Impacts des changements climatiques sur le potentiel éolien

Au Canada, la filière éolienne a connu son essor au début des années 1990 avec l’installation de quelques éoliennes en Alberta, en Ontario et au Yukon. Depuis 1999, des centaines d’éoliennes sont installées chaque année dans des parcs éoliens, dont le nombre s’élevait, en 2021, à 317. L’industrie continue de croitre rapidement avec de nouveaux projets éoliens d’envergure et une multiplication de petits projets en réseaux isolés, tout en maintenant l’apport des parcs éoliens existants.

Toutefois, pour assurer le succès de ces projets, une planification rigoureuse, éclairée et sécuritaire est indispensable. Les acteurs de l’industrie doivent prendre leurs décisions en considérant un climat changeant pouvant affecter la ressource énergétique, et une augmentation significative du besoin en énergie.

Il est donc essentiel d’estimer la ressource éolienne future en tenant compte de l’impact des changements climatiques. Cette évaluation est d’autant plus cruciale dans un contexte de climat froid canadien, où les changements climatiques ont le potentiel d’influer sur la ressource en vent, bien entendu, mais également sur l’occurrence et sur l’intensité des événements de givre, qui sont le premier facteur de perte de production énergétique au pays.
 

• Évaluer les impacts des changements climatiques sur le potentiel éolien et en analyser les conséquences pour la production d’énergie dans les prochaines décennies.

• Analyser comment les parcs éoliens canadiens devront s’adapter à ces changements, tant sur les plans techniques qu’économiques.

• Inclusion des besoins spécifiques du projet dans la production de quatre simulations climatiques avec le MRCC5 (modèle régional canadien du climat version 5) pour l’horizon 1950-2100, en considérant deux scénarios d’émission de gaz à effet de serre, soit un de base à émissions élevées (RCP8.5) et un autre à augmentation modérée des émissions (RCP4.5). Pour chacun de ces RCP, les données simulées par deux modèles climatiques globaux ont alimenté MRCC5 en lui fournissant des conditions aux frontières de sa grille régionale nord-américaine.

• Modélisation du givre et de la production énergétique en utilisant les simulations climatiques comme intrants.

• Calcul de la différence de la production énergétique des éoliennes, basé sur les régimes de vent et les épisodes de givre simulés, entre une période future (2031-2060) et une période de référence (1981-2010).

La vitesse du vent reste stable au Canada

En effet, aucun changement significatif de la vitesse moyenne du vent ni de la durée annuelle d’opération des éoliennes entre les périodes 2031-2060 et 1981-2010 n’a pu être détecté lors de l’analyse de simulations climatiques régionales. Toutefois, ce résultat découle d’un très petit nombre de simulations et de modèles climatiques, ce qui constitue une limitation importante à l’étude. 

Cette absence de changement notable dans le régime de vent vient apaiser plusieurs inquiétudes quant aux impacts des changements climatiques sur la ressource éolienne. Qui plus est, les mesures de vent effectuées avant l’installation d’un parc éolien et durant sa période d’opération demeurent valides pour soutenir la prise de décision de fin de vie du parc.

Du changement pour le givre au Canada

Les régions pour lesquelles on anticipe une augmentation significative de la durée annuelle de présence de givre se concentrent dans le nord du Canada (figure 1). Les températures de ces régions, auparavant trop froides, augmenteront suffisamment pour favoriser la formation du givre durant un plus grand nombre d’heures durant l’année. Cela réduira d’autant le temps d’accès aux éoliennes pendant l’hiver pour des raisons de sécurité.

Grâce à la hausse des températures, de nombreuses régions côtières canadiennes situées autour de la baie d’Hudson, en Colombie-Britannique et dans les provinces atlantiques pourront s’attendre à un raccourcissement significatif de la longueur de leur saison de givre (figure 2). Par conséquent, des opérateurs de parcs éoliens situés dans ces régions bénéficieront d’un allongement de la saison propice aux entretiens planifiés qui seraient trop hasardeux durant la saison de givre.  

Figure 9 : changement de la durée annuelle de présence de givre roctor.

Figure 10 : changement de la durée de la saison de givre rotor.

Peu de changement pour la production énergétique éolienne canadienne

Aucun changement significatif de la production énergétique éolienne n’est prévu pour la période 2031-2060. Le seul changement détectable est une légère augmentation des pertes énergétiques dues au givre dans le nord du Canada, pour certains endroits où la durée de la présence de givre augmente. Tout comme pour les données de vents, ce résultat montre que les données de production acquises durant les années d’opération d’un parc éolien restent valides pour aider à la prise de décision de fin de vie du parc.

Ce projet est financé par le gouvernement du Québec et répond aux objectifs du Plan pour une économie verte 2030.

• Créneau d’excellence en éolien

• Hydro-Québec

• Manitoba Hydro

• Ontario Power Generation