Noor 3 : anatomie d’une panne

Malgré la date de publication, ce n’est pas un poisson d’Avril mais un article visant à rétablir un certain nombre d’éléments factuels après les délires que suscite l’arrêt de ferme solaire NOOR 3 du Complexe solaire de Ouarzazate. Sur un moteur de recherche, les mots-clé suivants, « Acwa Power » + perte + « 47 millions de Dollars » ont donné 430 résultats et ce qui déçoit est plutôt la part qui comporte des envolées lyriques, des affirmations inexactes et / ou des chiffres sans explication ni source.

Il est vrai que le sensationnalisme et les titres accrocheurs peuvent faire recette mais attention à bien séparer l’information de ses commentaires. Nous allons essayer de décortiquer la chose avec les informations en notre possession.

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  QUELQUES RAPPELS  

Concernant les caractéristiques du Complexe Solaire de Ouarzazate

Ce qui est communément désigné par « Complexe Solaire de Ouarzazate » détenu par MASEN à 25%, couvre 3’100 hectares et est composé de 4 fermes solaires qui ont été adjugées par 4 appels d’offres séparés à la société saoudienne ACWA Power Company et opérée par sa filiale marocaine ACWA Power Maroc. Le Tableau 1 récapitule les caractéristiques des équipements du Complexe Solaire de Ouarzazate.

Concernant la production réelle du Complexe Solaire de Ouarzazate

A défaut de chiffres officiels à fin 2023 où l’ensemble du Complexe de Ouarzazate a fonctionné normalement, nous avons estimé[2] sa production de 2023 à 1’883 GWh sur la base des 1482 GWh officiellement produits pendant les 3 premiers trimestres de l’année. Le productible annuel est donc fiable, au moins au niveau global et, même s’il est question ici et là de 420 GWh pour NOOR 3, nous supposerons que le détail des productibles du Tableau 1 est valable aussi, mais nous retiendrons la production rapportée de 420 GWh mais, comme on le verra, cela ne changera pas significativement nos conclusions.

Concernant le prix de vente de l’électricité de MASEN à l’ONEE

Nos conclusions ne changeront pas non plus significativement à cause du fait que le prix de vente l’électricité de NOOR 1 à MASEN aurait été, semble-t-il, réduit à 1,50 Dh/kWh[3].

L’ONEE est l’opérateur système et est aussi acheteur unique pour tout ce qui est en dehors de la LER 13/09. MASEN est en charge du développement de toutes les centrales produisant de l’électricité à partir de sources renouvelables (le solaire, l’éolien et, sans doute bientôt, l’hydroélectricité conventionnelle). De sources publiques, il semble qu’un accord entre MASEN et l’ONEE stipule, entre autres, que toute l’électricité produite par MASEN ou pour son compte est cédée à l’ONEE pour 0,85 Dh/kWh.

Ainsi, de la perte de 0,55 Dh/kWh résultante d’un achat moyen à 1,40, avec 1’883 GWh, MASEN aura sans doute perdu 1,035 GDh en 2023 sur les ventes de l’électricité de Ouarzazate. Face à cette perte, MASEN se compense sur ses ventes d’électricité éolienne qu’elle achète entre 0,31 (PMIEE) et 0,57 Dh/kWh (Parc éolien de Taza). Si elle la revend aussi à l’ONEE pour 0,85 Dh/kWh :

• En 2023, 2’775 GWh éoliens auraient été vendus en moyenne à 0,45 Dh/kWh qui auraient alors dégagé un bénéfice de 1,102 GDh, légèrement supérieur aux pertes précédentes, et c’est tant mieux pour MASEN et le contribuable marocain !
• L’excédent de trésorerie était négatif avant 2023 puisque l’année précédente, seulement 1’997 GWh éoliens auraient été vendus en moyenne à 0,50 Dh/kWh qui n’auraient eux-mêmes dégagé qu’un bénéfice de 0,695 GDh, insuffisants pour compenser les pertes sur les ventes solaires. Le coût moyen de l’électricité éolienne à MASEN baisse au fur à mesure des mises en service des 850 MW des parcs du PMIEE dont le kWh est acheté à 0,31 Dh/kWh. L’accélération du PMIEE n’était plus utile qu’à MASEN mais aussi à tout le Maroc compte tenu de la crise énergétique post-COVID.

  QUELQUES REMARQUES  

Concernant la nature de la panne de NOOR 3

Il semble que, dans un dossier déposé à la Bourse de Jeddah, ACWA Power Company SJSC ait annoncé avoir reçu un avis le 21 mars 2024 concernant une fuite de sels fondus de la ferme solaire NOOR 3 du Complexe Solaire de Ouarzazate, l’analyse préliminaire de la situation suggérant une interruption qui se poursuivra jusqu’en novembre 2024, soit 9 mois.

Concernant l’impact de la panne sur la satisfaction de la demande d’énergie électrique nationale

En 2023, le Maroc² aurait fait un appel net d’électricité (ENA) de 44’049 GWh couvert par, d’une part une production nette locale (PNL) de 42’189 GWh et, d’autre part, par un solde d’électricité importée de 1’861 GWh. Si les délais prévus pour la remise en route sont respectés, pendant 9 mois (de fin mars à fin novembre 2024), l’arrêt de NOOR 3 ne devrait pas faire perdre plus de 0,9 % de production nette locale d’énergie électrique, tout à fait dans les fluctuations usuelles. Pour le Maroc, l’ONEE aura bien moins de mal à compenser cet arrêt de NOOR 3 que celui qui avait été causé par l’arrêt simultané de la production des centrales au gaz naturel à cycle combiné (CGCC) de Tahaddart et de Aïn Beni Mathar entre le 1^er Novembre 2021 et la reprise progressive entre Juin 2022 et Mars 2023 qui comptèrent pour 11,9% de la production brute du pays en 2019.

Concernant l’impact de la panne sur l’appel en puissance du Maroc

La puissance maximale appelée (PMA) par le Maroc au cours l’année 2023 s’est produite durant une journée du mois d’août et a atteint 7’310 MW. Ainsi donc, l’arrêt de NOOR 3 ne créerait qu’un déficit de 150 MW, soit 2,1% de la PMA ou bien 0,13% des 11’900 MW de la capacité de production électrique totale, ou bien encore 4,9% des capacités de production thermiques de l’ONEE largement sous exploitées à cause de sa situation de complément de la production privée. Là aussi, l’ONEE aura bien moins de mal à compenser ce déficit de puissance que celui qui avait été causé par la cessation de l’alimentation en gaz des deux CGCC.

Concernant l’impact de la panne sur les coûts et les économies

Nous ne rallongerons pas la liste des références de façon excessive mais, à part les envolées lyriques sur le futur du solaire au Maroc, de trop nombreux articles ont écrit des chiffres sans référence ni explications :

• Le manque à gagner pour ACWA Power Maroc (dont 75% ACWA Power Company SJSC et 25% MASEN : il proviendrait de trois quart de 420 GWh annuels, soit neuf mois de ventes ratées à 1,42 Dh/kWh, soit ­0,447 GDh.
• Les économies sur les pertes sur les ventes de MASEN à l’ONEE: elles proviendraient des mêmes volumes que ci-dessus pour une économie de 0,55 Dh/kWh soit +0,173 GDh. C’est un avantage !
• La valeur du réservoir de stockage: si le réservoir de sels fondus et leurs canalisations devaient être entièrement refaits, cela ne coûterait qu’une partie de l’investissement initial, disons 65% (eh oui, le stockage coûte cher !) de 7,18 GDh, soit ­4,67 GDh ou environ -470 MUS$. C’est sans doute ce chiffre qui est évoqué sans être nommé ! Mais… à un détail près : il semble que la centrale NOOR 3 n’ait pas encore fait l’objet de réception définitive et que la caution de garantie soit encore entre les mains de ACWA Power, donc les pertes n’atteindront pas ce chiffre qui représente la valeur estimée de tout le réservoir de stockage. Donc, au pire, les pertes de ACWA Power Maroc ne se monteront qu’à une partie de ce chiffre, auquel s’ajoute le manque à gagner de 0,173 GDh.

Concernant l’impact de la panne sur la valeur boursière de Acwa Power Company SJSC

ACWA Power Maroc est SARL marocaine et n’est donc pas cotée en bourse mais l’arrêt de NOOR 3 est resté sans impact significatif sur le cours boursier de son imposante maison mère. La Figure 1 montre que, même s’il y a un décrochement de 2% entre la moyenne des 11-21/03/2024 et celle des 24-29/03/2024, le cours de l’action de Acwa Power Company SJSC n’a pas été significativement impacté par la panne.

  CONCLUSION  

Sur le principe, la fuite dans le réservoir de stockage des sels fondus de la centrale NOOR 3 peut conduire à une réflexion sur ce moyen de stockage mais, plutôt que de jeter le bébé avec l’eau du bain, la piste serait sans doute dans ce qui distingue (taille, conception, fabrication) le réservoir de NOOR 3, pourtant récent, des réservoirs de NOOR 1 et NOOR 2.

Certes, maintenant que nous sommes dans l’eau, il faut nager, mais cela ne m’empêche pas de continuer à vouloir « tordre le cou » aux consultants qui, avant même l’existence de MASEN, ont engagé le Maroc sur la voie du solaire thermodynamique alors que l’on savait déjà[4]^{, [5]}, depuis 1999 et le retour d’expérience de Kramer Junction (USA) que je lisais déjà en 2007 :

• que la part de marché du thermodynamique était déjà négligeable par rapport au photovoltaïque,
• que ses coûts n’allaient pas baisser aussi vite que le photovoltaïque qui dégringolait à -9%/an,
• que le solaire PV était plus simple à mettre en œuvre avec des délais de chantier trois fois moindres.

Nous aurions gagné à attendre et c’est ce qu’a fait l’Algérie (même si en retard avec des marchés clés en mains que le Maroc ne peut s’offrir). D’ailleurs, après l’avoir encouragé en 2009, il semble que ni l’ONEE, ni le Ministère de tutelle ne veuillent plus de stockage thermique pour NOOR Midelt mais du PV avec batterie (heureusement). Mais qu’en sera-t-il du marché « hybride » de NOOR Midelt 1 déjà adjugé à EDF ?

Maintenant, il faut aussi tirer de tout cela des leçons pour l’hydrogène vert : ne pas se lancer tant qu’il n’y a pas d’acquéreurs mais aussi se méfier des choix technologiques en présence et identifier leurs lobbyistes ! Traiter avec ces tigres quand il le faut, oui, mais les identifier pour ne pas les confondre avec des chatons…

  APPENDICE TECHNIQUE  

Ce complément a volontairement été ajouté pour les férus de technologie mais placé en appendice pour ne pas perturber la lecture de ceux qui préfèrent s’abstenir de détails techniques.

Concernant le mode de fonctionnement des centrales solaires avec stockage

La Figure 2 montre le schéma du principe de fonctionnement d’une centrale thermodynamique avec stockage, il ne concerne que les fermes NOOR 1, 2 et 3 :

• Les rayonnements solaires sont collectés dans un « système collecteur » qui est en fait :
  • soit un ensemble de miroirs de forme cylindro-parabolique alignés concentrant les rayons solaires sur un tube placé au foyer constituant le « récepteur solaire » dans lequel circule un fluide caloporteur que l’on va chauffer (huile HTF pour NOOR 1 et 2),
  • soit un ensemble de miroirs placés au sol autour d’une tour et concentrant les rayons solaires au sommet de celle-ci, sommet qui constitue le « récepteur solaire » dans lequel circule un fluide caloporteur que l’on chauffe (sels fondus pour NOOR 3).
• Selon l’heure de la journée et les bilans énergétiques, la chaleur reçue par le fluide caloporteur est :
  • soit cédée à des sels que l’on va faire fondre ou bien que l’on a fondu (souvent un mélange de nitrate de potassium KNO₃ et de nitrate de sodium NaNO₃),
  • soit envoyée dans le « système de conversion »,
  • soit les deux.
• L’entrée du « système de conversion » est un générateur de vapeur sous pression qui va permettre, à l’instar d’une cocotte minute, de faire tourner une turbine qui entraînera un alternateur (machine tournante) qui produit l’électricité sortante de la centrale.

Le « système collecteur » (à gauche de la Figure 2) est calculé pour générer des excédents de chaleur à la mi-journée et dès que la puissance thermique fournie dépasse un seuil, on envoie les excédents de chaleur dans le réservoir de stockage (hachures verticales) que l’on va récupérer en fin de journée pour apporter la chaleur nécessaire pour compenser la baisse d’ensoleillement de fin de journée (hachures verticales). On continue jusqu’à ce que la température dans le réservoir de stockage ne soit plus suffisante. On peut anticiper le scénario de la journée grâce à des prévisions fiables de l’ensoleillement à court terme.

Par Amin Bennouna,

Professeur à l’Université Cadi Ayyad et chercheur en énergies

Références

[1] « Maroc : 5 chiffres pour saisir l’immensité de la centrale solaire Noor de Ouarzazate« , Jeune Afrique, 4 février 2016, https://archive.wikiwix.com/cache/index2.php?url=https%3A%2F%2Fwww.jeuneafrique.com%2F275101%2Fsociete%2Fmaroc-5-chiffres-saisir-limmensite-de-centrale-solaire-noor-de-ouarzazate%2F#federation=archive.wikiwix.com&tab=url

[2] Amin Bennouna, « Offre et demande d’électricité et relation à la croissance économique en 2023« , Webmagazine EcoActu, 11 Mars 2024, https://ecoactu.ma/que-dit-la-demande-delectricite-de-notre-croissance-economique-de-2022/

[3] Karim Chraïbi, « Quel modèle économique choisirons-nous pour faire financer les futures capacités de production Electriques par le privé au Maroc ?« , Article sur LinkedIn du 16 janvier 2016, https://www.linkedin.com/pulse/quel-mod%C3%A8le-%C3%A9conomique-choisirons-nous-pour-faire-financer-chraibi/

[4] Hank Price, David Kearney, « Parabolic-Trough Technology Roadmap« , National Renewable Energy Laboratory, NREL/SR-550-35060, May 1999, https://www.nrel.gov/docs/fy04osti/35060.pdf

[5] Henry W. Price, Stephen Carpenter, « The Potential for Low-Cost Concentrating Solar Power Systems« , National Renewable Energy Laboratory, NREL/CP-550-26649, August 1999, https://citeseerx.ist.psu.edu/document?repid=rep1&type=pdf&doi=2f4cbcde4a5702720515396e488c33b6f3a5340c

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