Le Japon cherche à développer des énergies alternatives comme l'éolien, en particulier offshore, et l'hydrogène, des sources qui peuvent s'adapter à la géographie du pays, mais aussi aux événements climatiques qu'il subit.
PUBLICITÉProduire de l'énergie alternative est une priorité pour le Japon. Son gouvernement a pour objectif d'atteindre 36 à 38% d'énergies renouvelables et de réduire ses émissions de gaz à effet de serre de 46% d'ici à 2030, et ce grâce à sa technologie à la pointe de la révolution verte.
Les politiques en matière d'énergie seront également l'un des thèmes majeurs abordés lors du sommet du G7 qui se tiendra dans le pays à la mi-mai.
Première source d'énergie renouvelable que le Japon exploite : le vent. Alors que le pays dispose de terres limitées, mais d'une large ouverture sur la mer, l'éolien offshore pourrait permettre de répondre aux besoins énergétiques du pays à l'avenir, mais cela implique de relever des défis.
Énergie éolienne et contraintes topographiques
Au sud, dans la préfecture de Nagasaki, les îles Goto abritent au large, un parc éolien offshore emblématique. Cette région, l'une des zones du Japon les plus touchées par les typhons, est stratégique pour tester la résistance de ces éoliennes flottantes.
Pour produire de l'électricité, le Japon dépend de deux types d'éoliennes, adaptées à la topographie complexe du territoire japonais, mais aussi aux catastrophes naturelles : les éoliennes flottantes et de celles fixées sur le fond marin. C'est la configuration de celles qui constituent le parc d'Akita, le premier développé à grande échelle dans le pays.
"Le modèle fixe doit être scellé au fond de la mer, mais au Japon, la mer devient très vite profonde," fait remarquer Ushigami Kei, directeur exécutif de Goto Floating Wind Farm LLC. "On le construit en posant d'abord, une fondation sur le plancher marin et il est soumis à la topographie et la géologie du fond," explique-t-il. "Le modèle flottant," poursuit-il, "est relié par une chaîne, mais il est résistant aux tremblements de terre car il n'est pas affecté par la topologie du plancher marin."
Le défi pour ces structures flottantes consiste à faire face aux typhons et à la puissance des vagues. Les mécanismes de stabilisation s'inspirent de la technologie de la construction navale en vue de minimiser les oscillations. "La structure est conçue pour être stable en abaissant le centre de gravité grâce à de lourds éléments en béton sur la partie inférieure du flotteur," indique Ushigami Kei. "Cela rend la structure résistante aux vents violents des typhons," dit-il.
Des pales aux formes très étudiées
Les études de terrain jouent un rôle clé dans la conception d'installations de pointe comme celles de Goto pour les rendre résistantes aux catastrophes naturelles.
Le professeur Ishihara Takeshi de l'Université de Tokyo est l'un des ingénieurs les plus renommés dans l'évaluation des risques dans le domaine de l'énergie éolienne."Dans le cas du Japon, nous avons non seulement des typhons très puissants, mais aussi des vents qui en général, ne sont pas très forts," précise-t-il. "Nous devons donc résoudre ces deux problèmes en même temps," indique-t-il.
"L'une des solutions consiste à allonger et à affiner les pales : en augmentant la longueur, la production normale d'électricité s'accroît également et des pales plus fines réduisent l'excès de vent pendant les typhons," décrit le professeur. "En utilisant la technologie japonaise à base de fibre de carbone, il est possible de créer des pales très longues, fines et solides," résume-t-il.
Le parc éolien de Goto débutera ses opérations commerciales en janvier prochain.
Le choix de l'hydrogène liquide
Dans le port de Kobe, on trouve le premier navire transporteur d'hydrogène liquide au monde. L'hydrogène est une autre énergie propre sur laquelle le Japon se concentre. Il a été le premier pays à élaborer une stratégie en la matière en 2017. Aujourd'hui, il s'est doté d'un nouvel objectif ambitieux : porter son approvisionnement annuel à 12 millions de tonnes d'ici à 2040.
L'hydrogène est produit en Australie, puis transporté au Japon par voie maritime, en le congelant à moins 253°C et en le comprimant sous forme liquide.
Le navire a fait deux fois l'aller-retour depuis sa mise en service en 2021.
Yamamoto Shigeru, cadre dirigeant et directeur général adjoint de la division dédiée à la stratégie de l'hydrogène chez Kawasaki Heavy Industries, nous montre un réservoir d'hydrogène de pas moins de 1 250 m³.
Son entreprise a mis en place à Kobe, une chaîne complète d'approvisionnement en hydrogène capable, au final, de fournir de la chaleur et de l'électricité à la zone urbaine.
Changer d'échelle pour réduire les coûts
Le Japon dépend largement de l'importation d'hydrogène. Pour pouvoir l'utiliser comme source d'énergie régulière, il est essentiel de réduire les coûts.
"Le coût de l'hydrogène peut être réduit en le transportant en plus grandes quantités," fait remarquer Yamamoto Shigeru. "Pour avoir un coût équivalent, voire inférieur à celui des combustibles fossiles, il faut d'abord que nous changions d'échelle : pour ce faire, nous construirons de grands navires et de grands réservoirs au niveau du site de réception," annonce-t-il avant d'ajouter : "Nous aimerions créer une infrastructure plus importante en vue de la commercialisation."
PUBLICITÉProchain projet : un navire à grande échelle dont la taille sera plus de 100 fois supérieure.
En mettant l'accent sur l'innovation, le Japon fait figure de pionnier dans la transition vers les énergies propres à l'échelle mondiale et se rapproche de ses ambitions en matière de lutte contre le changement climatique.