Énergie éolienne au Danemark

La part de l'éolien dans la production d'électricité du Danemark s'élève à 48 % en 2019, selon WindEurope[2].

Le Danemark est en 2018 le 8^e producteur d’électricité éolienne européen, avec 13 892 GWh, en recul de 6 % par rapport à 2017, loin derrière le leader allemand : 111 590 GWh[3].

L'éolien couvrait 40,5 % de la consommation électrique danoise sur la période de mi-2017 à mi-2018 ; ce taux est le plus élevé d'Europe : il atteignait 20,4 % en Allemagne, 14,1 % au Royaume-Uni, 11,2 % en Suède et 5,7 % en France[4].

2016 avait été marquée par de très mauvaises conditions météorologiques en Europe du nord[5].

Le Danemark a établi en 2015 un nouveau record dans l'éolien : l'énergie éolienne a assuré 42,1 % de la consommation électrique du pays, soit 3 points de plus qu'en 2014, grâce à des conditions de vent supérieures à la moyenne[6].

Le Danemark a été dépassé en 2015 par la Suède qui a bondi de 11 234 GWh en 2014 à 16 500 GWh en 2015, soit +47 %[7].

Le parc éolien de Rønland au Danemark.

En 2012, les éoliennes couvraient plus de 28 % de la consommation d'électricité du Danemark, proportion que le gouvernement s'est donné l'objectif de porter à 50 % en 2020[9]. En 2013, cette proportion a atteint 33,2 % ; un record a été atteint en décembre 2013 avec 135,8 % de la demande danoise en électricité couverte par la production éolienne pendant une tempête (l'excédent a été exporté)[10].

Les éoliennes offshore danoises atteignent, grâce à des conditions de vent très favorables, des facteurs de charge moyens record (2017)[11] :

• Anholt 1 (400 MW) : 49,4 % ;
• Horns Rev I (160 MW) : 42,0 % ;
• Horns Rev II (209 MW) : 48,1 % ;
• Nysted (Rødsand) I (165,6 MW) : 37,3 % ;
• Nysted (Rødsand) II (207 MW) : 44,0 % ;
• Middelgrunden (40 MW) : 25,5 % ;
• Samsø (23 MW) : 39,3 %.

En comparaison, les éoliennes françaises avaient un facteur de charge moyen de 21,6 % en 2017 et 22 % en 2016[12].

Le Danemark a installé 402 MW d'éoliennes en 2019 selon WindEurope, dont 28 MW à terre et 374 MW en mer, portant la puissance installée de son parc éolien à 6 128 MW, en progression de 7 %, au 7^e rang européen avec 3,2 % du parc éolien de l'Union européenne, loin derrière l'Allemagne (61 357 MW) et juste derrière la Suède (8 985 MW). Le marché danois a été en 2019 le treizième marché européen avec 3 % de ce marché[2].

En décembre 2019, selon l'Agence danoise de l'énergie, la puissance installée des 6 251 éoliennes danoises (5 693 éoliennes terrestres et 558 offshore) était de 6 112 MW, dont 4 411 MW à terre et 1 701 MW en mer. En 2019, 20 turbines (28 MW) ont été mises en service et 28 turbines (32 MW) ont été retirées du service[1].

En 2018, les installations ont atteint 657 MW, portant la puissance installée de son parc éolien à 6 131 MW, au 7^e rang européen, derrière la Suède (7 407 MW), loin derrière le leader allemand (58 908 MW)[3].

Le Danemark se situe au 13^e rang mondial en 2018 avec 1,0 % du total mondial[13].

Le Danemark est de loin le pays européen le plus densément équipé en éoliennes : 960,3 W/habitant en 2017, alors que la moyenne de l'Union européenne est de 330,2 W/hab ; le deuxième pays selon ce critère est l'Irlande : 704,7 W/hab, suivie par la Suède : 672,4 W/hab[5].

Le Danemark était, avec 4 845 MW de puissance installée fin 2014, au 8^e rang en Europe, mais les nouvelles installations durant l'année 2014 ont chuté à 67 MW seulement[14] contre 694 MW en 2013 ; ce coup d'arrêt brutal provenait de craintes largement médiatisées pour la santé du fait des infrasons produits par les éoliennes ; la construction d'éoliennes était au point mort en attendant que l'enquête gouvernementale sur ces problèmes de santé soit achevée[15].

Parc éolien offshore de Rødsand I et II (Nysted).

Le Danemark a installé 374 MW d'éoliennes en mer en 2019, portant la puissance installée de son parc éolien en mer à 1 703 MW, au 3^e rang européen, loin derrière le Royaume-Uni (9 945 MW) et l'Allemagne (7 445 MW)[2].

En 2019, les 558 éoliennes offshore totalisaient une puissance de 1 701 MW ; elles ont produit 6 197,6 GWh, soit 38,4 % de la production totale avec 27,8 % de la puissance installée[1].

Le Danemark a installé 437 MW d'éoliennes en mer en 2018, portant la puissance installée de son parc éolien en mer à 1 700,8 MW, au 3^e rang européen, loin derrière le Royaume-Uni (7 940 MW) et l'Allemagne (6 405 MW) ; la production de ce parc s'est élevée à 4 630 GWh, soit 33,3 % de la production éolienne totale. La principale mise en service de 2018 a été celle du parc de Horns Rev 3 (407 MW)[3].

Le Danemark est resté au 3^e rang européen sur le segment offshore en 2018 avec 1 329 MW installés, en progression de 61 MW, loin derrière le Royaume-Uni (7 963 MW) et l'Allemagne (6 380 MW) ; au niveau mondial, il est au 4^e rang derrière la Chine (4 588 MW)[13].

Le Danemark était au 3^e rang européen en 2017 avec 1 291,8 MW installés, en progression de 20,7 MW après 3 années sans changement, malgré le démontage de 11 éoliennes de 450 kW du parc de Vindeby[5] ; il était passé en 2014 du 2^e au 3^e rang européen ; la puissance installée danoise n'a pas changé depuis la mise en service complète du parc d'Anholt (400 MW) en 2013[16].

Le premier parc éolien en mer au monde a été installé à Vindeby au Danemark en 1991. En 2010, les deux fabricants d'éoliennes basés au Danemark, Vestas Wind Systems et Siemens Wind Power, avaient installé plus de 90 % des parcs éoliens en mer cumulés. La plateforme technologique danoise “MEGAVIND” a pour objectif d'abaisser les coûts de production des parcs éoliens en mer, afin de les rendre compétitives d'ici 2020 par rapport aux centrales à charbon, en accroissant leur production par MW installé de 25 %, en réduisant leur coût d'investissement par MW de 40 % et leurs coûts d'exploitation et maintenance de 50 %[17].

• (en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « List of offshore wind farms in Denmark » (voir la liste des auteurs).

Le parc éolien offshore Horns Rev vu depuis le pied du phare de Blåvandshuk.

Le parc éolien offshore de Middelgrunden près de Copenhague.

La liste exhaustive des parcs éoliens danois est disponible sur The Windpower[18], qui recense 1 516 parcs totalisant 5 267 MW en février 2016.

L'appel d'offres pour Kriegers Flak a été remporté par Vattenfall en novembre 2016 à un prix fixe de 49,90 €/MWh (56,38 $/MWh) sans ajustement de l'inflation, pour 30 TWh, correspondant à 50 000 heures de fonctionnement à pleine charge, soit environ 11 ans[28]^,[29].

Le parc éolien de Samsø a été construit par une coopérative réunissant les 4 200 habitants de l'île de Samsø[30]. Celui de Middelgrunden appartient à 50 % à une coopérative (40 000 parts) et 50 % à la compagnie municipale d'électricité de Copenhague[19].

logo de VESTAS

• Vestas Wind Systems A/S[31] était depuis 2000 le plus grand fabricant mondial d'éoliennes[32], mais a été dépassé par le Chinois Goldwind dont la part de marché mondial s'élevait en 2015 à 12,6 % contre 11,9 % pour Vestas et 9,6 % pour General Electric Wind[33]. Vestas a joué un rôle de pionnier dans le secteur, installant sa première turbine (30 kW) en 1979. En 2013, son catalogue allait de 2 MW à 8 MW[10].

• Ørsted, (ex-DONG Energy), opérateur historique de la production de gaz et d'électricité, fondé par l'État danois en 1972 sous le nom de Dansk Naturgas A/S pour exploiter les gisements de gaz de Mer du Nord, a étendu ses activités à la production d'électricité, puis a fusionné en 2005 avec 5 autres compagnies danoises d'énergie[34] ; entre 2007 et 2017, DONG Energy a réduit de 73 % sa consommation de charbon et a décidé de sortir du charbon d'ici 2023 ; en 2017, Ørsted a vendu sa branche pétrolière et gazière amont et se reconvertit vers les énergies vertes où il était déjà leader avec 25 % de l'éolien offshore danois[35]. Sa branche éolienne a construit le premier parc éolien offshore en 1991 et en 2017 emploie 2 400 employés pour gérer des éoliennes au Danemark, au Royaume-Uni, en Suède, Norvège, Pays-Bas, États-Unis et Taïwan[36].

Le Danemark a été en 2008 le plus important fabricant mondial d'éoliennes, qui représentaient alors 7,2 % des exportations totales danoises[37].

Le parlement danois adopte en novembre 2019 une nouvelle loi sur le climat qui fixe l'objectif de réduire, d’ici à 2030, les émissions de dioxyde de carbone du pays de 70 % par rapport aux niveaux de 1990 et de devenir neutre en carbone d’ici à 2050. Le gouvernement danois publie en mai 2020 une proposition de loi proposant de bâtir deux grands îlots de production d’énergie éolienne, d’une capacité d'au moins 2 GW chacun, pour réduire ses émissions de CO₂ et devenir un exportateur d’énergie verte. L'un de ces îlots serait une île artificielle construite en mer du Nord et connectée aux Pays-Bas. À long terme, sa capacité pourrait être portée à 10 GW. La seconde centrale se situerait sur l’île danoise de Bornholm, en mer Baltique, et serait reliée à la Pologne. À plus long terme, le surplus d’électricité produit sur ces îlots pourrait être converti en hydrogène par électrolyse, lui-même transformé en carburant pour les avions, les camions, les bateaux et les installations de chauffage[38].

En mars 2013, un accord énergétique voté par le Parlement fixe pour objectif de couvrir 50 % de la consommation électrique du pays par l'éolien en 2020 contre 28 % en 2012 ; pour cela, 2 000 MW supplémentaires seront installés, dont 1 500 MW offshore : parcs de Horn Rev3 (600 MW), Kriegers Flak (400 MW) et 500 MW de fermes côtières (nearshore)[39].

En 2012, un nouvel accord sur l'énergie a été conclu, qui a modifié le niveau de soutien pour l'électricité produite par les éoliennes. La subvention varie selon plusieurs facteurs tels que la taille de la turbine et la date de connexion au réseau. Les nouvelles éoliennes terrestres reçoivent une prime (qui s'ajoute au prix de vente) de 25 øre/kWh (3,35 c/kWh) pour 22 000 heures équivalent pleine puissance. Cependant, la prime plus le prix de marché ne peut pas excéder 58 øre/kWh (7,77 c/kWh, soit 77,7 €/MWh), autrement dit, si le prix de marché dépasse 33 øre/kWh (44,2 €/MWh), la prime sera inférieure à 25 øre/kWh. Ceci s'applique aux éoliennes proches du rivage et aux parcs éoliens en haute mer. Pour les grands parcs éoliens en mer, la subvention est fixée par appel d'offres ; par exemple, le parc Horns Rev II de 200 MW a obtenu un tarif d'achat fixe (feed in tarif) de 51,8 øre/kWh (69,4 €/MWh) pendant 50 000 heures équivalent pleine puissance, celui de Rødsand II (200 MW) 62,9 øre/kWh (84,3 €/MWh) pour 50 000 heures et le parc d'Anholt (400 MW) 105 øre/kWh (140,8 €/MWh) pour 22 000 heures. Les éoliennes de particuliers de moins de 25 kW reçoivent un tarif d'achat fixe de 250 øre/kWh (335 €/MWh)[40].

L'intégration d'une telle proportion d'électricité éolienne, avec sa forte intermittence, aurait été impossible sans la capacité de régulation apportée par les réservoirs des centrales hydroélectriques norvégiennes et suédoises. En effet, si la part des éoliennes dans la production électrique n'est que de 33 % en moyenne, il arrive de plus en plus souvent qu'elle dépasse 100 %, en particulier la nuit, lorsque la consommation est à son minimum, si le vent souffle fort. À ces moments-là, le Danemark exporte son surplus d'électricité éolienne vers la Norvège et la Suède, qui alors stoppent la production de certaines centrales hydroélectriques et stockent l'eau dans leurs réservoirs, pour la turbiner lorsque le vent sera retombé. Il y a ainsi une forte complémentarité entre l'éolien et l'hydraulique, qui va être de plus en plus sollicitée, y compris par l'Allemagne et les Pays-Bas ; à terme, d'autres moyens de régulation sont en cours d'expérimentation : effacement de certaines consommations (chauffage électrique, lave-linge, etc.) pendant les périodes de faible vent, utilisation des batteries des voitures pour stocker les surplus éoliens, etc.; pour cela, les recherches sur les réseaux intelligents (smart grids) sont très développées au Danemark[41]^,[42].

Étant donné la part très importante de l'éolien dans la production d'électricité, il arrive de plus en plus souvent que le gestionnaire de réseau Energinet.dk soit amené à stopper des éoliennes pour éviter le risque d'une surcharge du réseau (par exemple, le 4 octobre 2008, le vent étant arrivé sur les côtes ouest trois heures plus tôt que prévu, il a fallu stopper plusieurs centaines de MW d'éolien). Energinet.dk doit verser au propriétaire de l'éolienne arrêtée une compensation pour ses pertes de recettes. La loi danoise sur les énergies renouvelables de 2008 a modifié les règles de compensation pour les grands parcs offshore : Energinet.dk peut réduire ou suspendre la production de ces parcs lorsque leurs lignes de raccordement au réseau nécessitent une maintenance ou si la capacité du réseau est saturée ; la compensation ne sera due que si le producteur n'a pas été prévenu au moins 24 heures à l'avance[43].

La production d'électricité éolienne atteignait 10,27 TWh, soit 33,4 % de la production totale en 2012 ; la part du charbon a reculé de 82,8 % en 1994 (33,29 TWh) à 34,4 % en 2012 (10,56 TWh)[s 1], on peut calculer que les émissions de CO₂ évitées par l'éolien sont d'environ 13,7 Mt CO₂.

Les importations de charbon ont coûté 2,4 Mds DKK (320 M€) en 2012[r 1] ; les économies de charbon dues à l'éolien en 2012 étaient donc d'environ 300 M€.

Le solde des échanges internationaux d'électricité était importateur de 5,4 TWh en 2012 (mais de 0,3 TWh seulement en 2013) ; le solde financier était déficitaire de 2,6 Mds DKK (350 M€)[r 1]. Ce déficit pourrait provenir en partie d'un abaissement des prix du marché causé à certains moments par des excédents de production éolienne dans des périodes de faible demande (nuits, week-ends).

Le chiffre d'affaires de l'industrie éolienne danoise a été de 10,8 Mds€ (11 Mds€ en 2011) ; les exportations du secteur éolien ont été de 6,5 Mds€ en 2013, contre 7 Mds€ en 2012 (8,5 % des exportations danoises) ; ses emplois ont été ramenés à 27 490 fin 2013 contre 28 459 en 2012[44]. Pour comparaison, le PIB danois était de 245,25 Mds € en 2012[45].

L'industrie éolienne danoise comprend plus de 350 entreprises et emploie 25 000 personnes. Une éolienne sur trois et neuf éoliennes offshore sur dix en fonctionnement dans le monde sont basées sur la technologie ou le savoir-faire danois[46].

Les dépenses pour obligations de service public (surcoûts dus à ces obligations, équivalent danois de la CSPE) ont atteint 4,7 Mds DKK en 2012, dont 2,2 Mds DKK (295 M€) pour l'éolien[r 1].

Le niveau très élevé des prix de l'électricité au Danemark est dû à des taxes créées en 1977 pour inciter les consommateurs à économiser l'énergie ; elles ne sont pas affectées au soutien des énergies renouvelables, mais alimentent le budget général de l'État ; ces taxes sont parmi les plus élevées au monde[47] ; elles totalisaient (toutes énergies comprises) 40,1 Mds DKK en 2012, soit 4,6 % des revenus fiscaux du Danemark[r 1]. L'accord sur l'énergie de 2012 entre les partis politiques ayant décidé d'aller vers la disparition des combustibles fossiles, ces taxes risquaient de rapporter de moins en moins ; une "taxe de sécurité d'approvisionnement" a donc été créé sur toutes les énergies, renouvelables comprises, utilisées pour le chauffage[47].

Les associations écologistes présentent souvent l'éolien danois comme un modèle, alors que leurs contradicteurs lui reprochent son coût élevé, la persistance du charbon comme principale source d'électricité, les émissions de gaz à effet de serre supérieures à la moyenne européenne, etc[48]. Il y a du vrai et du faux des deux côtés :

• le Danemark a effectivement encore des émissions de CO₂ assez élevées : 6,91 tonnes de CO₂ par habitant en 2013 (émissions de CO₂ liées à l'énergie), soit 5,2 % au-dessus de la moyenne de l'Union européenne (6,57 t/hab) ; l'Allemagne émettait 9,25 t/hab, la France 4,79 t/hab, la Suède 3,91 t/hab[49] ; mais ces émissions ont baissé de 30,3 % entre 1990 et 2013 contre -22 % pour l'Union européenne, et depuis 1971 elles ont baissé de 38 %[50] ;
• la part du charbon dans la production d'électricité est certes encore élevée : 34,4 % en 2012, mais baisse rapidement (82,8 % en 1994), et l'éolien vient de le dépasser : 39 % en 2013-14 ; avec la biomasse, la part des renouvelables atteint 48,3 %[s 1] ;
• le prix de l'éolien est certes élevé, bien que moins qu'en France : le tarif d'achat est plafonné à 77,7 €/MWh contre 84 €/MWh en France, et celui des parcs offshore s'échelonne de 69 €/MWh à 140 €/MWh, contre plus de 220 €/MWh pour les futurs parcs éoliens de la Manche[40], où les conditions de vents sont moins favorables qu'en Mer du Nord ; le prix élevé de l'électricité n'est pas directement lié à l'éolien, les taxes sur l'énergie ayant été créées pour inciter aux économies d'énergie et alimentant le budget de l'État ; le surcoût des tarifs d'achat éoliens n'est que de moins de 300 M€[r 1] ;
• on peut bien entendu soutenir, en s'appuyant sur les exemples suédois et français, que le choix du nucléaire aurait permis d'aller plus vite et plus loin dans l'élimination des combustibles fossiles, et ce à un coût moindre ; mais le Danemark étant un petit pays, il aurait dû acheter des centrales clé en main, alors que l'éolien est à près de 100 % produit au Danemark, et de plus alimente de juteuses exportations[r 2] ;
• il n'en reste pas moins que le modèle danois n'est pas reproductible, d'une part car les places sont prises désormais dans l'industrie éolienne[51], et d'autre part car peu de pays ont la chance d'avoir des voisins richement dotés en barrages hydroélectriques, solution idéale pour compenser l'irrégularité de la production éolienne[52].

• (en)[PDF]Energy Statistics Report 2012, sur le site de l'Agence danoise de l'Énergie.

• (en)[xls]Energy Statistics 2012, sur le site de l'Agence danoise de l'Énergie.

• autres références :