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Sommaire

La production et le transport de l’énergie électrique sont en pleine évolution partout dans le monde. Les systèmes centralisés évoluent dans des réseaux plus intégrés. Les technologies décentralisées, dans lesquelles l’énergie est produite au lieu d’utili-sation, ou à proximité, jouent un rôle de plus en plus important au sein de ces réseaux. Ces technologies comprennent les moteurs alternatifs, les turbines à gaz et les énergies renouvelables comme les petites éoliennes, les panneaux solaires, les piles à combustible, les petites centrales hydroélectriques et la biomasse. Des technologies complémentaires, telles que les contrôleurs de microréseaux (pour optimiser la distribution et le transport d’énergie hors réseau à distance) et les systèmes de stock-age d’énergie (pour l’équilibration de la charge des énergies renouvelables) prennent en charge l’in-tégration des actifs de production à l’intérieur du système d’énergie décentralisé.

Au Canada, la mise en œuvre de technologies décentralisées optimales est primordiale afin d’assurer à ses citoyens une énergie à long terme et à prix abordable, stimulant par le fait même la croissance et la prospérité économiques dans les régions éloignées, mais riches en ressources du Canada.

Les technologies d’énergie décentralisées sont éprouvées et établies et leur utilisation croissante par rapport aux solutions centralisées devient plus attrayante pour faire face aux priorités mondiales comme le changement climatique, l’âge du gaz et l’Internet industriel. L’innovation technologique continue apporte donc un autre élément positif. En conséquence, les technologies d’énergie décen-tralisées sont de plus en plus compactes, plus accessibles, plus efficaces et à prix plus abord-ables aujourd’hui qu’ils étaient il y a tout juste une dizaine d’années. Les avantages supplémentaires comprennent une diminution de risques pour le

PRODUCTION D’ÉNERGIE DÉCENTRALISÉE AU CANADA

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financement de projet, une construction et un déploiement plus rapide, une plus grande flexibilité opérationnelle, fonctionnant de façon autonome ou de pair avec d’autres systèmes, une plus grande fiabilité et la possibilité de personnaliser les solu-tions d’énergie décentralisées pour répondre aux besoins locaux spécifiques.

Au Canada, le vaste territoire et le faible bassin de population signifient que de nombreuses col-lectivités rurales et éloignées dépendent déjà de l’énergie décentralisée pour répondre à leurs beso-ins énergétiques. La croissance économique du Canada est alimentée par le secteur des ressou-rces naturelles, qui se compose principalement de sables bitumineux, du pétrole et du gaz et de sites miniers éloignés, qui sont eux-mêmes fortement tributaires de l’infrastructure énergétique décen-tralisée pour alimenter ses besoins énergétiques importants. Cependant, les facteurs régionaux pro-pres au Canada tels que la géographie, le climat, la population, la structure réglementaire et la variété des sources d’énergie sont réunis pour créer des environnements très diversifiés et distincts qui ont un impact sur le développement et la distribution de technologies d’énergie décentralisées. La spéc-ificité de nombreuses applications canadiennes exigera finalement des solutions personnalisées et créatives ancrées autour des technologies plus solides et éprouvées.

Le secteur florissant de la production pétrolière et gazière au Canada est un des domaines où des solutions d’énergie décentralisées sont déjà dével-oppées et mises en œuvre. Le « pipeline virtuel »

— une série de technologies conçues pour déplacer le gaz naturel depuis la fin du pipeline vers des util-isations en zone éloignée — est en train de combler l’écart dans le ravitaillement du gaz naturel et devient une forte solution de remplacement pour la production d’énergie à partir de diesel en région éloignée, réduisant ainsi les coûts et les émissions. Les centrales de production combinée de chaleur et d’électricité (cogénération) sont bien établies dans

le secteur des sables bitumineux et permettent une augmentation continue de la production. Les technologies décentralisées de l’énergie dérivée du gaz neutralisent l’utilisation de diesel dans la production d’énergie de champ pétrolifère, par la conversion de champ gazier en énergie pour les applications telles que les appareils de forage, les ascenseurs artificiels, les chevalets de pompage et les camps de travailleurs. Les solutions d’énergie décentralisées sont à l’étape du développement et de la mise en œuvre pour la récupération de gaz brûlé à la torche, dictées par une réglemen-tation accrue au sein des provinces productrices de pétrole, comme l’Alberta et la Saskatchewan. Enfin, les technologies de compression de gaz sont appliquées aux sites éloignés de stockage de gaz ou sont utilisées pour déplacer le gaz à travers le vaste réseau canadien de transport de gazoduc.

Introduction

La production et le transport de l’énergie élec-trique sont en pleine évolution partout dans le monde. Les systèmes centralisés sont en voie de devenir des réseaux plus intégrés par l’adoption croissante de technologies décentralisées. Cela est également valable au Canada, un pays qui fait face à plusieurs défis régionaux quant au dével-oppement de son infrastructure énergétique. En dépit du fait que l’innovation constante en matière de technologie facilite l’utilisation des systèmes décentralisés en les rendant plus petits, plus intel-ligents et plus interconnectés, le caractère excep-tionnel de nombreuses applications canadiennes nécessitera quand même des solutions créatives visant des technologies solides et éprouvées qui existent maintenant sur le marché. Ce document traite du contexte canadien de l’énergie électrique décentralisée et des différentes solutions qui sont actuellement mises en œuvre.

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Qu’est-ce que l’énergie décentralisée?

L’énergie décentralisée représente l’énergie pro- duite au lieu d’utilisation ou à proximité. Les technologies d’énergie décentralisées peuvent être mobiles ou fixes et inclure des technologies qui alimentent non seulement l’énergie élec-trique et mécanique, mais aussi le torque pour déplacer les liquides (comme les technologies de compression de gaz ou le pompage de liquide) et les objets (comme les systèmes de propulsion pour les bateaux et les trains). La production potentielle d’un système d’énergie décentralisé est généralement exprimée en termes de capa- cité électrique (kilowatts (kW) ou mégawatts (MW)), ou chevaux-vapeur (CV). Bien qu’il n’existe pas de définition standard, la taille des systèmes d’éner-gie décentralisés est souvent inférieure à 100 MW et généralement sous 50 MW.1

Technologies et avantages

Les technologies d’énergie décentralisées com-prennent les moteurs diesel et à gaz alternatifs, les turbines à gaz et les énergies renouvelables telles que les petites éoliennes, les panneaux solaires, les piles à combustible, les petites centrales hydroélectriques et la biomasse. Des technologies complémentaires, telles que les contrôleurs de microréseaux (pour optimiser la distribution et la transmission d’énergie hors réseau à distance) et les systèmes de stockage d’énergie (pour l’équili-bration de la charge des énergies renouvelables) prennent en charge l’intégration des actifs de production à l’intérieur du système d’énergie décentralisé.

Les avancées en matière de système ont mené à des technologies d’énergie décentralisées de plus en plus compactes, plus accessibles, efficaces et à des prix plus abordables aujourd’hui qu’ils étaient il y a tout juste une dizaine d’années. Cette évolu-tion a permis aux systèmes décentralisés de sur-monter bon nombre de contraintes qui empêchent

généralement le développement de projets impor-tants reliés à la production d’énergie et à son transport. Résumé des avantages clés :

• Efficacité. La production décentralisée est plus écoénergétique étant donné que l’utilisation sur place réduit les déchets provenant des pertes de ligne et permet à l’électricité et à l’énergie thermique d’être utilisées dans la pro-duction de cogénération dans les applications de chauffage centralisé.

• Efficience. Même à petite échelle, les technol-ogies d’énergie décentralisées se traduisent par une diminution des contraintes en matière d’investissement et par une réduction des coûts de construction et de fonctionnement globaux, minimisant ainsi le risque et les beso-ins en capital pour le financement de projets. L’Agence internationale de l’énergie (AIE) a estimé que ces économies de coûts, com-binées à une réduction des pertes de ligne, se traduiront en dizaines de milliards de dollars pour le Canada seulement.2 Dans les régions éloignées qui sont complètement tributaires de carburant diesel pour la production d’élec-tricité, l’important coût énergétique crée une occasion favorable pour les énergies renou-velables et le gaz naturel, à condition que les défis logistiques et technologiques puissent être surmontés.

“Les avancées en matière de système ont mené à

des technologies d’énergie décentralisées de plus

en plus compactes, plus accessibles, efficaces et à des prix plus abordables.”

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• Rapidité. Les systèmes d’énergie décentralisés s’installent rapidement et dans certains cas, ne nécessitent pas les longues procédures de recherche d’emplacement, d’autorisation, de révision rencontrées lors des grands projets d’infrastructure. La mise en route du système et le délai de réponse sont aussi plus rapides, permettant aux systèmes de combler l’écart d’énergie plus rapidement lors de pénurie, de catastrophes naturelles ou d’événements à grande échelle.

• Flexibilité. La petite taille des technologies d’énergie décentralisées permet aux fournis-seurs d’énergie de gérer plus efficacement l’offre et la demande grâce à des ajustements progressifs. En outre, les systèmes décentral-isés peuvent fonctionner de façon autonome ou de pair au sein d’un réseau de technologies intégrées pour répondre aux besoins des petits et grands consommateurs d’énergie.

• Localisation. La production de localisation décentralisée vers les consommateurs ou à proximité permet la surveillance, l’exploita-tion et l’entretien de ces systèmes qui peu-vent être personnalisés pour répondre aux besoins locaux spécifiques. Des plus petits systèmes d’énergie régionaux favorisent aussi la création d’emplois locaux, une bonne com-préhension des choix en matière de système énergétique et encouragent une plus grande participation collective.

• Fiabilité. Les éléments décentralisés au sein d’un réseau central faible ou peu fiable per-mettent un relestage régional plus rapide à la suite d’un arrêt ou d’une catastrophe naturelle. La production décentralisée contribue égale-ment à distribuer une source d’énergie fiable aux collectivités rurales et éloignées grâce à la production indépendante ou d’appoint aux opérateurs industriels et commerciaux.

Forces motrices

Plusieurs forces du marché mondial régissent la transformation de l’énergie décentralisée. Elles englobent le changement climatique; l’adoption croissante du gaz naturel comme combustible mondial; et l’émergence d’Internet industriel. Chaque élément est détaillé ci-dessous.

• Changement climatique. L’élan inévitable pour l’atténuation des gaz à effet de serre (GES) est un élément clé pour des technologies plus per-formantes telles que le système de cogénéra-tion et des solutions de remplacement plus propres comme le gaz naturel (où il remplace le carburant diesel ou le charbon) ou les énergies renouvelables. Les applications de cogénéra-tion offrent un fort potentiel au niveau des industries énergivores comme le secteur des sables bitumineux, la production de gaz naturel liquéfié (GNL), les usines de pâtes et papiers et les produits pétrochimiques. Stimulées par l’innovation technologique, les énergies renou-velables élargissent la gamme d’applications dans de nombreux domaines afin de réduire les effets du changement climatique. Le gaz naturel est un lien important vers une énergie plus propre où il remplace le pétrole ou le char-bon et agit en synergie avec les énergies renou-velables comme le courant éolien.

• Âge du gaz. En Amérique du Nord, la croissance récente dans la production de gaz non con-ventionnelle par le forage horizontal et la tech-nique de fracturation hydraulique a entraîné du gaz naturel plus largement disponible et à prix plus abordable. Tant le bas prix du gaz et l’abondance de l’offre vont selon toute attente continuer jusqu’au moins en 2025,3 inaugurant un nouvel « âge du gaz » selon ce qui a été discuté par GE et l’AIE dans des rapports précédents.4,5 Bien que les réseaux d’approvisionnement de carburant diesel bien établis continuent de garantir leur place au

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sein d’applications d’énergie décentralisées mobiles et hors réseau, les différences crois-santes constatées au niveau des prix du car-burant diesel et du gaz naturel placent dans une position avantageuse le gaz naturel pour conquérir une plus grande part de la demande énergétique future. Alors que l’émergence du « pipeline virtuel » — une série de technologies conçues pour déplacer le gaz naturel depuis la fin du pipeline vers une utilisation éloignée

— peut accélérer l’adoption de technologies décentralisées dérivées du gaz, les technolo-gies de bicombustible (qui peuvent fonctionner au diesel, au gaz naturel ou un mélange des deux) aident à faciliter la transition au gaz naturel alors qu’il est de plus en plus disponible.

• Internet industriel. L’intégration des appar-eils toujours plus « intelligents », des réseaux adaptés à Internet et des analyses avancées promet de révolutionner tous les aspects de la productivité industrielle en associant le monde numérique à celui des appareils.6 Au sein de la production d’énergie décentralisée, ces avancées permettront aux opérateurs d’opti-miser les opérations à distance et de minimiser les coûts de manière jusqu’ici impossible. Un concept en voie de développement est celui de la centrale énergétique virtuelle, où différentes technologies décentralisées sont rassemblées et opérées collectivement grâce à un système de contrôle centralisé. Cela permet aux cen-trales couplées au réseau de distribuer l’élec-tricité au réseau de transport en même temps durant les périodes de pointe.

Le contexte canadien

Au Canada, un ensemble unique de facteurs régionaux se complète pour créer des environne-ments très diversifiés et distincts qui ont un impact sur le développement et la propagation de tech-nologies d’énergie décentralisées. Ces facteurs sont examinés en détail dans la section suivante.

Population

Le vaste territoire canadien et son faible bassin de population contribuent à mettre en évidence ses besoins en matière d’énergie décentralisée. Le Canada est composé de dix provinces et de trois territoires et représente le deuxième plus grand pays du monde après la Russie avec une superficie totale de 9 984 670 kilomètres carrés (3 855 100 milles carrés).7 Le territoire du Canada est également légèrement plus grand que celui des États-Unis, mais sa population est estimée à seulement 35 millions d’habitants,8 soit un dixième de la population américaine.9 La majorité (81 %) des citoyens canadiens vivent en milieu urbain et 72 % se concentrent dans les 150 km (93 milles) de la frontière américaine.10 Le reste de la population canadienne se retrouve ainsi dispersée à travers une région vaste et peu peuplée. Ces collectivités éloignées et rurales dépendent très souvent des systèmes décentralisés pour combler leurs beso-ins énergétiques.

Climat

En raison de son vaste territoire, le Canada con-naît une grande variété de climats et les conditions météorologiques varient considérablement selon la saison et la région. Les différences de tempéra-ture entre les régions septentrionales et méridio-nales varient de plus de 20 °C toute l’année11 et les collectivités dans le cercle polaire arctique peuvent vivre jusqu’à quatre mois par an sans soleil.12 Les conditions extrêmes dans les régions nordiques éloignées compliquent l’utilisation des énergies renouvelables comme l’énergie solaire ou éolienne (par ex., le temps froid peut causer du givrage sur les aubes des turbines) et peuvent également influer sur l’efficacité du moteur et de la turbine. Les solutions pour les régions du nord en matière d’énergie décentralisée doivent donc être robustes et éprouvées et d’entretien facile.

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Ressources naturelles

Les ressources naturelles abondantes du Canada sont généralement situées dans des régions éloi-gnées et nécessitent souvent des technologies décentralisées pour alimenter les opérations d’ex-traction sur le site. Le Canada est un des plus grands producteurs mondiaux de minéraux et de métaux : en 2012, l’industrie minière a contribué pour plus de 52,6 milliards $ au PIB du Canada et représen-tait 20,4 % des exportations canadiennes.13

En 2012, le Canada est également demeuré la destination mondiale privilégiée pour l’explora-tion minière, soit 16 % de l’investissement global, majoritairement dans le nord du Canada.14 En fait, l’Association minière du Canada estime les dépenses en capital pour les projets miniers au Canada à un montant de 157,3 milliards $15 malgré le ralentissement mondial au niveau des matières premières. La plupart de ces sites miniers sont éloignés, mais nécessitent une quantité impor-tante d’énergie – un rapport concernant les mines hors réseau de la province de Terre-Neuve-et-Lab-rador a démontré un besoin moyen d’énergie de 10 MW par mine.16 Le manque d’énergie accessible ou fiable a par contre des répercussions impor-tantes sur le développement économique dans de nombreuses régions éloignées. Les ressou-rces naturelles renouvelables comme le vent, les petites centrales hydroélectriques ou la biomasse sont souvent disponibles, et les systèmes décen-tralisés d’énergie renouvelable peuvent remplacer dans ces endroits tout ou partie de la production d’énergie dérivée du diesel.

Les technologies d’énergie décentralisées peuvent également jouer un rôle important dans les sables bitumineux albertains situés près de Fort McMur-ray dans la partie nord-est de la province, ainsi que dans la région de Cold Lake à l’est d’Edmonton et de Peace River dans le nord-ouest de l’Alberta. Les sables bitumineux représentent la grande majorité (169 milliards de barils) des réserves prouvées de pétrole restantes de l’Alberta, et 13 % des réserves

totales mondiales de pétrole.17 Cette région sera à l’origine de la majorité de la croissance de la pro-duction pétrolière canadienne, avec des projets de sables bitumineux dont les dépenses ont pro-gressé de 30 % en 2012 pour atteindre près de 11 milliards $18 et les dépenses en capital projetées de 218 milliards $ au cours des 25 prochaines années.19 Cette croissance nécessite de l’énergie et une production combinée de chaleur et d’élec-tricité— déjà largement utilisée dans le secteur des sables bitumineux, continue d’être une plateforme centrale d’énergie.

Contexte réglementaire

Au Canada, la production et la distribution de l’électricité relèvent principalement de juridiction provinciale, avec le pouvoir législatif agissant par l’intermédiaire de sociétés d’État provinciales et des organismes de réglementation qui fonction-nent comme des monopoles réglementés.20 L’Al-berta et l’Ontario sont des exceptions – ces deux provinces ont déréglementé leurs secteurs de l’électricité à des degrés différents et toutes deux opèrent sur les marchés de l’électricité. L’Alberta exploite un marché concurrentiel de production libre, mais réglemente toujours la transmission et la distribution, tandis que l’Ontario a un modèle hybride à l’égard de la concurrence et de la régle-mentation (approche fondée sur le marché/plan-ifiée). Ces structures fortement réglementées doivent faire l’objet d’un examen attentif à l’égard du développement de projets d’énergie décentral-isés et sont au cœur du développement de réseaux décentralisés provinciaux.

Mixte énergétique régional

Le Canada produit son électricité à partir d’un mélange diversifié de sources, et le profil de pro-duction de chaque province dépend fortement des ressources disponibles au niveau régional comme l’hydroélectricité, le charbon et le gaz naturel (voir la figure 1). Les technologies de production

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dominantes à travers le Canada sont l’hydroélec-tricité (58 %), les combustibles fossiles comme le charbon, le gaz naturel et le diesel (28 %) et l’éner-gie nucléaire (10 %). L’investissement considérable qui a été réalisé dans les infrastructures entre les années 1960 et 1980 dans plusieurs provinces et territoires canadiens21 a permis l’implantation d’un réseau constitué principalement de grandes centrales électriques centralisées, lesquelles sont situées près des ressources dont elles ont besoin pour la production. Dans le cas des centrales

hydroélectriques ou à charbon, elles se retrouvent la plupart du temps en régions éloignées (sources d’eau à débit rapide et réservoirs ou des mines de charbon), alors elles requièrent de vastes systèmes pour le transport de l’électricité vers les consomma-teurs urbains. Les centrales nucléaires du Canada, d’autre part, doivent avoir accès à des étendues d’eau comme des lacs pour l’eau des tours de refroidissement et sont souvent coimplantées dans les centres urbains.

133gigawatts

0.2gigawatts

0.13gigawatts

0.05gigawatts

6.0gigawatts

4.1gigawatts

14.4gigawatts

14.4gigawatts

35.9gigawatts

43.4gigawatts

7.6gigawatts

0.3gigawatts

3.8gigawatts

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58 %

14 %

10 %

10 %

1 %4 % 4 %

Image 1. Sources d’énergie du Canada par région

Base installée

Légende

Hydroélectricité

Charbon

Gaz naturel

Éoliennes

Nucléaire

Pétrole/diésel

Autre

Source : General Electric

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Plus récemment, l’engouement autour de la pro-duction d’énergie centralisée a ralenti. En 2013, le gouvernement fédéral du Canada a adopté un calendrier pour nous dispenser graduellement de la production dérivée du charbon dans le but de réduire les émissions de gaz à effet de serre (GES). De nouvelles centrales au charbon ne peuvent être construites après le 1er juillet 2015; les centrales construites avant 1975 doivent fermer d’ici 2020; et celles construites après 1975 doivent fermer d’ici 2030, à moins qu’elles soient munies de techniques de capture et de stockage du carbone.22 L’Ontario demeure en voie d’éliminer progressivement la pro-duction dérivée du charbon d’ici la fin de 2014,23 et l’Alberta, la Saskatchewan et la Nouvelle-Écosse ont emboîté le pas. Pour la production d’énergie dérivée du nucléaire, seules les provinces de l’On-tario et du Nouveau-Brunswick ont encore une capacité nucléaire opérationnelle, puisque l’énergie nucléaire a été éliminée au Québec avec la fermeture

de la centrale de Gentilly-2 en décembre 2012. 24

En outre, l’Ontario a décidé de renoncer à construire de nouveaux réacteurs nucléaires, mais procède plutôt à la remise en état de réacteurs existants, mais elle procède également à des fermetures.25 Les grands projets de centrales hydroélectriques continuent à se développer dans plusieurs régions du Canada, mais même l’hydroélectricité a dû sur-monter des défis, reliés à des collectivités touchées et la pression sur les coûts.26,27

La nature de la production d’énergie dans les collec-tivités éloignées des Maritimes évolue également. Selon Ressources naturelles Canada, on dénombre actuellement 293 collectivités en régions éloignées, avec une population totalisant 195 335 habitants et beaucoup d’entre eux vivent dans le Nord can-adien.28 Beaucoup de ces sites dépendent entière-ment de l’énergie dérivée du diesel – au Nunavut, par exemple, l’ensemble de la population de 35 591 habitants29 dépend de 27 centrales de diesel auto-nomes dans 25 collectivités pour produire 50 MW de puissance.30 Bien que le diesel soit un carburant flexible pour la production d’énergie décentralisée, il devient de plus en plus cher, et les juridictions telles

“Plus récemment, l’engouement autour de la production

d’énergie centralisée a ralenti.”

Image 3. Prix de l’électricité pour l’industrie

Source : General ElectricSource : General Electric

8.9 ¢

25 ¢

72 ¢

10.2 ¢

10.3 ¢

8.0 ¢

13.4 ¢

5.1 ¢ Canada (anciennement North) 8,3 ¢/kilowattheure

10.0 ¢

10.0 ¢

11.2 ¢

6.5 ¢

4.4 ¢

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0-2.0% 50.0% 102% 154%

Image 2. Croissance de la demande énergétique par province, en %

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que le Yukon31 et les Territoires du Nord-Ouest32 évaluent des alternatives de carburant comme le GNL. Les provinces maritimes s’efforcent aussi de réduire leur dépendance au diesel, et la Nou-velle-Écosse travaille avec Terre-Neuve pour capter 20 % du projet hydroélectrique à Muskrat Falls par un câble sous-marin,33 et l’Île-du-Prince-Édouard et la Nouvelle-Écosse vont étendre la production d’énergie éolienne.34

La baisse dans la production de l’énergie dérivée du charbon et du nucléaire, l’abandon du diesel pour les collectivités éloignées et l’émergence de réseaux de gaz naturel ont donné lieu à une attente voulant que les énergies renouvelables comme le vent et le gaz naturel combleront les manques dans la pro-duction énergétique au Canada.35 Ces technologies correspondent parfaitement en matière de produc-tion décentralisée et se complètent mutuellement, avec les productions dérivées du gaz éliminant l’in-termittence de la production éolienne.

Dynamique de l’offre et de la demande

L’offre et la demande pour la fourniture d’électricité régionale influent également sur le besoin d’éner-gie décentralisée. Un graphique de la croissance de la demande d’électricité des provinces et des territoires du Canada est illustré à la figure 2. L’Al-berta et la Saskatchewan mènent la croissance du Canada en raison de leurs activités d’extraction de ressources; pour l’Alberta, sa forte charge indus-trielle génère 60 % de la demande d’électricité de la province, laquelle devrait augmenter de 2,5 % par an jusqu’en 2020.36 Les territoires du nord du Canada ont également une faible, mais croissante demande, encore alimentée par l’industrie des ressources naturelles. L’Ontario, d’autre part, a un faible taux de croissance de la demande com-biné à une surabondance d’énergie et elle répond à sa demande d’électricité de base au moyen d’une production existante d’énergie nucléaire et hydroélectrique. Cela étant dit, les prix industriels de l’énergie dans la province sont parmi les plus

élevés en Amérique du Nord et ils devraient aug-menter de 33 % au cours des 5 prochaines années et de 55 % d’ici 2032,37 dû à l’effet combiné de fer-metures de centrales à charbon, d’investissements attendus dans les infrastructures et la politique du gouvernement concernant la création d’une industrie d’énergies renouvelables dans la prov-ince. C’est ce qui incite beaucoup de clients indus-triels à envisager des options en mode intérieur de production décentralisée.

Développer des solutions

L’industrie pétrolière et gazière du Canada con-tinue d’être un moteur essentiel de la croissance du pays et est un choix naturel pour la mise en œuvre de solutions d’énergie décentralisées, tant en rai-son de la disponibilité et l’accès au carburant, que la disponibilité du capital pour le développement du projet. Plusieurs exemples sont discutés dans la section suivante.

Pipeline virtuel / Ravitaillement au dernier kilomètre

Le concept du pipeline virtuel, qui fait le pont du « dernier kilomètre » entre l’endroit où se trouve le carburant de gaz naturel et les régions souvent éloignées où il est nécessaire, gagne du terrain à travers le Canada. Cette solution, dans laquelle le gaz naturel est comprimé ou liquéfié et expédié par camion à des clients industriels ou des collectivi-tés, crée essentiellement une solution de ravitail-lement clé en main de gaz naturel et nécessite des moyens technologiques et logistiques. GE se con-centre sur la mise en œuvre de cette solution dans le monde et a déjà établi un partenariat aux États-Unis avec la société de logistique gazière Ferus de Calgary.38 Dans ce partenariat, Ferus fournit le transport de carburant, la gestion des opéra-tions et la planification de la demande, tandis que GE est le fournisseur de technologie de compres-sion/liquéfaction. Le développement de solutions comme le pipeline virtuel permet des réseaux de

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ravitaillement de gaz plus homogènes et fiables aux utilisateurs finaux du « dernier kilomètre » compensant potentiellement l’utilisation de car-burant diesel et réduisant les coûts de carburant pour la production d’énergie et les émissions.

Production combinée de chaleur et d’électricité

L’énergie décentralisée est bien établie dans le secteur des sables bitumineux. De plus grandes centrales de production combinée, consistant en des turbines à gaz avec récupération de la chaleur pour produire de la vapeur, font partie intégrante de nombreuses installations de sables bitumineux dans la région de Fort McMurray et Cold Lake. La turbine à gaz Frame 7EA, une unité nominale de 85 MW, génère des volumes de chaleur d’échap-pement récupérables qui concordent bien avec les exigences de l’exploitation minière et de projets de sables pétrolifères in situ et par conséquent a été déployée avec succès dans cette application depuis une décennie. Les installations compren-nent Syncrude Aurora, Albian Sands Muskeg River, Suncor Firebag et Imperial Oil Cold Lake.

Une croissance constante dans la demande d’énergie dérivée des sables bitumineux continue à stimuler la croissance industrielle de la produc-tion combinée, mais il existe aussi un potentiel pour développer des solutions de cogénération pour la collectivité de Fort McMurray en pleine croissance, où la population pourrait doubler dans les quinze prochaines années. Cette solution de remplacement peut être considérée parce que la ligne de transmission électrique principale du cen-tre de l’Alberta atteint presque déjà sa capacité et la mise en œuvre d’un projet d’expansion de 500 MW fait face à des délais réglementaires potenti-els, pouvant entraîner un écart à court terme dans l’alimentation énergétique.

Production d’énergie à partir de gisement pétrolier

Les opérations de gisement pétrolier et de gaz naturel au Canada sont souvent situées en régions éloignées sans accès à l’infrastructure, mais ont généralement accès au champ gazier qui est produit sur le site. Les technologies d’énergie décentralisées comme les moteurs à gaz peuvent souvent servir à convertir le gaz brut en énergie et peuvent alors être utilisées dans des applications telles que les appareils de forage, les ascenseurs artificiels, les chevalets de pompage et les camps de travailleurs.40 Ces moteurs à gaz peuvent réduire les émissions de 95 %.41 Les récupérateurs de chaleur peuvent souvent générer une puis-sance supplémentaire de 100 kW par unité d’élec-tricité produite à partir de la chaleur résiduelle d’un moteur à essence de 1,5 MW, sans avoir à ajouter d’autres carburants ou sans produire d’émissions supplémentaires.

Récupération de gaz de torche

Des solutions d’énergie décentralisées commen-cent à être développées au Canada concernant la récupération et l’utilisation de gaz brûlé pour la compression de champs de captage et la pro-duction d’énergie. Pendant l’extraction du pétrole, le gaz associé, ou le gaz naturel récupéré avec le pétrole brut et le bitume, est parfois brûlé pour s’en débarrasser étant donné que les quantités produites sont en trop faible quantité ou que les puits sont trop éloignés pour traiter ou vendre économiquement le gaz.42

Il existe au Canada un très bon potentiel pour récupérer le gaz brûlé à la troche afin de pro-duire de l’énergie. En 2007, la production totale de gaz associé pour le Canada se chiffrait à 23,7 milliards de mètres cubes (ou 840,1 milliards de pieds cubes), dont près de 94 % avait été utilisé.43 L’Alberta, qui produit 68 % du total canadien de gaz associé, brûlé ou dispersé dans l’atmosphère

“Ces moteurs à gaz peuvent réduire les émissions de 95 %.”

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de 1,14 milliard de mètres cubes (40,23 milliards de pieds cubes) de gaz associé en 2008 et elle est un leader mondial dans le domaine de la réduc-tion du brûlage à la torche.44 Cependant, son taux d’utilisation a diminué en 2011 pour attein-dre 94,5 %, comparativement à 96,3 % en 2005, ce qui s’explique principalement par la baisse du prix du gaz et l’augmentation de forage dans les régions éloignées.45 La production de gaz associé de la Saskatchewan est plus faible (2,46 milliards de mètres cubes, ou 86,8 milliards de pieds cubes en 2011), mais la province brûle ou disperse le gaz à un taux beaucoup plus élevé (550 millions de mètres cubes, ou 1,94 milliard de pieds cubes en 2011, qui représentait 22 % du total).46 La conver-sion en énergie de gaz brûlé à la torche de l’Alberta et de la Saskatchewan pourrait générer 65 MW de puissance47 et entraînerait beaucoup d’avantages économiques.

Les récentes lois provinciales contribuent à la pro-motion de la récupération du gaz de torche. Le pro-jet de Directive 060 de l’Alberta, émis en novembre 2011 et révisé en octobre 2013,48 réglemente le torchage à tous les puits de l’industrie pétrolière en amont et les installations dans la province. Quant à elle, la Colombie-Britannique a publié en octobre 2011 une directive semblable concernant la réduc-tion du brûlage à la torche et le rejet dans l’air.49 En juillet 2011, la Saskatchewan a émis la Directive S-1050 réglementant la réduction du brûlage à la torche et la Directive S-2051 qui porte sur la régle-mentation de la performance des torches. La prov-ince a aussi introduit récemment un programme d’énergie dérivé du gaz brûlé pour les petits et moyens producteurs de pétrole, offrant des con-trats de 20 ans de production d’énergie pour des projets de 100 kW - 1 MW de conversion de gaz brûlé à l’électricité.52

Compression de gaz

L’industrie canadienne de compression du gaz constitue un autre secteur en pleine expansion où

les solutions utilisant les technologies existantes d’énergie décentralisées peuvent être déployées. Cette activité se concentre dans le bassin de Horn River dans le nord-est de la Colombie-Britannique et de Montney à la frontière Nord de l’Alberta et de la Colombie-Britannique. Les motocompresseurs à gaz à entraînement mécanique gèrent le débit de gaz et compriment le gaz à la tête de puits, recueillent le gaz provenant de plusieurs puits et le distribuent via les pipelines vers les installations de traitement du gaz. Tel que mentionné précédem-ment, le gaz recueilli à la plateforme d’exploitation peut également être comprimé et distribué vers d’autres endroits de forage afin de produire de l’énergie.

Pour maintenir le déplacement du gaz et obtenir un taux de productivité et de rentabilité élevé, il est primordial d’avoir un système de motocom-presseur à gaz fiable qui fonctionne efficacement. Les moteurs à gaz typique de Waukesha ont fait la preuve dans cette application, avec environ 70 % des moteurs vendus servant à la compression de gaz et un autre 20 % utilisé pour produire de l’éner-gie de champ pétrolifère.53 Plusieurs moteurs à gaz Waukesha ont déjà été utilisés sur un site de pro-duction de gaz de Horn River Basin dans le nord-est de la Colombie-Britannique,54 où la capacité à exploiter avec succès les carburants avec des puissances calorifiques aussi faibles que 600 Btu/pi3 figurait au premier plan dans la décision de les choisir pour l’application.

La compression de gaz de GE a également été util-isée sur des sites de stockage de gaz comme Ait-ken Creek en Colombie-Britannique.55 Aitken Creek accepte et stocke les gaz provenant des usines de

“Il existe au Canada un très bon potentiel pour récupérer

le gaz brûlé à la troche afin de produire de l’énergie.”

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traitement du nord-est de la Colombie-Britannique, puis elle pompe le gaz sur le réseau de Westcoast vers Vancouver et le nord-ouest des États-Unis pendant les périodes de pointe en automne et en hiver. L’installation fonctionne en continu pendant 24 heures sur 24, 365 jours par année, déplaçant le gaz naturel pour le stockage ou le pompant dans le pipeline. Les conditions d’utilisation sont très dif-ficiles pour les moteurs à gaz, avec des tempéra-tures descendant régulièrement sous les -40 °C (-40 °F). Sept des dix compresseurs alternatifs à un étage sur le site sont propulsés par des moteurs Waukesha, lesquels fonctionnent à 2 650 BHP et 1 000 T/M. Chaque compresseur peut déplacer jusqu’à 2 millions de mètres cubes (70 millions de pieds cubes) de gaz par jour pendant les périodes de pointe. La confiance de l’opérateur dans les per-formances du moteur Waukesha est élevée, avec des moteurs tournant souvent en permanence à 102 % de leur charge nominale.

Les moteurs et turbines à gaz sont utilisés pour le transport via les réseaux de pipeline locaux, régionaux et nationaux et une application clé de la croissance canadienne consiste à transporter le gaz naturel provenant des champs de gaz de la Colombie-Britannique vers les installations d’ex-portation de gaz naturel liquéfié situées sur la côte Ouest. Plusieurs pipelines, y compris le Coastal Gaslink, le Pacific Trails Pipeline, le Prince Rupert Transmission Project et le Westcoast Connector Gas Transmission Project56 sont actuellement à l’étude, et au moins deux d’entre eux utiliseront des turbines à gaz de 30 MW nécessaires pour le fonctionnement des compresseurs.57,58

Les turbines à gaz sont également utilisées pour la compression dans une grande partie des infra-structures de gazoduc existantes au Canada et les unités de General Electric TM (terrestres et maritimes) sont populaires pour cette application. TransCanada, société canadienne de pipeline et sa société soeur TransCanada Energy, dispo-sent d’une flotte de près de 40 turbines à gaz de

GE LM, composée de 28 LM1600 (et 7 moteurs de rechange), 11 LM2500 (avec 3 rechanges) et 8 turbines à gaz LM2500 + (avec 2 rechanges).59 TransCanada utilise ces turbines à gaz à diverses stations de compression de pipeline au Canada.

Conclusion

La façon dont l’énergie est produite et transportée est en pleine évolution et offre de nouvelles possi-bilités et de nouveaux défis.

Les possibilités incluent une efficacité énergétique accrue par le biais de production combinée de chaleur et d’électricité—non seulement au sein des secteurs industriels comme les sables bitu-mineux, mais également dans les centres urbains. Des solutions moins coûteuses et à faibles émis-sions sont maintenant disponibles, non seulement pour les sites éloignés via le pipeline virtuel, mais aussi dans les autres applications médianes et en amont de pétrole et de gaz, par le déplacement de diesel par du gaz naturel plus propre - et par des technologies d’énergies renouvelables. La mise en œuvre continue de technologies et de solutions d’énergie décentralisées est primordiale afin d’as-surer à ses citoyens une énergie à long terme et à un prix abordable, stimulant par le fait même la croissance et la prospérité économiques dans les régions éloignées, mais riches en ressources du Canada. Toutefois, une combinaison unique de facteurs tels la population, la géographie et le cli-mat continue de créer des difficultés dans le dével-oppement d’infrastructure d’énergie décentralisée.

Pour surmonter les défis, des solutions créatives d’énergie décentralisées ancrées aux technologies existantes et éprouvées doivent être déployées. Ces solutions doivent être adaptées pour répondre aux exigences particulières de chaque application et doivent intégrer non seulement les meilleures technologies disponibles, mais aussi des modèles commerciaux innovants incluant des partenariats et du financement de projet. Pour ce faire, nous

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avons besoin de fournisseurs d’infrastructure bien établis qui non seulement possèdent l’expertise dans la technologie et la recherche et dévelop-pement, mais qui connaissent bien également la politique et la réglementation du gouvernement régional et qui peuvent tirer parti de relations locales et mondiales avec l’EPC et d’autres parte-naires de l’industrie.

GE Canada s’efforce de développer des solutions complètes pour faire avancer l’énergie décen-tralisée dans tout le pays. La société a démontré son expertise technologique qui englobe un large éventail d’applications d’énergie décentralisées, y compris les combustibles renouvelables et con-ventionnels. D’autres avantages dans le dévelop-pement de projets d’infrastructures peuvent être réalisés en s’appuyant sur la compréhension du marché local avec l’expertise globale de GE et son étendue. Cela comprend la possibilité d’accéder aux recherches approfondies et aux capacités de développement de produit pour faciliter des solu-tions technologiques à n’importe quelle échelle, une connaissance approfondie des marchés de capitaux pour créer des modes de financement novateurs, et enfin, des réseaux de collabora-tion bien établis pour convertir de multiples par-ties prenantes, y compris les gouvernements, les firmes d’ingénierie et les utilisateurs finaux, dans des partenariats et des consortiums robustes.

Les effets conjugués de toutes ces capacités peu-vent aider à surmonter les défis en matière d’éner-gie décentralisée et présentent des opportunités très intéressantes pour les Canadiens.

“La mise en œuvre continue de technologies et de solutions d’énergie décentralisées est

primordiale afin d’assurer à ses citoyens une énergie à long

terme et à un prix abordable.”

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