Pour Florian BauerChef de la direction cerf-volant, une entreprise munichoise développant 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 "Une vérité qui dérange" m'a motivé et inspiré à poursuivre 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 "huit" pour produire de l'électricité à partir du vent.
L'éolien de haute altitude, une technologie en pleine expansion
Bien que la technologie des éoliennes aériennes en soit encore à ses balbutiements, 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) soutient que pour atteindre les objectifs d'émissions de l'Accord de Paris en 2050, près des deux tiers de la production mondiale d'énergie doivent être renouvelables d'ici 2030. L'énergie éolienne jouera son rôle en se multipliant par 11 d'ici 2050.
Selon l'Agence internationale pour les 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 que le cerf-volant de haut vol entre en jeu.
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, 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 pendant qu'il vole dans les airs, captant 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 ont une connexion légère et 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 lors du décollage et de l'atterrissage. Ils sont ensuite utilisés comme générateurs pendant le vol. Une unité de contrôle stabilise le cerf-volant et génère de la puissance efficacement.
"Le cerf-volant est essentiellement un multicopter attaché à un fil", explique Bauer. L'année dernière, la société a réalisé avec succès un essai en vol autonome, qu'elle a décrit comme "une étape importante vers notre premier produit de 100 kW".
Le cerf-volant de haute altitude en est encore au stade de prototype, mais il pourrait un jour offrir une énergie alternative aux personnes vivant hors réseau, ou de l'énergie éolienne dans des endroits où l'installation de tours éoliennes est impossible. Compte tenu des avantages, dans plusieurs cas, un tel système peut remplacer les systèmes traditionnels.
Tant que les choses s'arrangent. Il faut un dixième du matériau, l'empreinte écologique est énormément plus faible, il peut être mieux recyclé, mais cela ne signifie pas qu'il est facile à construire. Il faut de l'ingénierie et de la technologie : pour une usine traditionnelle, "juste" construire une tour.
C'est pourquoi je vois des obstacles commerciaux à ce type de développement.
L'énergie éolienne de haute altitude décollera-t-elle ou restera-t-elle 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. Il pourrait aussi convaincre les collectivités qui s'opposent aujourd'hui à l'installation de l'éolien traditionnel", ajoute-t-il.
Il y a encore des améliorations à apporter. Tout d'abord dans la même définition du « vent de haute altitude ». Quelle taille? À moins de 300 mètres d'altitude, les prototypes ont montré un bon fonctionnement et les centrales peuvent être utilisées 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 gros avec plus de puissance présente des risques à évaluer très attentivement.
Quel est alors l'objectif réaliste pour cette technologie d'entrer sur le marché ?
"D'ici 2024, nous lancerons un cerf-volant de 100 kilowatts avec une envergure de 10 mètres (33 pieds). Espérons que nous atteindrons cette taille : le prochain cerf-volant à haute altitude aura une puissance de 500 kilowatts et une envergure. 20 mètres Doubler l'aile ne doublerait pas simplement la puissance, elle 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" peut décoller.
