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Qu'est-ce que l'énergie éolienne ? Comment est-elle produite ? Comment fonctionnent les éoliennes ? Quelle est la différence entre l'énergie éolienne terrestre et l'énergie éolienne en mer ? Quels sont les avantages et les inconvénients de l'énergie éolienne ? Comment l'énergie éolienne peut-elle être stockée ? Cet article répond à ces questions et à bien d'autres encore. Vous pourrez ainsi décider en toute connaissance de cause si vous souhaitez participer au secteur de l'énergie éolienne en tant que producteur d'énergie éolienne ou en tant qu'investisseur.
L'objectif est quantifié. Avec un projet de loi visant à augmenter et à accélérer l'expansion des éoliennes terrestres (WEA) (appelé Wind-an-Land-Gesetz), qui a été approuvé par le cabinet fédéral à la mi-juin, l'Allemagne veut accélérer l'expansion de l'énergie éolienne terrestre.
. En effet, l'expansion de l'énergie éolienne est cruciale tant pour renforcer l'indépendance vis-à-vis des importations de produits fossiles que pour atteindre les objectifs climatiques. Le projet d'EEG 2023 relève donc considérablement les voies d'expansion de l'énergie éolienne terrestre. Pour que des surfaces suffisantes soient disponibles pour l'énergie éolienne terrestre, environ 2 % du territoire fédéral est nécessaire à moyen et long terme. Cet objectif a été ancré dans l'accord de coalition. Actuellement, 0,8 pour cent du territoire de l'État fédéral est désigné pour l'énergie éolienne terrestre, dont seulement 0,5 pour cent est effectivement disponible.
L'Agence fédérale de l'environnement explique cet écart sur son site web comme suit : Si l'on tient compte des restrictions résultant des distances d'implantation, comme la réglementation 10-H en Bavière, d'autres restrictions de hauteur, de l'interdiction de l'énergie éolienne dans les forêts, comme dans la loi sur les forêts de Thuringe, et de l'exigence très répandue selon laquelle le rayon du rotor doit se situer à l'intérieur de la limite territoriale, la surface disponible se réduit à une part de 0,52 pour cent de la superficie du Land.
La loi visant à augmenter et à accélérer l'expansion des installations éoliennes terrestres oblige les Länder à mettre à disposition une part de 1,8 à 2,2 pour cent de leur territoire pour l'expansion de l'énergie éolienne d'ici fin 2032, selon le communiqué de presse associé. En conséquence, les villes-États devraient affecter 0,5 pour cent de leur superficie à l'énergie éolienne. La répartition tient compte des conditions différentes des États fédérés. La loi prévoit un objectif intermédiaire de 1,4 pour cent pour la fin de l'année 2026.
Le projet de loi contient donc également une nouvelle conception de la clause d'ouverture des Länder pour les réglementations de distance minimale dans le cadre du droit du Land. "Nous procédons à un découpage régional équitable, en tenant compte des conditions de vent, de la protection de la nature et des espèces et des ordres spatiaux", a déclaré à la presse le vice-chancelier et ministre fédéral de l'Économie, Dr Robert Habeck. "Il appartient aux Länder de décider comment ils atteignent leurs objectifs en matière de surfaces. Nous excluons toutefois toute planification préventive", a souligné M. Habeck.
Le vent est principalement le résultat des activités du soleil. Lorsque les rayons du soleil frappent la terre, une partie d'entre eux est absorbée. Ce processus génère de la chaleur. Lorsque la surface de la terre se réchauffe, l'air au-dessus d'elle se réchauffe également. L'air chaud se dilate, ce qui le rend plus fin et plus léger. Les masses d'air chaud s'élèvent alors.
Cela crée une basse pression près du sol. Dans les endroits où il fait froid, au contraire, l'air descend et une haute pression se forme au sol. Pour égaliser la pression entre des masses d'air voisines ayant des températures différentes, l'air froid s'écoule là où l'air chaud s'élève.
La règle suivante s'applique : Plus la différence de température est grande, plus le flux est rapide. Cela signifie qu'un vent plus fort souffle. L'énergie éolienne est donc l'énergie que les masses d'air possèdent du fait de leur mouvement.
L'énergie éolienne peut être exploitée à l'aide de turbines éoliennes, également appelées centrales éoliennes (WKA) ou aérogénérateurs. En effet, l'énergie du vent qui frappe les pales du rotor des turbines les met en mouvement de sorte que le rotor associé tourne. Un générateur produit finalement du courant électrique utilisable (énergie électrique = électricité) à partir de toute l'énergie cinétique (énergie mécanique de rotation).
La règle suivante s'applique : Plus l'éolienne est haute et plus le vent souffle fort, plus le rendement électrique du système est élevé.
L'énergie éolienne est une énergie renouvelable ; sa production n'entraîne aucune émission de CO2. Comme l'énergie solaire, le vent est une énergie gratuite qui est disponible presque partout dans le monde. Comme le soleil, il est considéré comme une source d'énergie inépuisable.
L'expression anglaise "on shore" signifie : "sur terre". Et l'expression "off shore" signifie : "au large de la côte". Par conséquent, une éolienne située sur terre est une éolienne onshore, tandis qu'une éolienne située au large des côtes dans la mer est une éolienne offshore.
La règle suivante s'applique : En moyenne, il est possible de produire plus d'électricité par éolienne en mer, mais la construction d'une éolienne offshore est aussi nettement plus coûteuse que celle d'une éolienne terrestre.
In this country, it is regulated by law where a wind turbine may be built. The basis for this under building law is the Building Code (BauGB). In principle, it stipulates that wind turbines may be erected in so-called outdoor areas, i.e. outside built-up areas and residential areas.
In the outer area, construction is only allowed under very strict legal conditions. According to § 35 paragraph (1), wind turbines enjoy a so-called privileged status - they are therefore considered "privileged building projects". However, this is only the case if, according to § 35 paragraph (3), no "public concerns" such as "land use plans, landscape plans or harmful environmental effects" stand in the way and sufficient development is ensured. To ensure that there are no obstacles to "public concerns", the German legislator has enacted further laws that define these in more detail. If all other requirements for a permit are met, it must be granted.
In order to regulate where exactly a wind turbine may be built, the municipality concerned can draw up a so-called land use plan that designates areas for it. Very specific criteria must be met for this, including:
- Minimum distances from residential areas: Different distances are set here depending on the federal state, for example 1,000 metres (Brandenburg, Saxony). In Bavaria, the 10-H distance rule applies, where 10 H stands for ten times the height of the turbine. In the course of the new laws on the expansion of German onshore wind energy described at the beginning, the federal government explains that the federal states would still be allowed to decide on minimum distances, but in future they would have to ensure that they achieve their area targets from the Wind Energy Area Requirements Act and thus make their contribution to the expansion of wind energy. To this end, the Länder opening clause in the Building Code would be redesigned to allow blanket statutory minimum distance regulations by the Länder.
Excursus: The federal government answered the question of what the new legal regulations actually mean for existing distance regulations under Land law, such as the Bavarian 10-H rule or the 1,000-metre distance regulations in Brandenburg and Saxony, as follows:
Existing distance regulations of the Länder would have to be adapted. A transitional period until 31 May 2023 applies for this, the reason being that in future, distance rules may no longer extend to wind energy areas according to the Wind Area Requirements Act (WindBG). If the existing distance regulations were not adapted in time, they would no longer be valid. Accordingly, the so-called Länder opening clause would continue to exist. This means that the federal states could in principle continue to enact minimum distance regulations on the basis of the Länder opening clause.
However, the Länder opening clause would be linked to the new WindBG. If a federal state violates its obligations under the WindBG, i.e. fails to achieve the 2026 and 2032 area targets (see above) or cannot demonstrate sufficient implementation steps on the way to achieving the targets as early as 2024, the distance regulations under federal state law would become inapplicable, i.e. they would then automatically cease to apply.
In addition, minimum distance regulations should not lead to land restrictions in the future, which would run counter to the implementation of the 2 percent land area target.
- Nature conservation and species protection: Wind turbines may only be erected in nature conservation areas or landscape protection areas in exceptional cases.
- Bird protection: Minimum distances must be maintained from existing nests of bird species sensitive to wind power. And sites where the capercaillie lives permanently must not be built on.
- Radar installations and air safety: Precautionary distances must be maintained around airfields and radar installations.
- Water protection: Water protection areas or protected spring areas must not be built on with wind turbines. Air safety and road traffic laws must be observed.
- Landscape protection: When erecting wind turbines, impairments to the landscape can (but do not have to) be taken into account.
In the course of presenting the new laws on accelerated wind energy expansion, the federal government told the press that it would be legally ensured in the Federal Nature Conservation Act (BNatSchG) that in future landscape protection areas could also be included in the search for areas for wind energy expansion. At the same time, protection zones for endangered species would be defined and high ecological standards guaranteed.
In order to simplify and accelerate approval procedures for onshore wind turbines, uniform federal standards would be set for the assessment of species protection. A list of breeding bird species at risk of collision will be defined for the significance test. In addition, there would be staggered, species-specific and breeding site-related distance requirements with a taboo area and test areas.
To facilitate the granting of exceptions, it is first clarified that the operation of wind turbines is in the overriding public interest and serves public safety. According to the federal government, the alternatives assessment and the species protection exception assessment will be simplified. For the repowering of onshore wind turbines, species protection-related requirements would be incorporated into the Federal Nature Conservation Act and further specified there.
In addition, the Federal Agency for Nature Conservation will be mandated to set up national species assistance programmes to support species affected by the expansion of renewable energies.
Accordingly, plant operators are also to contribute to the financing of these programmes.
Avez-vous besoin d'un permis ou non ? - Dans le cas des éoliennes, cela dépend de leur hauteur. Selon la loi fédérale sur la lutte contre les nuisances, la procédure d'autorisation proprement dite s'applique aux éoliennes de plus de 50 mètres de haut.
Il est important de savoir que l'autorisation prévue par cette loi a un effet dit de concentration : elle englobe donc toutes les autorisations qui seraient dues séparément, par exemple le permis de construire.
La procédure d'autorisation proprement dite de l'éolienne commence par une demande écrite. La suite de la procédure varie selon que l'on utilise la procédure d'autorisation
- simplifiée
- ou formelle
. La règle suivante s'applique : Si plus de 19 éoliennes sont prévues, une procédure formelle est requise. La loi stipule également quand une étude d'impact sur l'environnement (EIE) est requise et quand elle ne l'est pas.
Excursus : Procédure simple et procédure formelle - quelle est la différence ?
La principale différence entre les deux procédures d'approbation est que la participation du public n'est pas requise pour la procédure simplifiée. La procédure formelle est différente : elle y est obligatoire. Cela signifie que le projet de construction en question doit être rendu public - en ce sens que la demande et les documents associés doivent être exposés au public pendant un mois.
Pendant cette période, plus deux semaines supplémentaires, le public peut adresser ses éventuelles objections à l'autorité chargée d'approuver la ou les éoliennes. L'autorité décide alors d'organiser ou non une audition au cours de laquelle les personnes concernées peuvent expliquer leurs objections de manière plus détaillée. Après cette audition et la participation d'autres autorités concernées, une décision est alors prise sur la demande. La décision correspondante doit être publiée à nouveau.
Une évaluation des incidences sur l'environnement (EIE) doit toujours être réalisée si un parc éolien composé d'au moins 20 éoliennes doit être érigé. Selon la loi sur l'EIE, un parc éolien se caractérise par le fait que les éoliennes sont
- ont une hauteur de plus de 50 m
- leurs zones d'impact se chevauchent
- et qu'elles sont fonctionnellement liées entre elles.
Toutefois, cela ne signifie pas nécessairement que les éoliennes ont le même exploitant.
Une EIE est également requise si
- pour 6 à 19 installations, une évaluation générale
- ou, pour 3 à 5 installations, une évaluation préliminaire spécifique au site
Une évaluation préliminaire spécifique au site a montré que le projet de construction pourrait avoir des incidences négatives importantes sur l'environnement. Ce cas est plutôt rare.
Important : si une EIE est annoncée, il y a toujours une obligation de participation du public.
Au cours de l'évaluation des incidences sur l'environnement, le "promoteur" doit rédiger un rapport dans lequel il décrit son projet en termes concrets et décrit les incidences notables probables de son projet sur l'environnement.
Sur la base de ce rapport, l'autorité compétente doit être en mesure d'examiner les impacts environnementaux.
De son côté, l'autorité compétente doit recueillir les avis de toutes les autres autorités concernées et associer également le public au processus.
L'expansion des énergies renouvelables s'accompagne d'une expansion des technologies de stockage permettant de stocker les énergies renouvelables excédentaires pour une utilisation ultérieure. Diverses technologies de stockage, notamment le stockage par batterie, les centrales de pompage et le stockage par air comprimé, sont déjà utilisées. Des laboratoires de recherche du monde entier travaillent sur d'autres.
Jusqu'à présent, il n'existe pas de solution de stockage de l'énergie éolienne qui soit rentable à grande échelle. C'est pourquoi les aérogénérateurs, c'est-à-dire les exploitants d'éoliennes, éteignent (encore) les éoliennes ou les orientent face au vent de manière à ce qu'elles restent immobiles afin d'éviter la surcharge du réseau. Parfois, l'électricité est également détournée vers d'autres réseaux à des prix dits négatifs, c'est-à-dire que les coûts ne sont pas supportés par l'exploitant de l'éolienne, mais sont imposés au consommateur.
Selon l'Agence fédérale pour l'environnement, les éoliennes seraient rentabilisées en termes d'énergie au bout de trois à sept mois environ. L'amortissement signifie qu'après la période d'amortissement, l'éolienne produit autant d'énergie qu'il en a fallu dépenser pour sa production, son exploitation et son élimination.
L'UBA souligne explicitement que le délai d'amortissement de trois à sept mois mentionné est très court - comparé à d'autres technologies de production d'énergie renouvelable. Et que les installations de production d'énergie conventionnelles ne seraient jamais rentabilisées en termes d'énergie. En effet, il faudrait toujours utiliser plus d'énergie sous forme de combustibles fossiles pour les faire fonctionner que la quantité d'énergie utile obtenue.
En outre, l'utilisation de l'énergie éolienne marque des points car, de toutes les énergies renouvelables, c'est celle qui présente le plus grand potentiel d'expansion économique à court et moyen terme.
Bien que le coût d'une éolienne varie, en fonction de la taille de l'éolienne (capacité) et de l'emplacement, le coût moyen d'une éolienne peut être estimé entre 1 et 4 millions d'euros.
Il est important de savoir que la plupart des coûts sont liés à la construction et à l'installation de l'éolienne, les rotors et la tour étant les plus chers.
Les coûts restants sont généralement liés aux travaux de construction, notamment aux fondations, ainsi qu'aux autorisations. Après l'installation, les coûts d'exploitation de l'éolienne sont relativement faibles. Les coûts de maintenance sont généralement faibles. Seule l'électricité nécessaire au fonctionnement des éoliennes représente encore un poste plus important dans la facture des coûts d'exploitation de l'éolienne.
C'est également la raison pour laquelle les éoliennes sont considérées comme un moyen très rentable de produire de l'énergie renouvelable.