrices et houlomotrices, en grande partie grâce aux politiques et aux investissements précoces qui ont contribué à les guider vers la commercialisation. Au cours de la dernière décennie, l’Europe a investi plus de 414 millions de dollars dans la recherche, le développement et l’innovation dans le domaine de l’énergie océanique, par le biais de divers programmes de financement. Et l’UE s’est fixé pour objectif de déployer 100 mégawatts de capacité d’énergie houlomotrice et marémotrice d’ici 2025. L’année dernière, il y avait un pipeline de 17 projets, « plus que suffisant » pour atteindre l’objectif, selon Ocean Energy Europe.

En comparaison, les États-Unis n’ont qu’un seul projet d’énergie houlomotrice actif, bien qu’il soit important, avec plus d’un mégawatt de capacité. Le projet a été lancé en 2020, sur le site de test de l’énergie des vagues de la marine américaine près de Kaneohe, à Hawaï. Jusqu’à ce que PacWave ouvre ses portes, cet emplacement – qui a récemment reçu une injection de 6 millions de dollars de la Marine – reste le seul site de test d’énergie des vagues connecté au réseau du pays.

La longue et turbulente histoire de l’énergie des vagues a fourni aux entreprises un modèle, pour ainsi dire, sur la façon de ne pas faire les choses.

« Les Européens sont dans le coup et investissent depuis bien plus longtemps », a déclaré Robertson. « Les États-Unis rattrapent définitivement les Européens. Mais nous avons l’avantage d’apprendre d’eux et de ce qu’ils ont fait et où ils ont fait des faux pas. »

En effet, la longue et mouvementée histoire de l’énergie des vagues a fourni à des entreprises telles que la startup israélienne Eco Wave Power un modèle, pour ainsi dire, sur la façon de ne pas faire les choses.

Fondée à Tel Aviv en 2011 par Inna Braverman alors qu’elle n’avait que 24 ans, la société a conçu une technologie d’énergie houlomotrice terrestre qui se monte sur les brise-lames, les jetées, les jetées et d’autres types de structures existantes. Eco Wave a déployé son premier projet commercial connecté au réseau à Gibraltar en 2016 et travaille sur la première installation d’énergie houlomotrice connectée au réseau d’Israël. Il a également un certain nombre d’autres projets prévus, y compris une installation de 1 mégawatt connectée au réseau au Portugal qui fait partie d’un accord de 20 mégawatts.

Braverman, qui est PDG de la startup, a déclaré à GreenBiz qu’elle et le cofondateur David Leb avaient étudié l’histoire du développement de l’énergie des vagues, puis avaient essentiellement fait le contraire.

Le prototype Pelamis Wave Energy Converter, aujourd'hui disparu, en Écosse en 2007.

Le prototype aujourd’hui disparu du Pelamis Wave Energy Converter, en Écosse en 2007.

« Nous avons compris lorsque nous avons créé Eco Wave Power que si vous n’avez pas quelque chose de rentable, fiable, assurable, respectueux de l’environnement et facilement connecté au réseau, vous n’avez pas d’entreprise », a-t-elle déclaré. « Nous nous sommes donc demandé : comment résoudre ces problèmes ? Et nous avons décidé de prendre une direction complètement différente de celle que l’industrie avait par le passé. « 

Maintenant, la société a les yeux rivés sur les États-Unis. Elle a commencé à être cotée à la bourse NASDAQ en juillet ; et en janvier, Eco Wave s’est associé à AltaSea, une organisation à but non lucratif qui travaille avec des startups de l’économie bleue, sur un projet pilote sur le campus de l’accélérateur d’AltaSea au port de Los Angeles.

« Les États-Unis sont un marché cible très important pour nous, et d’après notre expérience, la meilleure façon de pénétrer un marché est d’installer un projet pilote ou une preuve de concept », a déclaré Braverman. « Parce que lorsque vous parlez à des gens de différents pays, ils disent: » C’est génial d’avoir quelque chose en Israël ou quelque chose à Gibraltar, mais nous avons des eaux différentes. Donc, tout le monde veut voir quelque chose dans son propre jardin avant de faire du commerce avec le La technologie. »

La voie de la commercialisation

L’augmentation du financement public et le site de test PacWave devraient aider à faire avancer plus rapidement le secteur de l’énergie des vagues aux États-Unis vers la commercialisation. Mais il existe également des avancées technologiques qui rendent le processus de conception et de développement des startups d’aujourd’hui moins lourd et moins coûteux qu’il ne l’était pour la première génération de développeurs d’énergie houlomotrice. Pour Balakrishnan « Balky » Nair, PDG d’Oscilla Power de Seattle, cela signifie qu’il n’y a aucune raison réelle pour laquelle ces technologies ne peuvent pas être compétitives.

« Afin de concevoir des systèmes capables de capturer beaucoup d’énergie, vous aviez besoin de beaucoup de matériel et de logiciels de modélisation et d’analyse, dont la combinaison n’est vraiment devenue disponible qu’au cours de la dernière décennie », a déclaré Nair à GreenBiz. « Avant cela, vous n’aviez pas la capacité de calcul et les moyens de concevoir et de modéliser ces systèmes avec précision. Ainsi, avec la technologie de l’ancienne génération, les gens faisaient en grande partie leurs meilleures suppositions. Ils ont dû sur-concevoir les systèmes parce qu’ils ne savent à quoi s’attendre, ils se sont donc retrouvés avec des dépenses d’investissement très élevées et n’ont pas produit assez d’énergie. Mais ces systèmes ne reflètent pas où nous pouvons aller en tant qu’industrie.

Il n’y a aucune raison fondamentale pour que cette technologie soit plus chère que l’énergie éolienne.

Oscilla a reçu 1,8 million de dollars du DOE pour concevoir un système d’énergie houlomotrice de 1 mégawatt à l’échelle des services publics, le Triton, qui peut être connecté ou déconnecté du réseau électrique. La société se prépare également à déployer sa première démonstration à l’échelle commerciale de son système Triton-C plus petit sur le site d’essai de la Marine à Hawaï. Le Triton-C, en cours de développement depuis plus d’une décennie, est conçu pour les communautés éloignées et isolées, qui dépendent généralement de générateurs diesel, ce qui rend leurs coûts d’énergie exceptionnellement élevés.

« Avec les outils matériels et logiciels qui sont devenus disponibles, il existe une génération d’entreprises comme la nôtre qui, selon nous, peuvent atteindre des points de coûts très compétitifs », a déclaré Nair, ajoutant que les coûts plus élevés de l’énergie des vagues reflètent son histoire et son stade de développement. plutôt que la technologie elle-même. « Il n’y a aucune raison fondamentale pour que cette technologie soit plus chère que l’énergie éolienne. »

Robertson pense que le secteur de l’énergie des vagues aux États-Unis commencera à se développer au cours des cinq prochaines années avec de nombreuses petites installations hors réseau, pour alimenter les installations d’observation des océans, les véhicules sous-marins et les petites communautés éloignées. Il voit la commercialisation de l’énergie houlomotrice à grande échelle dans une dizaine d’années. « Nous verrons quand PacWave sera en ligne », a-t-il déclaré. « Je suis optimiste à propos des technologies, et il y a des gens vraiment intelligents qui y travaillent. Mais nous travaillons tous avec un ensemble de données incomplet jusqu’à ce que nous les mettions à l’eau. »