Pour Florian BauerChef de la direction cerf-volant, une entreprise basée à Munich qui développe un système d'énergie éolienne à haute altitude, la lutte contre le changement climatique est une affaire personnelle.
Tout a commencé pendant mes années d'école : le documentaire d'Al Gore « An Inconvenience Truth » m'a motivé et inspiré à me lancer dans les énergies renouvelables en tant qu'ingénieur. Je voulais aider à résoudre le problème.
Aujourd'hui, Bauer, avec André Frirdich, Christoph Drexler e Max Isensee, changent la direction de l'énergie éolienne renouvelable avec Kitekraft. L’entreprise construit des parcs éoliens volants qui fonctionnent à l’aide d’un « cerf-volant », un avion électrique relié par un câble. Le cerf-volant de haute altitude équipé d'éoliennes vole en forme de huit pour produire de l'électricité à partir du vent.
L’éolien de haute altitude, une technologie en plein essor
Bien que la technologie des éoliennes aériennes en soit encore à ses débuts, plusieurs entreprises à travers le monde se sont engagées à étudier et à développer l’énergie éolienne aérienne.
Et ils font bien. L'Association internationale de l'énergie (AIE) fait valoir que pour atteindre les objectifs d'émissions de l'Accord de Paris pour 2050, près des deux tiers de la production mondiale d'énergie doivent être renouvelables d'ici 2030. L'énergie éolienne jouera son rôle en étant multipliée par 11 d'ici 2050.
Selon l'Agence internationale des énergies renouvelables (IRENA), la capacité installée mondiale des parcs éoliens terrestres et offshore il a été multiplié par près de 100 au cours des 20 dernières années, passant de 7,5 GW en 1997 à 743 GW en 2020, avec 93 GW de nouvelles capacités installées rien qu'en 2020 : une augmentation de 53% sur une base annuelle.
Le coût de l'énergie éolienne a chuté d'environ 40% au cours de la dernière décennie, et on s'attend à ce qu'il continue de baisser à mesure que la demande de sources d'énergie plus propres augmente.
La réduction des coûts pourrait rendre les énergies renouvelables encore plus accessibles – et c'est là qu'intervient le cerf-volant de haut vol.
Est-ce que ça marche?
La première question à se poser est : qu’est-ce qu’un système propulsé par un cerf-volant à haute altitude exactement et comment génère-t-il de l’énergie ?
Un tel système comprend généralement un cerf-volant avec des éoliennes, un câble et une station au sol. Les turbines du cerf-volant tournent lorsqu'il vole dans les airs, capturant l'énergie éolienne, tandis que le câble qui le relie à la station au sol transmet l'électricité au sol.
Contrairement aux tours éoliennes fixes qui nécessitent des installations en béton et en acier, les parcs éoliens volants à haute altitude disposent d'une connexion légère et d'une petite station au sol, ce qui nécessite 90 % de matière en moins.
Plus léger de nom et de fait. Il le dit aussi une étude réalisée par Airborne Wind Europe: un parc éolien cerf-volant de 50 mégawatts il utiliserait 913 tonnes de matériel en 20 ans, contre 2.868 XNUMX tonnes d'un parc typique de tours à vent.
Les cerfs-volants de Kitekraft sont principalement fabriqués en aluminium, qui est facilement recyclable. Les parcs éoliens courants, en revanche, utilisent des matériaux tels que l'acier et le plastique renforcés de fibre de carbone ou de verre, qui sont plus difficiles à recycler.
En résumé : plus facile à produire et avec moins d'empreinte carbone.
Repenser les cerfs-volants
Les cerfs-volants de Kitekraft sont équipés de huit moteurs qui alimentent l'appareil pendant le décollage et l'atterrissage. Ils servent ensuite de générateurs pendant le vol. Une unité de contrôle stabilise le cerf-volant et génère de l'énergie efficacement.
"Le cerf-volant est essentiellement un multicoptère attaché à une corde", explique Bauer. L’année dernière, la société a réalisé avec succès un test en vol autonome, qu’elle a décrit comme « une étape importante vers notre premier produit de 100 kW ».
Le cerf-volant à haute altitude en est encore à sa phase de prototype, mais il pourrait un jour offrir une énergie alternative aux personnes vivant hors réseau, ou apporter un soutien à l'énergie éolienne dans les endroits où l'érection de tours éoliennes est impossible. Compte tenu de ses avantages, un tel système peut dans de nombreux cas remplacer les systèmes traditionnels.
Tant que les choses fonctionnent. Cela nécessite un dixième de matériau, l'empreinte écologique est énormément plus faible, il peut être mieux recyclé, mais cela ne veut pas dire qu'il est facile à construire. Il faut de l'ingénierie et de la technologie : pour un système traditionnel, il suffit de construire une tour.
C'est pourquoi je vois des obstacles commerciaux à ce type de développement.
L’énergie éolienne à haute altitude va-t-elle décoller ou rester au sol ?
«Nous sommes en contact avec de nombreux clients potentiels», déclare Bauer. « Nous sommes heureux qu'ils aient compris le potentiel économique et écologique de ce système. Cela pourrait également convaincre les communautés qui s’opposent actuellement à l’installation d’énergie éolienne traditionnelle », ajoute-t-il.
Il y a encore des améliorations à apporter. Tout d’abord dans la définition même du « vent de haute altitude ». Quelle taille? À moins de 300 mètres d'altitude, les prototypes ont montré un bon fonctionnement et les systèmes peuvent être utilisés même à très basse altitude pour éviter les dommages causés par les ouragans. Au-dessus de ce seuil cependant, les vents sont très forts : construire des cerfs-volants plus grands et plus puissants présente des risques qui doivent être évalués très attentivement.
Quel est alors l’objectif réaliste d’entrée sur le marché de cette technologie ?
« D’ici 2024, nous lancerons un cerf-volant de 100 kilowatts avec une envergure de 10 mètres (33 pieds). Si tout se passe bien, nous adapterons cette taille : le prochain cerf-volant à haute altitude aura une puissance de 500 kilowatts et une envergure de 20 mètres. Doubler l'aile ne doublerait pas simplement la puissance, cela la quintuplerait.
La possibilité d'utiliser ce type de technologie même en haute mer est également intéressante. Une station flottante, sous forme de bouée, serait suffisante. Kitekraft pourrait aussi avoir son mot à dire dans les régions désertiques, pour réaliser micro-réseaux efficaces.
Nous verrons si cette énergie éolienne « volante » parvient à décoller.
