Énergie éolienne aux États-Unis

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Ferme éolienne près de Kewanee, Illinois, en 2013.

L’énergie éolienne aux États-Unis est en pleine progression. La production d'électricité grâce au vent connaît une croissance rapide dans le contexte de hausse des prix du pétrole et de réchauffement climatique, qui a poussé le gouvernement fédéral et de nombreux États à accorder des subventions à l'éolien, sous forme de crédits d'impôt et de certificats verts associés à des « normes de portefeuille d'énergie renouvelable » (Renewable portfolio standard - RPS).

En 2017, les États-Unis se classaient au 2e rang mondial derrière la Chine pour la puissance installée éolienne et au 2e rang également pour la production en 2016 ; les éoliennes ont produit 6,3 % de l'électricité du pays en 2017.

La plupart des installations éoliennes sont construites dans le centre et l'ouest des États-Unis. En 2016, cinq États ont tiré du vent plus de 20 % de leur électricité : l'Iowa (36,6 %), le Dakota du Sud, le Kansas, l'Oklahoma et le Dakota du Nord. Quatorze États ont dépassé le seuil de 10 % de production éolienne.

Potentiel[modifier | modifier le code]

Potentiel éolien aux États-Unis, NREL, 2013.

Le territoire américain offre un bon potentiel éolien, surtout sur la côte du Pacifique au nord de San Francisco, dans les Grands Lacs, dans les Appalaches, dans les îles Aléoutiennes et surtout sur le piémont des Montagnes Rocheuses[1] où souffle le chinook.

Le NREL fournit des cartes plus précises, selon l'altitude et la région[2] et des cartes des ressources éoliennes offshore[3].

Production[modifier | modifier le code]

Évolution de la production d'électricité éolienne aux États-Unis[e 1]
Production annuelle en GWh depuis 1997
Production d'électricité éolienne des six principaux producteurs. Données : BP.
Production mensuelle d'électricité éolienne de janvier 2007 à août 2015
source données : EIA[4].
Pourcentage de l'électricité produite par le vent et l'énergie solaire aux États-Unis (attention : échelle semi-logarithmique).

La production d'électricité éolienne aux États-Unis atteint 254 254 GWh en 2017 (+12 %), soit 6,3 % de la production nationale d'électricité (4,7 % en 2015, 4,4 % en 2014, 4,1 % en 2013, 3,5 % en 2012)[e 2]. La part de l'éolien a évolué très rapidement : elle n'était que de 0,3 % en 2003.

Les États-Unis étaient jusqu'en 2015 le plus grand producteur mondial d'électricité éolienne, mais en 2016 ils ont été dépassés par la Chine et se trouvent donc au 2e rang avec 228,8 TWh, soit 23,8 % de la production éolienne mondiale, contre 241 TWh pour la Chine (29,4 %)[5].

Les principaux États producteurs sont en 2017 le Texas (67,1 TWh), l'Oklahoma (24,4 TWh), l'Iowa (20,8 TWh), le Kansas (18,5 TWh) et la Californie (14,0 TWh)[e 1].

Le facteur de charge (=puissance moyenne produite/puissance installée) des centrales éoliennes de taille commerciale a été de 36,7 % en 2017 contre 34,5 % en 2016, 32,2 % en 2015, 34,0 % en 2014 et 32,4 % en 2013, très élevé en comparaison des valeurs observées en Europe, ce qui indique que le potentiel éolien américain est excellent et surtout que les choix d'implantations sont beaucoup plus sélectifs qu'en Europe[e 3].

Puissance installée[modifier | modifier le code]

Installations annuelles d'éoliennes aux États-Unis.

Les États-Unis se classent au 2e rang mondial pour la puissance installée éolienne avec 89 077 MW fin 2017 (loin derrière la Chine : 188 232 MW), soit 16,5 % du total mondial, alors que leur population ne représente que 4,5 % de la population mondiale. Cette puissance s'est accrue de 7 017 MW (+8,6 %) au cours de l'année 2017 (Monde : +10,8 %), soit 13,3 % du marché mondial[6].

Selon l'American Wind Energy Association (AWEA), les projets en cours de construction ou en développement avancé fin 2017 totalisent 28,7 GW, soit quatre fois les mises en service de 2017 et 34 % de plus que fin 2016. Les innovations de l'industrie éolienne ont permis d'abaisser les coûts de l'éolien d'année en année. Selon la banque d'investissement Lazard, le coût de l'éolien a diminué de 4 % durant l'année 2017 aux États-Unis, et la baisse cumulée de 2009 à 2016 atteint les deux tiers ; dans de nombreuses régions du pays, l'éolien est moins cher que les sources d'énergie conventionnelles, y compris sans incitations[7].

En 2013, les États-Unis ont installé seulement 1 084 MW contre 13 078 MW en 2012, le Production Tax Credit (PTC) expirant au 31/12/2012 ; or le Congrès n'a décidé sa reconduction que le 2 janvier 2013, pour une année supplémentaire, alors que les investisseurs avaient cessé toute activité de montage de projet ; il a fallu attendre le quatrième trimestre pour que de nouveaux projets arrivent au stade de la mise en service ; le PTC apporte une incitation de 2,3 c$/kWh pendant dix ans[8].

C'est en 2008 que les États-Unis sont devenus le premier pays pour la capacité d’énergie éolienne avec 25 170 MW installés[9] devant l’Allemagne (23 902 MW) ; ce secteur employait alors 85 000 américains[10].

En 2007, la capacité éolienne installée aux États-Unis a augmenté de 45 % et 9 milliards de dollars ont été investis dans ce secteur ; les éoliennes fournissaient 1 % de l’électricité américaine[11].

Production par État[modifier | modifier le code]

Répartition des parcs éoliens aux États-Unis fin 2016.
Carte des puissances installées éoliennes par État fin 2017[12].
Évolution de la production éolienne des cinq États leaders.

En 2016, cinq États ont tiré du vent plus de 20 % de leur électricité : l'Iowa (36,6 %), le Dakota du Sud (30,3 %), le Kansas, l'Oklahoma et le Dakota du Nord. Quatorze États ont dépassé le seuil de 10 % de production éolienne[13].

La plupart des nouvelles installations éoliennes sont construites dans le centre et l'ouest des États-Unis. La carte ci-contre donne les puissances installées par État à la fin 2015.

Le tableau suivant donne, pour chacun des 41 États ayant des éoliennes, les capacités installées à la fin de 2017, la production éolienne 2017 et sa part en 2016 dans la production d'électricité de l'État :

État Puissance
installée
2017 (MW)[e 4]
Production 2017 (GWh)[e 1] part prod
élec. en 2016[13]
Texas 22 560 67 092 12,6 %
Oklahoma 6 898 24 404 25,1 %
Iowa 6 969 20 816 36,6 %
Kansas 5 118 18 501 29,6 %
Californie 5 851 13 971 6,9 %
Illinois 4 262 11 297 5,7 %
Dakota du Nord 3 073 10 987 21,5 %
Minnesota 3 707 10 885 17,7 %
Colorado 3 101 9 567 17,3 %
Washington 3 073 7 481 7,1 %
Oregon 3 210 6 506 12,1 %
Nebraska 1 410 5 237 10,1 %
Michigan 1 684 5 072 4,2 %
Indiana 2 109 4 742 4,8 %
Nouveau-Mexique 1 764 4 542 10,9 %
Wyoming 1 487 4 398 9,4 %
New York 1 825 3 944 2,9 %
Pennsylvanie 1 372 3 379 1,6 %
Dakota du Sud 838 3 154 30,3 %
Idaho 970 2 453 15,2 %
Maine 922 2 222 13,9 %
Montana 678 2 150 7,6 %
Missouri 954 1 949 1,4 %
Virginie-Occidentale 686 1 607 1,9 %
Ohio 604 1 563 1,1 %
Wisconsin 429 1 529 2,3 %
Utah 388 935 2,2 %
Hawaii 206 643 6,7 %
Arizona 267 588 0,5 %
Maryland 190 511 1,4 %
Caroline du nord 208 471 %
New Hampshire 183 414 2,3 %
Nevada 150 361 0,9 %
Vermont 120 279 15,4 %
Massachusetts 93 221 0,7 %
Alaska 61 164 3,0 %
Rhode Island 52 153 0,5 %
Tennessee 29 30 0,1 %
New Jersey 8 20 0,0 %
Delaware 2 5 0,0 %
Total 87 544 254 254 5,5 %

Le Texas possède 25,8 % de la capacité totale des éoliennes du pays et produit 26,4 % de son électricité éolienne.

Organisation du secteur[modifier | modifier le code]

Parc éolien de Meyersdale sur la crête des Allegheny dans le sud de la Pennsylvanie, près de Meyersdale dans le comté de Somerset. Photo prise d'un planneur en avril 2007.

La plupart des parcs éoliens appartiennent à des producteurs indépendants d'électricité (IPPs pour Independent Power Producers) qui signent des contrats à long terme de fourniture d'électricité (PPAs pour Power Purchase Agreements) avec les fournisseurs d'électricité (electric utilities) ; cependant, au cours des dernières années, 10 à 20 % des projets réalisés chaque année appartiennent directement aux utilities[14].

Parmi les acquéreurs de la production éolienne, outre 65 utilities, on note des villes et des entreprises industrielles et commerciales ; 85 % de la capacité installée bénéficie de contrats à long terme, indispensables pour le financement de projets aux États-Unis[14]. En 2014, plus de 23 % des MW ayant fait l'objet de contrats à long terme ont été achetés par des entreprises ou autres entités autres que les utilities, dont Amazon, Microsoft, Yahoo, Walmart et la General Services Administration[15].

Plus de 500 usines fabriquent des composants pour les éoliennes en 2012 ; le contenu national des éoliennes installées aux États-Unis a progressé de moins de 25 % en 2005 à 67 % en 2011[14].

Les effectifs employés par l'industrie éolienne ont progressé de 22 500 équivalents temps plein (etp) en 2014 pour atteindre 22 500 etp fin 2014 ; en 2013, ils avaient perdu près de 30 000 etp à cause de l'incertitude sur le crédit d'impôt électricité. Ces emplois sont répartis sur l'ensemble du territoire, avec une densité plus élevée sur la moitié est du pays, mais aussi sur la côte ouest[15].

Les coûts ont baissé de 50 % entre 2009 et 2013 du fait des progrès techniques, depuis l'amélioration dans le choix des sites jusqu'à l'accroissement de la taille des éoliennes : en 2014, le diamètre moyen des rotors atteignait 99,7 mètres et la hauteur du mât 82,4 mètres[15].

GE Wind Energy était le 6e fabricant mondial d'éoliennes en 2011 avec une part de marché de 7,7 %[16].

En 2012, les parts de marché des principaux fabricants d'éoliennes étaient (sur l'ensemble du parc installé depuis l'origine)[17] :

  • GE Wind Energy : 40 % ;
  • Vestas : 19 % ;
  • Siemens : 14 % ;
  • Gamesa : 6,5 % ;
  • Mitsubishi : 6,5 % ;
  • Suzlon : 4,5 %

53 autres fabricants se partagent les 9,3 % restants.

Aides fiscales à l'éolien[modifier | modifier le code]

Le Congrès américain a voté le 18 décembre 2015 la prolongation des crédits d’impôt en faveur du solaire et de l’éolien ; les démocrates ont obtenu leur reconduction pour cinq ans, en contrepartie de la levée de l’interdiction faite, depuis plus de 40 ans, aux compagnies pétrolières américaines d’exporter leur production. Les avantages fiscaux en faveur de l’éolien s'étaient éteints fin 2014. L’énergie produite par les nouvelles éoliennes bénéficiera d’un crédit d’impôt de 2,3 $cents par kilowatt-heure d’électricité jusqu’à fin 2016, qui s’éteindra progressivement jusqu’en 2020. Cette décision déclenchera des investissements supplémentaires attendus à 35 milliards de dollars pour 19 GW dans l'éolien d’ici à 2020, selon Bloomberg New Energy Finance[18].

Principaux parcs éoliens[modifier | modifier le code]

La base de données The Windpower recense 1 115 parcs éoliens américains totalisant 76 543 MW en février 2016[19], et donne leur liste exhaustive[20].

Principaux parcs éoliens en fonctionnement[17]
Nom du parc État MW* Nb turb.* Date m.s.* Propriétaire
Alta Wind Californie 1548[21] >500 2010-14 Terra-Gen Power
Shepherds Flat Oregon 845 338 2011-12 Caithness
Roscoe Texas 782 627 2008-09 E.ON Climate & Renewables
Horse Hollow Texas 736 421 2005-06 NextEra Energy Resources
Tehachapi Pass Californie 705 années 1980
Capricorn Ridge Texas 663 407 2007-08 NextEra Energy Resources
San Gorgonio Pass Californie 615 3218 années 1980
Altamont Pass Californie 606 4930 1981
Fowler Ridge Indiana 600 355 2008-10 BP/Dominion Resources
Sweetwater Texas 585 392 2003-07 Duke Energy/Infigen Energy
Cedar Creek Colorado 551 397 2007 Infigen Energy/BP Wind Energy
Ashtabula I-II-III Dakota du nord 331 218 2008-10 NextEra Energy Resources
Buffalo Gap Texas 523 296 2005-08 AES
Meadow Lake Indiana 501 303 2009-10 EDP Renewables
Flat Ridge 2 Kansas 470 294 2012 BP Wind Energy/Sempra Generation
Panther Creek Texas 458 305 2008-09 E.ON Climate & Renewables
Biglow Canyon Oregon 450 217 2005-10 Portland General Electric
Rolling Hills Iowa 444 193 2011 MidAmerican Energy Company
Crystal Lake[22] Iowa 416 224 2008-09 NextEra Energy Resources
Peñascal Texas 404 168 2010 Iberdrola
Lone Star Texas 400 200 2008 EDP Renewables
Windy Point/Windy Flats Washington 400 176 2009
Klondike Oregon 399 242 2001-08 Iberdrola
* MW : Capacité installée (MW) ; Nb turb. : nombre de turbines ; Date m.s. : date de mise en service.

Éolien offshore[modifier | modifier le code]

Le marché offshore américain est en train d’émerger avec 5 projets en construction fin 2017 pour une puissance de 490 GW. MHI Vestas a investi 35 millions de dollars au dernier trimestre 2017 sur un site de l’université Clemson en Caroline du sud pour y tester sa prochaine turbine offshore de 9,5 MW[7].

En mars 2015, Alstom a reçu l'ordre d'exécution officiel de la part des promoteurs du premier parc éolien offshore des États-Unis, Deepwater Wind, après le bouclage du montage financier. Situé à cinq kilomètres au large de Block Island, dans l’État de Rhode Island, ce parc éolien se composera de cinq éoliennes Haliade 150 de 6 MW d'Alstom[23]. Ce premier parc d'éoliennes offshore des États-Unis a été mis en service en août 2016, près de New York ; ses cinq éoliennes couvriront près de 90 % des besoins de l'île en électricité, économisant aux habitants le carburant du groupe électrogène au diesel qui alimente l'île. Le potentiel de développement de l'éolien offshore est estimé par le département de l'énergie à près de 54 GW sur les 300 GW nécessaires pour atteindre 20 % d'énergie éolienne en 2030. Plus de la moitié de la population américaine vit près des côtes, c'est là que sont la consommation et les bassins d'emploi ; mais les éoliennes en mer suscitent la résistance des ONG de défense de l'environnement ainsi que des résidents, tandis que le cadre réglementaire, éclaté entre les États, ouvre la voie aux litiges. Sur une vingtaine de projets à l'étude, plusieurs semblent enlisés depuis des années, comme l'emblématique projet Cape Wind, lancé au début des années 2000, qui prévoyait l'installation de 130 éoliennes au large du cap Cod, dans le Massachusetts[24].

Texas[modifier | modifier le code]

Ferme éolienne dans le comté de Stirling, Texas, 2008.
Ferme éolienne de Green Mountain (Brazos Wind Farm) au Texas.

Le Texas est de loin le premier État producteur d’énergie éolienne du pays, avec 22 637 MW installés fin 2017[12] et une production de 67 092 GWh[e 1] ; la part de l'éolien dans sa production d'électricité atteignait 12,6 % en 2017[13].

Les plus grands parcs éoliens texans sont :

EDF Énergies Nouvelles a mis en service en juin 2015 son cinquième parc éolien au Texas. Situé au nord de l'État, le parc éolien de Longhorn est composé de 100 turbines Vestas de 2 MW, pour une capacité installée totale de 200 MW. EDF EN exploite 872 MW dans l’État. Le Texas a représenté 37 % de la puissance installée en 2014 et l'éolien a fourni 10,6 % de son électricité. Le décollage de l’éolien au Texas a été amorcé grâce à un système de soutien mis en place en 1999, basé sur un crédit accordé aux producteurs d’énergies renouvelables, qui revendent la production aux fournisseurs locaux d’électricité, contraints d’avoir des approvisionnements en partie dé-carbonés. Des lignes à haute tension ont été construites entre l’ouest du pays, où se situe la ressource éolienne, et les grandes villes de l’Est[32]. Avec la mise en service en octobre 2015 du parc éolien de Spinning Spur 3 (194 MW), la capacité éolienne installée d’EDF EN au Texas dépasse désormais le gigawatt. EDF EN va aussi construire d'ici fin 2016 le parc éolien de Tyler Bluff (123 MW), dans le comté de Cooke, au Texas, pour alimenter les usines de Procter & Gamble[33].

C'est en 2006 que le Texas est devenu le premier État producteur d’énergie éolienne du pays, devant la Californie[11]. À la fin 2007, les éoliennes installées au Texas développaient une puissance totale de 4 356 mégawatts, contre 2 439 mégawatts en Californie, et 1 300 mégawatts au Minnesota et en Iowa[34]. Des projets éoliens sont en cours d’étude au Texas : Shell et TXU Corporation prévoient de construire la plus grande ferme éolienne du monde d’une puissance de 3 000 mégawatts[34]. En 2008, le milliardaire texan T. Boone Pickens, magnat du pétrole, a commandé auprès de General Electric 667 turbines éoliennes pour deux milliards de dollars[35].

Oklahoma[modifier | modifier le code]

L'Oklahoma est le deuxième État pour l'énergie éolienne avec 7 495 MW installés fin 2017[12] et une production de 24 404 GWh[e 1] ; la part de l'éolien dans sa production d'électricité atteignait 25,1 % en 2016[13].

Iowa[modifier | modifier le code]

L'Iowa est le troisième État pour l'énergie éolienne avec 7 308 MW installés fin 2017[12] et une production de 20 816 GWh[e 1] ; la part de l'éolien dans sa production d'électricité atteignait 36,6 % en 2016, part la plus élevée du pays[13].

Parmi ses principaux parcs éoliens, on note ceux de Rolling Hills (444 MW) et de Crystal Lake (416 MW).

Kansas[modifier | modifier le code]

Le Kansas est le cinquième État pour la puissance installée éolienne avec 5 110 MW fin 2017[12], mais le quatrième pour sa production 2018 : 18 501 GWh[e 1] ; la part de l'éolien dans sa production d'électricité atteignait 29,6 % en 2016[13].

Californie[modifier | modifier le code]

Vue presque complète de la Ferme éolienne de San Gorgonio Pass, à l'extrémité occidentale de la vallée de Coachella, un des sites les plus ventés de la planète.
Carte des ressources éoliennes de la Californie à 50 m d'altitude.
Une petite partie du parc éolien Alta Wind vu de la route d'Oak Creek en août 2013.
Parc éolien de Tehachapi Pass, 2008.

La Californie est le quatrième État pour la puissance installée éolienne avec 5 609 MW fin 2017[12] et le cinquième pour sa production de 13 971 GWh[e 1] ; la part de l'éolien dans sa production d'électricité atteignait 6,9 % en 2016[13].

Quatre parcs éoliens de grande taille concentrent plus de la moitié de cette puissance :

  • Altamont Pass, construit dans les années 1970 à l'est de San Francisco, compte plus de 4 800 éoliennes de taille assez modeste, d'une capacité totale de 576 MW[36]. Il s'agit de la plus grande concentration d'éoliennes du monde (en nombre d'éoliennes)[37].
  • San Gorgonio Pass près de Palm Springs possède plus de 3 500 éoliennes[38] d'une capacité supérieure à 615 MW[39].
  • Tehachapi Pass dans le comté de Kern (sud de la Californie) produit avec ses 705 MW l'électricité nécessaire à 500 000 personnes[40].
  • Alta Wind, également dans la Tehachapi Pass, est en 2013 le plus grand parc éolien du monde avec 1 320 MW[41].

Le gouverneur de la Californie a signé en 2011 une loi qui relève l'objectif de part d'énergies renouvelables de l'État de 20 % à 33 % en 2020[14].

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. a, b, c, d, e, f, g et h p. 45.
  2. p. 12.
  3. p. 172.
  4. p. 138.

Autres références :

  1. (en) [PDF] « United States – Wind Resource Map », département de l'Énergie des États-Unis (consulté le 6 juin 2009)
  2. (en)Wind Potential Capacity, WindExchange (Programme éolien du département de l'Énergie).
  3. (en)Offshore 90-Meter Wind Maps and Wind Resource Potential, WindExchange.
  4. (en)Electricity - Generation, site IEA
  5. [xlsx] BP Statistical Review of world energy 2017 workbook (feuille 44), BP, juin 2017.
  6. [PDF] (en) « Global Wind Statistics 2017 », Global Wind Energy Council (GWEC),
  7. a et b [PDF] Baromètre éolien 2018, EurObserv'ER, février 2018.
  8. [PDF] EurObserv'ER Baromètre éolien 2013 (février 2014)
  9. (en) [PDF] « Wind Power Today », département de l'Énergie des États-Unis (consulté le 6 juin 2009)
  10. (en) « US and China in race to the top of global wind industry », Global Wind Energy Council, (consulté le 8 février 2009)
  11. a et b (en) Clifford Krauss, « Move Over, Oil, There’s Money in Texas Wind », The New York Times, (consulté le 23 février 2008)
  12. a, b, c, d, e et f (en)U.S. Installed and Potential Wind Power Capacity and Generation, Department of Energy's Wind Program, Office of Energy Efficiency & Renewable Energy.
  13. a, b, c, d, e, f et g (en) New data: Wind powers 5.5 percent of U.S. grid, AWEA, 6 mars 2017.
  14. a, b, c et d [PDF] (en) « Global Wind Report 2012 - Annual market update », Global Wind Energy Council, (consulté le 10 octobre 2013), p. 66 à 69
  15. a, b et c (en) Ten top trends for wind power in 2014
  16. (en)Gamesa back in wind top-five as GE drops out - analysts, site ReCharge consulté le 15 juin 2014.
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  20. (en) - USA, The Windpower, consulté le 13 mars 2016.
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  25. (en)E.ON completes world's largest wind farm in Texas, sur Reuters consulté le 28 octobre 2013.
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  32. États-Unis - EDF Énergies Nouvelles approche le gigawatt au Texas, La lettre des énergies renouvelables du 11/06/2015.
  33. Éolien - Le rêve texan d'EDF EN, La lettre des énergies renouvelables du 28/10/2015.
  34. a et b (en) Clifford Krauss, « Move Over, Oil, There’s Money in Texas Wind », The New York Times (consulté le 23 février 2008)
  35. « La croisade pour les énergies vertes d'un milliardaire texan » dans Le Figaro du 11-07-2008, [lire en ligne]
  36. Armelle Vincent, « Californie, la passion de l'écologie », dans Géo n°356, octobre 2008, p.53
  37. (en) « Wind Plants of California's Altamont Pass », Institut für Luft- und Raumfahrt Berlin (consulté le 29 avril 2009)
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  39. (en) « U.S. Wind Energy Projects – California », American Energy Wind Association (consulté le 29 janvier 2009)
  40. (en) « Wind Plants of California's Tehachapi Pass », Institut für Luft- und Raumfahrt Berlin (consulté le 29 avril 2009)
  41. (en)World's Largest Wind Project is Underway, sur le site Renewable Energy World consulté le 28 octobre 2013.

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Articles connexes[modifier | modifier le code]

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