Le grand défi énergétique de l'Arctique : du charbon au solaire

Faire fonctionner un aéroport à l'énergie solaire dans le cercle polaire paraît presque relever de la science-fiction. Mais sur l'archipel du Svalbard, en Norvège, c'est pourtant devenu une question de survie. Situé à mi-chemin entre la Norvège et le pôle Nord, l'aéroport du Svalbard est l'aéroport commercial le plus septentrional au monde et, bien souvent, le dernier arrêt des chercheurs en route pour le Grand Nord.

Svalbard servait autrefois de base aux baleiniers qui partaient chasser plus au Nord pour récupérer le lard des cétacés. Aujourd’hui, les industries implantées sur les îles de l'archipel abandonnent l'extraction du charbon et se tournent vers la recherche et le tourisme. 

Mais ce petit aéroport, principalement alimenté par de l'électricité issue de centrales à charbon, est responsable de près de 20 % des émissions de gaz à effet de serre de tous les aéroports de la Norvège continentale. C'est pourquoi l'administration de l'aéroport du Svalbard a voulu réduire la quantité d'électricité produite à partir du charbon et passer, autant que possible, au solaire.

Le défi est de taille : la piste d'atterrissage de l'aéroport est construite sur le pergélisol, ou permafrost, et le hangar est littéralement gelé dans le sol. Trois mois sur douze, la région est plongée dans l'obscurité. L'endroit est-il bien adapté pour une installation solaire ?

On serait tenté de répondre que non. Et pourtant ! 

Les panneaux photovoltaïques produisent plus d'énergie par temps froid que par temps chaud. Et c'est d'autant plus vrai quand il s'agit de panneaux SunPower !

Optimiser la production solaire quand le soleil ne se lève pas 

Le partenaire de SunPower, Power Controls AS, installe depuis de nombreuses années des panneaux photovoltaïques dans les régions de l'Arctique. Son équipe a déjà participé à trois phases de la révolution solaire de l'aéroport du Svalbard, en installant pour 40 kW de panneaux sur la façade et le toit de l'aérogare et 100 autres kW sur le hangar. Mises bout à bout, les installations produisent près de 75 000 kWh d'électricité propre par an, ce qui représente 10 % de la consommation électrique annuelle de l'aéroport et permet de réduire les émissions de gaz carbonique de plus de 70 tonnes par an en Arctique.

L'installation dépasse même toutes les attentes, ce qui ne surprend guère l'équipe de Power Controls. Par rapport aux panneaux classiques, les panneaux SunPower Maxeon ont un rendement jusqu'à 35 % supérieur au cours des 25 premières années de fonctionnement.1 SunPower 400 W, 22,6 % de rendement, comparé à un panneau conventionnel pour une installation de mêmes dimensions (mono PERC 310 W, 19 % de rendement, env. 1,64 m²)  

« Les chercheurs de l'Europe entière nous ont contactés pour obtenir des données sur la production d'énergie de notre installation photovoltaïque. Tous ont été surpris d'apprendre qu'à un tel degré de latitude, son rendement peut atteindre 70 % de celui d'une installation équivalente en Allemagne », explique Dag Halvorsen, PDG de Power Controls.

Avec un prix de l'électricité trois fois supérieur à celui de la Norvège continentale, installer des panneaux photovoltaïques à Svalbard est un investissement intéressant, le délai de rentabilité étant inférieur à huit ans, d'après Dag Halvorsen.

L'équipe de Power Controls installe des panneaux Maxeon sur la façade de l'aérogare.

Passer à 100 % d'énergies renouvelables pour préserver un écosystème fragile

Dans cet environnement naturel fragile, domaine des ours polaires et autres espèces vulnérables, trouver le moyen de réduire radicalement les émissions de carbone, tout en produisant une électricité propre à un coût raisonnable pour répondre aux besoins locaux, revêt désormais une importance cruciale. Les réserves de charbon pourraient être épuisées dès 2025.

Dans la ville de Longyearbyen, à 5 km à l'est de l'aéroport, le charbon reste la première énergie utilisée pour produire de l'électricité. Des solutions alternatives sont nécessaires. Les énergies éolienne et solaire sont parfaitement complémentaires dans l'Arctique : quand le soleil ne se lève pas, le vent peut produire de l'énergie propre en quantité largement suffisante. L'été, le jour polaire permet aux panneaux photovoltaïques de fonctionner 24h/24.   

Une quatrième phase de pose de panneaux à l'aéroport est prévue en 2020/2021, devant quadrupler l'énergie solaire installée totale. L'installation photovoltaïque produira alors suffisamment de courant pour en restituer une partie au réseau local pendant l'été, réduisant la quantité d'électricité issue du charbon dont la ville de Longyearbyen a besoin.

Avec la technologie adéquate, même dans le grand Nord, l'énergie solaire peut représenter une part non négligeable du mélange énergétique. Une bonne nouvelle pour les ours polaires de l'Arctique, comme pour nous !