Vague de froid au Texas : le système énergétique de l’État en blackout ?

Pour mieux vous aider à comprendre l’origine de cette vague de froid, ❄ on vous fait un point météo façon Ekwateur (oui, parfois on se transforme aussi en miss météo 😉).

Celle-ci a commencé par une perturbation du vortex stratosphérique et de la circulation de l’air d’est en ouest autour de l’Arctique.

Le 5 janvier dernier, un réchauffement stratosphérique soudain est constaté. Ce dernier a entrainé une hausse des températures inattendue, un ralentissement du flux des vents ainsi qu’un changement de direction. Avec ce changement de direction, l’air polaire froid qui avait été embouteillé au-dessus de l’Arctique s’est retrouvé propulsé à travers les États-Unis.

Jusqu’à maintenant, le record de la plus basse température pour un mois de février enregistrée à San Antonio était de -9°C. Avec ce passage de vents polaire au-dessus du Texas, un nouveau minimum est désormais atteint et il est de -11°C.

On pourrait vite penser qu’il s’agit d’un événement exceptionnel encore jamais vu et lié à tous les changements climatiques que l’on connaît actuellement. À cela nous vous répondons oui et non. Pourquoi ? Tout simplement, car ces événements ont tendance à se répéter jusqu’à 6 fois durant une décennie. Ce qui est plus rare en revanche, c’est cette forte poussée d’air froid en direction du sud et c’est cela qui en fait un événement plus « exceptionnel ».

La deuxième raison pour laquelle ce réchauffement stratosphérique paraît unique c’est l’accalmie rencontrée entre les années 80 et 90 de ce type d’événement, lui donnant ainsi une impression de rareté plus forte.

Ce mouvement stratosphérique n’est en effet pas sans conséquence puisque des températures descendant jusqu’à -11 dans un État où l’on est plutôt habitué à des températures douces entrainent indéniablement une augmentation de la demande de chauffage (donc de l’énergie). Demande que le système énergétique n’a pas été capable de satisfaire. ERCOT, société responsable du transport de l’énergie au Texas (l’équivalent de notre RTE national) a jugé préférable de déclarer l’état d’urgence et de couper plusieurs sources d’alimentation par mesure de sécurité pour éviter une totale saturation du réseau (pouvant mener à un blackout sur tout le Texas). De nombreux foyers se sont donc retrouvés sans électricité pendant plus de 48h alors que le chauffage pour les habitants était devenu question de vie ou de mort.

Les énergies renouvelables prises pour cibles

Le Texas représente le poumon énergétique des États-Unis. En effet, selon une étude récente de la US Energy Information Administration, l’État du Texas aurait produit à lui seul 41 % des parts nationales en pétrole brut et 25 % du gaz naturel commercialisé en 2019. Le Texas a également produit près de 28 % de toute l’électricité éolienne américaine en 2019. Premier exploitant de pétrole et de gaz, il est d’autant plus surprenant que les événements météorologiques aient eu un tel impact sur son système énergétique.

De plus, outre le pétrole et le gaz, l’État possède également de nombreuses centrales éoliennes, solaires et centrales nucléaires.

Celui-ci dispose par ailleurs d’un réseau fonctionnant en vase clos, le rendant totalement autonome tout en l’empêchant d’importer de l’énergie en cas de problème. Une vague de froid d’une telle envergure démontre aussi les limites de ce système, raison pour laquelle ERCOT s’est retrouvé contraint de couper le courant à certains foyers.

Les premières réactions ont été de se jeter sur les énergies renouvelables en blâmant leur intermittence allant même jusqu’à affirmer que l’éolien était trop peu fiable et trop subventionné. Développé massivement depuis plusieurs années, le Texas peut aujourd’hui alimenter l’équivalent de 3 millions de foyers en période de forte demande juste avec l’énergie éolienne.* Ces propos ont été rapidement démentis par la suite, car, bien que le facteur de capacité moyen de production soit descendu de 19% à 14%*, c’est toutes les infrastructures du Texas qui ont été touchées par cette vague de froid.

Les centrales thermiques et nucléaires encore plus impactées par cette vague de froid

En effet, les énergies renouvelables ne sont pas les seules à être impactées par cette vague. Les centrales thermiques ainsi que nucléaires ont été logées à la même enseigne. Pour preuve, selon Wood Mackenzie, le facteur de capacité moyen de la production nucléaire est passé de 94% à 75% de la production maximale durant cette période et de 73% à 60% en ce qui concerne le charbon. Le facteur du gaz, lui, est descendu de 52% à 43%. Proportionnellement donc, les centrales thermiques et nucléaires ont été plus impactées par les évènements que les énergies renouvelables.

De plus, l’équipement utilisé pour les centrales électriques du Texas n’était pas suffisamment préparé à de telles températures entrainant donc des défaillances.

Enfin, il ne faut pas oublier que c’est la production d’énergie en général qui a été impactée et pas seulement la production d’électricité. Les centrales à gaz semblent avoir été les plus touchées par cette situation et semblent également être la principale origine de la paralysie énergétique du Texas.

Quelles conséquences sur la production et l’acheminement de l’énergie ?

Les centrales à gaz sont celles qui essuient le plus les conséquences de cette vague de froid. L’eau ainsi que les autres liquides permettant la production et l’acheminement du gaz ont tout simplement gelé à cause des températures trop basses bloquant ainsi le flux de gaz. Plus les températures baissaient et plus ces incidents se répandaient sur le réseau. Les approvisionnements sont donc devenus plus rares entrainant une hausse en flèche des prix. Certains acheteurs ont payé jusqu’à plus de 600 dollars par million d’unités. Ces unités étaient alors inférieures à 3 dollars au début du mois de février.

L’équipe gazière de Wood Mackenzie’s Americas a par la suite confirmé que les têtes de puits (qui mesure le débit et évaluent la productivité du gisement) au Texas n’étaient pas bien préparées aux conditions de gel avant d’ajouter « des pannes peuvent survenir et des problèmes logistiques tels que les routes verglacées peuvent entraver les opérations normales sur le terrain ». Les équipes de réparation se sont ainsi retrouvées bloquées par la neige et le verglas, rendant impossible toute intervention immédiate.

À la suite de ces premières perturbations devenant de plus en plus contraignantes, ERCOT s’est vu dans l’obligation de commencer à lancer des pannes de courant afin d’éviter le blackout total du réseau. Les problèmes ont affecté la quasi-totalité du réseau comme l’a montré la surveillance accrue de celui-ci par ERCOT.

Un cinquième de la production de gaz des États-Unis perdus

Au pic de la vague de froid, ce ne sont pas moins de 18,7 milliards de m3 produits par jour qui ont été perdus en raison des gelées, selon Wood Mackenzie. Ce volume représente un cinquième de la production totale des États-Unis. Les prix ont donc grimpé en flèche allant jusqu’à 1250 $ / mmbtu (million de BTU) pour certaines offres.

Même si les températures rencontrées en février dernier sont rares, elles ne sont pas sans précédent. En effet, une vague de froid similaire avait été constatée en février 2011 provoquant elle aussi de nombreuses pannes affectant des millions de personnes. Néanmoins les dégâts furent moindres que la vague de froid de février 2021.

À l’époque, un rapport de la Commission fédérale de réglementation de l'énergie (l’équivalent de notre CRE nationale 😉) et du Nord American Electric Reliability Corporation affirmait qu’il était difficile d’estimer combien il fallait dépenser pour préserver le réseau énergétique des éventuelles conditions météorologiques extrêmes. Ce rapport a néanmoins formulé plusieurs recommandations susceptibles de rendre le réseau plus résilient par temps froid.

L’application de ses recommandations mise en cause

La répétition de l’histoire 10 ans après pose effectivement question quant à l’application des recommandations émises en février 2011. La question de savoir dans quelles mesures ces recommandations ont été adoptées sera examinée de près dans les semaines à venir.

En attendant, ERCOT affirme que : « une hivérisation du système a bien été effectuée. Néanmoins, il n’y a pas eu de pression de grande envergure en ce sens. Une des leçons apprises cette semaine c’est que les parties prenantes impliquées dans le système électrique au Texas auraient pu faire plus pour rendre les infrastructures plus résilientes ».

Une répercussion sur le marché international de l’énergie

Le Texas est le premier État des États-Unis à exporter du pétrole et du gaz. Aussi, les marchés mondiaux ont également subi les répercussions de cet épisode météorologique important, augmentant temporairement les prix sur ces marchés. Les problèmes d’approvisionnement ont néanmoins été résolus en quelques jours évitant ainsi une crise énergétique internationale.

C’est l’un des points que cette crise a soulevés. Wade Schauer, directeur de recherche de Wood Mackenzie pour l’énergie des Amériques et renouvelable, souligne les implications de la suppression progressive des centrales nucléaires et au charbon dans le cadre d’événements de même envergure que celui que le Texas vient de traverser.

« Remplacer la contribution que le charbon et le nucléaire ont apporté ces derniers jours demanderait aux États-Unis de disposer de 5 fois plus que ce qui était disponible aujourd’hui à partir de l’énergie éolienne et solaire. » Il ajoute également que les progrès sur le stockage longue durée peuvent aider à résoudre ce problème afin de tendre vers une décarbonation du système.

Nous espérons avoir pu vous éclairer 💡 sur cette situation aux enjeux quelque peu complexes à saisir. La résilience de nos réseaux énergétique étant une véritable question d’actualité et pas seulement pour le Texas 😊.