Les usages thermiques de l’électricité en question ?
Un article signé Marc Maindrault et Serge Defaye, de la société Best-énergies
Dans les années 1970, les électriciens considéraient que la consommation d’électricité doublerait tous les 10 ans, ce qui s’est révélé totalement inexact.
La surcapacité nucléaire a été évaluée à partir du modèle Elfin par Antoine Bonduelle dans un article de la Revue de l’Energie (janvier/mars 2006)[i] .
Le développement du chauffage électrique direct (par effet Joule) a été massif au cours des années 1980/2010. Unique en Europe, ce phénomène a accompagné la mise en place du parc des centrales nucléaires et contribué à masquer en partie le surdimensionnement précité.
Face au puissant lobby d’EDF, les contestations ont été à l’époque extrêmement fortes. Elles provenaient des opposants au nucléaire, mais également de certains cercles de l’administration, plutôt pro-nucléaires, comme la Direction Générale de l’Energie et des Matières Premières (DGEMP), dirigée à l’époque par Jean Syrota, éminent membre du Corps des Mines.
Cette administration a publié en 1988 un rapport critique sur le chauffage électrique, qualifié de « particularité française »[ii] . Le rapport SYROTA considérait que le nucléaire devait être utilisé en base pour des besoins industriels et/ou réguliers et non pour des usages climatiques en période hivernale essentiellement. Le Ministère de l’Industrie estimait qu’une partie notable du coût du chauffage électrique (était) en fait supportée par les autres usagers d’EDF.
Une courbe d’appel de puissance électrique déséquilibrée
Sur une consommation totale annuelle d’électricité de 450 TWh, on peut estimer que les applications thermiques résidentielles et tertiaires avoisinent les 100 TWh.[iii]
Au cœur de l’hiver, il y a un surplus de consommation d’électricité d’environ 30 % par rapport à la période estivale, essentiellement du fait des consommations de chauffage dans le résidentiel et le tertiaire, et marginalement de l’éclairage.[iv]
Suite à un épisode climatique particulièrement froid (janvier 2009), l’association NEGAWATT dans un dossier très documenté[v] a dénoncé le développement inconsidéré du chauffage électrique et l’anomalie que représente la forte déformation de la courbe d’appel de puissance électrique en France : un degré de température en moins en hiver correspond à la puissance de deux tranches nucléaires de 1 300 MWé.
Le parc de centrales nucléaires, pourtant surdimensionné, n’est pas en situation d’assurer les pics d’appel de puissance au cœur de l’hiver. Pour ne pas délester, il faut faire appel à des sources conventionnelles fossiles carbonées (turbine à gaz en France) et procéder ponctuellement à des importations des pays voisins (charbon).
Curieusement, cette question importante est pratiquement absente du débat actuel sur la Transition Energétique, alors même que la RE 2020 (contrairement à la RT 2012) favorise « l’électrification » du chauffage, même si a priori on peut espérer que ce sera plutôt à partir de solutions de type PAC performante.
Mais est-on assuré que ce sera toujours le cas ? La question des surconsommations d’électricité pour le chauffage et l’eau chaude va néanmoins perdurer, ne serait-ce qu’en raison du nombre des maisons et des appartements (7 millions) équipés en « tout électrique » ou appareils indépendants, lesquels ne vont pas disparaître du jour au lendemain.
Les énergies renouvelables électriques intermittentes (éolien, solaire), qu’il faudrait dédier à des usages spécifiques (froid, numérique, éclairage…), ne sont pas en mesure de régler ce problème lié à la rigueur climatique hivernale.
RTE annonce ainsi des risques de black out et de délestage en hiver au cours des prochaines années. Pour paraphraser la caricature des années 80 « le nucléaire ou la bougie », aura-t-on demain en hiver le nucléaire et la bougie ?
Remplacer le chauffage électrique par des renouvelables thermiques
Une solution consisterait à remplacer le chauffage électrique, par exemple dans le logement collectif (HLM et copropriétés privées) et dans le tertiaire, par des énergies renouvelables thermiques, via notamment des réseaux de chaleur.
De fait, actuellement les réseaux de chaleur passent aux pieds d’immeubles « tout électrique» et ne les desservent pas en énergie calorifique, car ces derniers sont doublement captifs de leur système de chauffage :
- Individualisation des équipements de chauffage dans chaque appartement (absence de chauffage collectif) ;
- Emission de chaleur par convecteurs à air et non par radiateurs à eau chaude.
Seuls quelques élus motivés rénovent leurs bâtiments communaux et changent de vecteur énergétique à l’occasion de la création d’un réseau de chaleur sur leur territoire.
Afin de raccorder ces immeubles chauffés à l’électricité aux réseaux de chaleur lorsque ceux-ci passent à proximité (et donc de densifier, comme le demande justement l’ADEME), il faut que les propriétaires (bailleurs sociaux et copropriétés) fassent de gros travaux, à partir de l’échangeur posé en pied d’immeuble par le gestionnaire du réseau : création de colonnes montantes, de gaines palières, de modules thermiques d’appartement et d’une distribution/régulation secondaire (remplacement les convecteurs par des radiateurs/émetteurs eau chaude).
Le surcoût pour un appartement de 80 m² est de l’ordre de 10 000 € par rapport à une solution « tout électrique », ce qui n’est pas négligeable. Cela suppose de disposer d’une trésorerie suffisante ou de pouvoir faire un emprunt. A quoi s’ajoute pour les copropriétés privées, l’accord majoritaire des propriétaires qui peuvent avoir des équipements de chauffage/ECS d’âge ou de nature différents (gaz naturel).
Pourtant, si on fait un calcul à long terme, l’opération s’avère économiquement jouable.
Prenons l’exemple de l’appartement précité. Un propriétaire, pour les travaux de conversion du chauffage individuel en collectif et le remplacement des convecteurs par des radiateurs, aurait à assumer un amortissement /remboursement de l’ordre de 610 €/an, sur une durée de 20 ans à un taux d’intérêt de 2%.
On constate que la facture de chauffage électrique dépasse le cumul du remboursement des travaux dits secondaires et de la livraison de chaleur par le réseau, soit une économie nette pour l’usager de l’ordre de 150 €/an (mais avec au départ une avance de trésorerie importante). Si les pouvoirs publics allouaient à ces travaux une aide de 30 % (ce qui n’est pas le cas actuellement), les propriétaires obtiendraient un bénéfice de l’ordre de 330 € par logement et par an, ce qui deviendrait réellement incitatif. On soulignera au passage que le confort est nettement amélioré car la chaleur rayonnante est beaucoup plus agréable que la convection.
Un débat à mettre à l’ordre du jour, face à l’accroissement des nouveaux usages de l’électricité
Les énergies renouvelables électriques ne pourront pas faire face aux besoins actuels spécifiques et aux futurs usages (mobilité, numérique…) si la chaleur renouvelable ne vient pas couvrir, au moins en partie, des usages thermiques assurés actuellement par un vecteur électrique peu performant (de la centrale aux convecteurs).
Il faut mettre cette question à l’ordre du jour des débats sur la Transition énergétique.
Et ne pas se focaliser sur une logique de l’offre, en ignorant la nature des besoins et les moyens les plus adaptés pour les satisfaire, ce qui doit toujours être l’approche des promoteurs de l’efficacité énergétique et des énergies renouvelables, toutes options confondues !
Encart
L’efficacité énergétique n’est pas toujours à l’ordre du jour !
Un industriel d’une petite ville du Sud-Est s’est équipé d’une centrale de cogénération biomasse de 7,5 MW électriques (appel d’offre CRE 2) et bénéficie pour ce faire d’un tarif d’achat de l’électricité renouvelable bonifié. C’est une installation exemplaire du point de vue de la technologie, de l’exploitation, de la qualité d’approvisionnement en combustible bois.
Par contre, le bilan énergétique est médiocre : la totalité de l’électricité est livrée au réseau de distribution, mais seulement une partie de la chaleur cogénérée dessert le réseau de chaleur communal et une unité de production granulés.
La majeure partie de la chaleur, vu la taille de la ville et donc faute de débouchés thermiques suffisants, est dissipée dans des aéro-réfrigérants.
On peut estimer le rendement global (électricité + chaleur valorisée) à environ 50% et la chaleur rejetée dans l’atmosphère à environ 80 GWh par an (soit l’équivalent du chauffage/eau chaude de 8 000 logements).
Le comble dans cette affaire, c’est que le réseau de chaleur passe en centre-ville aux pieds d’immeubles HLM « tout électrique », toujours alimentés de cette façon-là, faute d’avoir été convertis en chauffage à eau chaude.
Autrement dit, la centrale produit de l’électricité à partir de biomasse sur la zone industrielle et y dissipe de la chaleur en grande quantité et en pure perte. En ville (4 km plus bas), des bâtiments sont chauffés à l’électricité (avec des électrons qui proviennent de la centrale locale !), dont le prix de revient est très élevé, puisque bonifié par un tarif favorable, grâce au Fonds de Compensation des charges d’électricité, c’est à dire à l’argent du contribuable.
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Bibliographie
[i] Bonduelle A. 2006 ”La surcapacité nucléaire. Quelle aurait pu être une stratégie d’équipement optimale?” La Revue de l’Energie N°569, Janvier-février.
[ii] Rapport Syrota, 1988, « Le chauffage électrique, une particularité Française », note Direction Générale de l’Energie et des Matières Premières (DGEMP).
[iii] Etude Carbone 4, 2019 : « évolution de la demande électrique à moyen et long terme : quels impacts pour la gestion de la pointe électrique en 2030 et 2050 »
[iv] RTE – Bilan électrique 2020 – consommation d’électricité par usage
[v] Dossier Négawatt – 2009 – « La pointe d’électricité en France … zéro pointé ! »
COMMENTAIRES
De nombreux biais sont présents dans cette approche. Les nouvelles normes de construction et de rénovation thermique donneront toujours l’avantage au chauffage électrique (et éventuellement avec pompe à chaleur) sur le plan des émissions de CO2 et de coût, surtout si l’on tient compte des aides importantes pour les fonds de chaleur (subventions indirectes) et du problème d’approvisionnement en biomasse et de perte de stockage de carbone liée à cet usage massif. Les pollutions engendrées par la combustion de la biomasse ne sont pas évoquées non plus
Il faut rappeler une nouvelle fois que si l’électricité est la forme la plus noble de l’énergie, la chaleur restera la forme la plus dégradée de l’énergie… en conclusion vouloir transformer de l’électricité et chaleur, c’est gaspiller et polluer à outrance!
Voici une comparaison pour mieux comprendre cette gabgie énergétique:
Les cultures de maïs ont besoin d’être arrosées, on pourrait sans inconvénients par la plante arroser ces hectares avec de l’eau minérale en bouteille… QUI AURAIT CETTE IDEE SAUGRENUE?
Et bien »le tout électrique » créé par le nucléaire (fallait bien »bouffer des KWh »!) est exactement comparable au maïs arrosé en bouteilles!
LA SOLUTION POUR CHAUFFER AVEC DE L’ELECTRICITE, A DEVELOPPER, A AMELIORER EST UNIQUEMENT ENVISAGEABLE AVEC DES POMPES A CHALEUR! Seul système technique qui permet de faire »mentir le théorème de Carnot » avec ses rendements très supérieurs à l’unité (en fait c’est le coefficient de performance; on dépense 1KWh, on en récupère 3 ou 4!).
Alors monsieur Cochelin, au lieu de dire »éventuellement avec pompe à chaleur », il faut dire »avec obligatoirement des pompes à chaleur »! C’est une grande évolution incontournable… sans oublier l’isolation des logements qui devront aussi tous comporter des chauffe eau solaires performants … qui devront alimenter lave linge et lave vaisselle!
Désolé, mais ce sont les seuls moyens technologiques à notre portée pour espérer atteindre notre transition énergétique!
A noter que les économies considérables réalisées permettront de réduire peu à peu le parc nucléaire…
La MdE avant tout, encore et encore… et pas seulement comme dit dans l’article la seule »efficacité énergétique » qui n’aborde pas l’ensemble de cette problématique utra prioritaire!
« La chaleur restera la forme la plus dégradée de l’énergie… en conclusion vouloir transformer de l’électricité et chaleur, c’est gaspiller et polluer à outrance ». A quelle pollution faites-vous allusion comparativement à d’autres formes d’énergies ? Si les logements sont convenablement isolés, avec des radiateurs performants et la chaleur correctement régulée à un niveau raisonnable (19 ° C) , les coûts de chauffage et ECS peuvent tomber à un niveau très bas (moins de 500 € de conso.) et le gaspillage faible. Vous ne pouvez pas honnêtement compter sur des capteurs thermiques pour un chauffage sérieux d’un logement et pour ECS en toutes circonstances. Avancez au moins quelques chiffres, sans subvention aucune pour les capteurs solaires. Mais il est vrai que de nombreuses taxes pour finances les ENR majorent grandement le prix du KWh électrique. Sans cela, l’avantage du chauffage électrique performant serait encore plus visible.
Par grand froid, avec des températures négatives, les besoins de chaleur augmentent fortement alors que le rendement (COP) des pompes à chaleur aérothermiques (puisant l’énergie contenue dans l’air ambiant) diminue avec la température. D’autant plus qu’il faut dégivrer plus fréquemment, en activant la résistance interne.
Plus la température est basse, plus cette résistance interne est sollicitée, la PAC se rapprochant tendanciellement d’un vulgaire chauffage électrique « grille-pain ».
Seules les pompes à chaleur géothermiques sont vertueuses, puisque leur source froide reste voisine de 8°C à 10°C, y compris en fin d’hiver, ce qui permet à ces PAC de fonctionner avec un bon rendement et sans besoin de dégivrage. La source froide de ces PAC est horizontale, à environ un mètre de profondeur, dans le cas d’une maison disposant d’un jardin (potager ou pelouse). C’est le principe du puits canadien / puits provençal avec un complément technologique.
Pour un immeuble, une école, ou autre bâtiment d’importance, le puits géothermique sera vertical et en profondeur, éventuellement pour rejoindre une nappe phréatique, avec une source froide pouvant dépasser les 10°C en fin d’hiver.
D’autre part, éliminer le gaz du chauffage d’une habitation revient aussi à l’éliminer pour la production d’eau chaude sanitaire et surtout pour la cuisson alimentaire.
Dans un logement bien isolé, la consommation annuelle d’électricité pour la cuisson et autres équipements ménagers liée à la préparation culinaire est plus importante que celle du chauffage électrique, classique ou pas.
Ainsi, PAC ou pas, le « tout électrique » entraîne cette pointe électrique très particulière en France (102 GW le 8 février 2012) et unique au monde.
C’est une telle valeur qui détermine la capacité nécessaire des réseaux électriques, aussi bien de transport (RTE) que de distribution (Enedis). Ce qui entraîne aussi en grande partie les besoins de renforcement de ces réseaux, la consommation augmentant avec la concentration urbaine, surtout dans les zones littorales.
Citation:
« Dans un logement bien isolé, la consommation annuelle d’électricité pour la cuisson et autres équipements ménagers liée à la préparation culinaire est plus importante que celle du chauffage électrique, classique ou pas. »
Si vous vous intéressez au domaine de l’énergie dans le logement, il ne vous a pas échappé qu’un « logement bien isolé » est ainsi qualifié s’il n’absorbe pas plus de 50kWh/m2/an d’énergie primaire (RT2012).
Compte tenu du coefficient de conversion en énergie primaire de l’énergie électrique, le « tout électrique » a donc cédé le pas au bon gaz fossile……..
Comble de la stupidité, en combinant gaz et PV ( bénéficiant dans l’autre sens sens du Cep), on a finalement labellisé RT2012 des réalisations qui ont massivement dégradé le bilan carbone du secteur!!
Pour ce qui est de la RE2020 on est carrément chez Kafka.
Citation:
« Ce qui entraîne aussi en grande partie les besoins de renforcement de ces réseaux »
Là, on est dans un absolu contresens: le renforcement des réseaux en cours est uniquement dû à l’introduction « sauvage » des ENRi car il faut calibrer les infrastructures pour absorber des pointes de puissances qui ne sont atteintes que très marginalement et de façon chaotique.
Il faudrait vous faire remarquer que pour une pointe à 101 ou 102 GW, la France n’a qu’un parc installé de 136 GW alors que l’Allemagne a, pour une pointe à 82 GW (et un contenu carbone très élevé), un parc installé de 233 GW. Cela a un coût plus important pour l’Allemagne que pour la France qui se répercute sur les factures des consommateurs. https://energy-charts.info/charts/installed_power/chart.htm?l=fr&c=DE&stacking=grouped
Mais le coût du renforcement du réseau (des dizaines de milliards d’euros passés et à venir) est principalement du aux multiples sources décentralisées de productions renouvelables (par dizaines de milliers).
Je rajouterais que le chauffage électrique n’est pas l’apanage de la France, mais de bien d’autres pays (Canada, Norvège, Suède, Bulgarie, ..et un peu dans tous les pays.
Cochelin, toujours le même problème, il n’y a rien à faire, dans tous les esprits déformés par le développement des énergies renouvelables intermittentes y compris chez les energéticiens les plus pointus, comment faut-il le dire ? Il existe des formes d’énergies renouvelables qui ne présentent pas ce caractére intermittent qui pose tant de problèmes. Et tous les maux et les conséquences fâcheuses dénoncées à juste titre par Cochelin sont spécifiques au solaire et aux éoliennes. Alors continuer à tirer dessus à boulets rouges si vous le voulez, mais s’il vous plait, arrêtez d’employer le terme générique d’energie renouvelable et préservez celles qui sont capables de tourner en continu et par tous les temps et le jour et la nuit.Et qui peuvent au passage faire bien d’autres choses encore que de l’électricité s’il n’y en n’a pas besoin à un instant t.
Tout à fait d’accord avec vous. Il m’est souvent arrivé de rajouter les termes de « variables » ou « intermittentes », mais pas précédemment. Les partisans inconditionnels du solaire et éolien sont les premiers (mais pas les seuls) à mélanger allègrement toutes ces énergies d’origine renouvelables sans faire la distinction entre les pilotables et les non pilotables ou variables. Votre contribution, par votre filière de pyro-gazéification, me semble très intéressante.
Merci Cochelin sur votre soutien à mon activité dans le domaine de la gazéïfication. Malheureusement, je suis tres limité et contraint d’utiliser notre procédé uniquement en production de chaleur puisqu’il n’existe aucun encouragement à la production d’électricité. La France oublie totalement 2 choses:
– son rayonnement dans le monde et son devoir à participer au développement en particulier des pays africains, riches en biomasse (enfin disons encore riches en biomasse pour certains) . Notre procédé, né en 1982, un détail important, a été conçu pour pouvoir d’abord faire de l’electricité et bien sûr avec récupération de la chaleur perdue par les moteurs industriels à gaz adaptés et utilisés à cet effet. Rendement électrique 35% dés 300 kWe et rdt thermique dépendant du niveau de température du fluide produit, situé entre 45 (eau produite à 90-95°C) et 55% (retour d’eau à chauffer à 50°C autorisant la condensation). Imaginez ce que nous pourrions faire en alimentant une pompe à chaleur eau/eau. Naturellement la chaleur récupérée sur le moteur peu être valorisée en froid pour faire de la climatisation via une machine à absorption. Du fait de la politique française, tout ça reste dans nos cartons.Tres tres frustrant.
– le débat sur energie noble (électricité) et moins noble (chaleur) est juste, mais la pompe à chaleur met tout le monde d’accord.
Si vous voulez en savoir plus, je suis disponible là claude.choppin@edda-energie.com. Cette adressee est utilisable par quiconque en éprouve l’envie ou le besoin.
Vis à des 500 TWh produits sur notre territoire en électricité, dans un cas favorable, quelle quantité d’énergie pilotable de type pyro-gazéification (ou autre) peut-on espérer pour la France dans un avenir de 10 à 20 ans ? Avis aux experts….
Lorsque la situation s’y prête, la réalisation d’un réseau de chaleur est la plus opportune, à condition qu’il soit conçu pour la cogénération chaleur/électricité et qu’il utilise des sources d’énergie renouvelables locales.
C’est par exemple le cas dans les régions forestières où la ressource se trouve à la fois dans les plaquettes forestières (déchets de l’exploitation de la forêt pour le bois d’oeuvre et le bois d’industrie) et dans les déchets (sciure, écorces) des scieries et de l’industrie du bois.
C’est encore mieux avec un volet de stockage inter-saisonnier de la chaleur, comme cela se pratique en partie dans quelques pays. C’est surtout le cas au Danemark où la chaleur captée en été par des panneaux solaires thermiques est stockée pour l’hiver dans de grands réservoirs pouvant atteindre 200.000 m3 comme à Vojens
https://stateofgreen.com/en/partners/ramboll/solutions/world-largest-thermal-pit-storage-in-vojens : (underground thermal storage pit).
L’eau chaude sanitaire stockée dans les « ballons » d’ECS et produite par l’électricité avait pour objet principal et non avoué de consommer de l’électricité nucléaire la nuit, lorsque la demande est faible par ailleurs. Ce qui évitait aussi un trop fort appel de puissance en début de journée et de soirée, qui aurait conduit à une trop forte surcharge des réseaux (cas du chauffe-eau électrique instantané).
A l’heure actuelle, avec le tarif « heures creuses », on peut assister à un pic de consommation vers 22h30 à 23h00, parfois plus important que celui de 19h00, provenant pour l’essentiel de la recharge en ECS.
Ces chauffe-eau(x) électriques à accumulation auront une vertu importante dans le futur avec la modification des plages tarifaires de l’électricité, rendue possible par la généralisation du compteur communicant.
Les tarifs de l’électricité pourront être modulés sur le même principe que celui des EJP (effacement jours de pointe), mais avec plus de souplesse, de granularité et de diversité. Dans certains pays, la modulation tarifaire ne se limite pas aux heures creuses de nuit, mais varie à plusieurs niveaux : été/hiver, jour travaillé (en semaine) ou pas (fin de semaine, férié) et en journée (deux à quatre plages).
Avec une pré-annonce une ou deux semaines à l’avance et une fixation 24 ou 48 heures à l’avance, les tarifs pourront être modulés en fonction de la disponibilité de certaines énergies comme l’éolien et le solaire, mais aussi l’hydraulique en cas de trop forte ou trop faible hydraulicité.
Chacun étant supposé dépenser moins lorsque c’est possible, les progrès des automatismes numérisés aidant (sans aucune « intelligence artificielle » là-dedans), la recharge des « ballons » d’ECS et celle des véhicules électriques sera optimisée en fonction des besoins définis et du coût de l’électricité à différents moments.
La notion d’énergie noble pour désigner l’électricité et d’énergie dégradée pour nommer la chaleur relèvent de la rhétorique et de l’appel au sentiment.
C’est aussi irrationnel que de parler de matériau noble pour le bois ou de matériau sous entendu vil pour du plastique, comme font volontiers les fabricants d’objets en bois qui se font aussi en plastique chez d’autres fabricants. C’est du baratin.
Il est parfaitement légitime d’appeler noble la chaleur sans laquelle on passerait l’hiver inactif au lit, comme à la campagne autrefois.
C’est lourdingue, le discours affectif, c’est lourdingue !
Pourquoi laisse-t-on perdre les deux tiers de l’énergie de fission en la rejetant à la rivière ou à la mer ? Parce que madame Michu bien endoctrinée par l’écologie pense que l’eau du circuit tertiaire dans un radiateur va irradier les enfants dans leur chambre ?
Oups, grave monsieur Sarcastele, c’est pas moi qui le dit, mais tout simplement la physique fondamentale!
Et pour les plastiques, vous n’êtes vraiment au fait des »informations océaniques »…
Ben voyons, pourquoi pas apporter chez les citoyens de l’eau chaude issue des réacteurs nucléaires?
C’est ben vrai »lourdingue » a parlé…
Ayant bien mieux à faire qu’à gaspiller mon temps de vie pour essayer »d’éclairer des illuminés »… je vous abandonne à vos convictions et vos destins!
Message à caractère général : je ne supporte plus d’entendre des propos agressifs à la limite de l’injure sur ce blog supposé être alimenté par des gens intelligents. Je demande à tous de réfléchir à cette exaspération qui un jour me conduira à m’exprimer ailleurs que sur ces colonnes. Je suis un voltérien convaincu : « je ne suis pas d’accord avec vos idées, mais je me battrais jusqu’au bout pour que vous puissiez les défendre ».
Un modèle toujours d’actualité. Cela suppose de connaitre Voltaire et bien d’autres philosophes.C’est trop demander ?
Le stockage intersaisonnier de la chaleur peut se faire non seulement au niveau d’un quartier nouveau et « écologique » (éco-quartier), mais aussi d’une maison ou d’un immeuble résidentiel.
Depuis plus de trente ans, une entreprise suisse, Jenni, réalise des réservoirs verticaux de grands volumes et très bien isolés pour emmagasiner une partie des excédents de chaleur produits en été, en Suisse, par des panneaux solaires thermiques, pour compléter l’énergie que ceux-ci produisent en hiver.
https://jenni.ch/files/jenni/inhalte/bilder/4_Publikationen/Fotogalerie/BauprojekteJLAG/9.JPG : (Le swiss solartank « Oil of Emmental »). En plus de l’allemand, certaines informations sont en français et en anglais.
L’immeuble, bien isolé, aux normes Minergie, comprend huit grands appartements de cinq pièces et est entièrement chauffé au solaire thermique. Le réservoir a une capacité de deux cents mètres cubes.
Une variante possible est de limiter la surface de panneaux solaires et le volume de stockage, mais de compléter la réserve de chaleur au fil des jours par les excédents de production solaire photovoltaïque et éolienne (venant du réseau) en automne, en hiver et au printemps. Tout est affaire de calculs, de dimensionnement et d’optimisation budgétaire.
C’est l’un des moyens de limiter le bridage de l’éolien et du solaire lorsque leur production est trop généreuse.
« Vu à la télé » (suisse).
http://www.rts.ch/play/tv/le-12h45/video/oberburg-be-visite-dun-immeuble-entierement-chauffe-par-lenergie-solaire?id=2997571
Un immeuble à Oberburg, dans la vallée de l’Emmental, près de Berne, inauguré en août 2007. Entièrement chauffé au solaire thermique. Huit grands appartements de cinq pièces. Le chauffage est gratuit pour ses heureux habitants.
Cette vidéo semble dater de 2010 et l’entreprise avait déjà vendu 14.000 installations de stockage de plus ou moins grande taille, pour des maisons, immeubles et bâtiments publics, en Suisse et dans d’autres pays (Allemagne …).
Les réservoirs peuvent avoir un volume utile de 600 litres à 200 m3, une hauteur de 1,5 m à 24 m et un diamètre de 50 cm à 500 cm (mais pas 5m de diamètre et 24 m de hauteur : 470 m3), de quoi s’adapter à différents choix architecturaux.
Bravo à nos voisins »les p’tit Suisse », au moins eux ont démontré qu’on peut faire autrement et avec du solaire thermique, même par température très basse… et tout ça pour un chauffage gratuit des logements ensuite!
En fait, il faut former les archis, beaucoup n’ont rien compris à l’énergie sous toutes ses formes, seules les formes architecturales les intéressent! Et vouloir parler ou donner un conseil à un archi ça reste une opération impossible!
Guy Favand, formidable application le solaire thermique. Effectivement il implique un stockage thermique intégré dans le batiment et pourquoi pas dans le sol ? La chaleur se stocke certes en petite quantité mais largement suffisante pour crédibiliser cette idée, et même faire de la clim en été car on doit rapidement saturer le ballon de stockage. Mais l’idée du stockage d’eau chaude stratifiée n’est développée en France que dans un seul domaine : celui des serres chauffées.c’est dire où nous sommes en sommes. Snas parler de l’intérêt éventuel de mettre une petite pompe à chaleur eau/eau en situation critique. Mais on la trouve où la pompe à chaleur en France. Je ne suis pas anti-nucléaire par raison, mais le kwhe tres faible a empêché la France de développer des technologies tres intéressantes. C’est une affirmation difficile à contester.
Formidable, je me répète, mais cette solution est formidable et plus facilement applicable sur un réseau de chaleur, et pas comme seule source de chaleur. Peut être éventuellement limitée à l’ECS s’il s’agit d’un grand réseau.En tout cas utilisation du solaire autrement plus intelligente que de produire de l’électricité avec une empreinte au sol détestable.
Une précision »chiffrée » (ou grandement estimée!) pour ceux qui ont besoin de stat…
Dire que »l’empreinte au sol » des EnR est »détestable » est un argument qui ne concerne que ceux qui veulent centraliser les formes d’énergies solaires pour les redistribuer ensuite: une abberation car naturellement l’énergie solaire arrive sur tous les toits des habitations. En forme de conclusion brève, il y a assez de surface en toiture individuelle pour installer un CES, un générateur photovoltaïque couvrant tous les besoins de ceux qui vivent en dessous du toit! Rajoutez (pour ceux qui »ressassent les périodes avec moins d’EnR »!) une petite éolienne à axe vertical sans aucun bruit (souvent quand il fait mauvais il y a du vent!)… un petit stockage batterie LFP (car quand on est producteur/consommateur non raccordé, on s’adapte aux fluctuations des productions… ceci avec des comportements très simples., autant qu’efficaces!
Notre civilisation basée sur l’explosion foncière des mégalopoles a obligé la centralisation de l’énergie et son dispatching en toile d’araignée (tout cela avec des pertes thermiques importantes!)… avec la pandémie (qui est loin d’être terminée!) de nombreuses personnes ont enfin compris que vivre dans qqs dizaines de m² devenait insupportable: retour à la campagne!
Voilà, dès lors qu’on est en maison individuelle, on peut envisager sereinement sa transition énergétique, encore faut-il le vouloir, le comprendre et ne pas être »omnibulé » par le verre, l’apérot, la biere à vouloir reprendre en terrasse, parce que »picoler » manquait visiblement à un max d’individus!
La seule et unique possibilité d’envisager la transition énergétique, comme je l’ai déjà dit, c’est d’enseigner l’énergie et sa maîtrise comme discipline fondamentale, ceci du primaire jusqu’au supérieur! Aucun ministre ne peut comprendre cet impératif n’ayant lui même aucunes compétences (sans conflits d’intérêts) dans cette problématique!
Et pourtant si vous pouviez imaginer le plaisir d’être auto-suffisant en énergie renouvelable sans factures, sans augmentations, sans risquer les coupures ou micro-coupures, les surtensions, les grèves, les intempéries majeures… un vrai bonheur inconnu du plus grand nombre!
Désolé pour la majorité raccordée avec le cordon ombilical et son »contrôleur espion » Linky!
Commentaires sur une partie de l’article proposé par Best energies
« La majeure partie de la chaleur, vu la taille de la ville et donc faute de débouchés thermiques suffisants, est dissipée dans des aéro-réfrigérants. »
Et bien on peut en conclure immédiatement qu’il y a au minimum un surdimensionnement évident comme pour beaucoup d’installations biomasse ou pas. Même si la techno est bonne, le combustible parfait et la conduite tip top, ça ne peut en aucun cas être satisfaisant. Néanmoins qu’est qui empêche l’opérateur d’abaisser la puissance électrique pour que de la machine thermique délivre moins de chaleur récupérable et lui permettre d’arrêter ses aérorefroidisseurs. Je ne pense pas que les AO CRE imposent une marche à pleine charge !? En fait, ce n’est pas le principe de la cogénération qui est en cause c’est son dimensionnement et de plus la recherche du maximum de prod d’électricité.
« On peut estimer le rendement global (électricité + chaleur valorisée) à environ 50% et la chaleur rejetée dans l’atmosphère à environ 80 GWh par an »
C’est effectivement tres mauvais pour une installation « exemplaire » et de fait c’est une centrale électrique déguisée en cogénération et qui tire indument un bon prix du kWhe produit. C’est ce type de projet, réalisé de plus dans un ville du sud-est de la France et sans tenir compte du réchauffement climatique. C’est de cette façon qu’on a abouti à stopper la cogénération. C’est très triste ! La meilleure façon d’utiliser la cogénération de façon vertueuse, c’est de l’utiliser à charge variable de façon à optimiser le rendement global en évitant la dissipation de toute chaleur récupérée et le CO2 émis pour la production de cette chaleur.Enfin, encore faut-il que la règlementation autorise le fonctionnement à charge variable. Le C13 ne l’autorisait pas !! Economiquement !
Tout est possible, vous avez raison. Question de moyens financiers. La Suisse est le pays où les habitants ont le plus haut niveau de vie du monde (et indirectement, l’empreinte écologique la plus importante).
Effectivement leurs moyens financiers sont au dessus des normes soutenables, mais encore une fois il faut considérer le long terme et très long terme… et surtout changer de paradigme!
L’eau est le corps présentant la plus forte chaleur massique, utilisée comme moyen de stockage thermique, ce n’est pas une matière couteuse ni rare! Après il faut optimiser la cuve, la citerne et son isolation. Les contrôles thermiques et transferts ne nécessitent pas d’infrastructures complexes ni coûteuses, on sait le faire et bien le faire… mais il y a un gros problème d’adaptation car dans les habitats anciens, envisager ces systèmes devient hors de prix ou impossible!
Encore une fois, c’est à la base une affaire d’évolution de la réglementation et surtout d’évolution et de formation des architectes!
Parler de chauffage… il en faudra de moins en moins, même si des épisodes de froids virulents font des dégâts… en fait à l’opposé la marché des clims explose… Sapiens-sapiens est devenu une vraie grenouille qui va cuire à petit feu!
»Notre terre brûle et on regarde ailleurs »!
Peut-on trouver une production avec une empreinte au sol plus détestable que celle du solaire photovoltaïque ? Oui, ce sont les agrocarburants.
Pour commencer, à part de rares exceptions, les centrales photovoltaïques au sol n’utilisent pas de terres agricoles et dans ce cas ce sont d’anciennes jachères à la très faible valeur agricole.
Par ailleurs, la biodiversité est conservée lorsqu’elle existe, il suffit de voir avec quelle rigueur sont menées les études d’impact et quelles conditions sont posées avant que ne soit donnée l’autorisation préfectorale.
Bien souvent, des plantes mellifères sont semées dans les parcs PV et des ruches y sont implantées, parfois itinérantes en fonction des diverses périodes de floraison. Au moins, c’est un espace sans pesticides. Dans d’autres parcs PV des herbages adaptés sont semés et utilisés pour des élevages de moutons, lesquels passent d’un parc à l’autre pour « tondre » de façon écologique.
Selon l’enquête Teruti de 2004, il existait en France 960.000 hectares de jachères agricoles, 500.000 hectares de friches, 65.000 hectares de terrains vagues et 360.000 hectares de parkings nus. Les choses doivent rester du même ordre de grandeur à ce jour, en retranchant ce qui a été utilisé pour des centrales solaires.
Pour l’essentiel, les centrales photovoltaïques se construisent sur d’anciennes gravières ou sablières, d’anciennes décharges d’ordures (la plus grande d’Europe à Bordeaux : 60 MWc en trois phases), sur d’anciens aérodromes militaires (Toul-Rosières 115 MW en 2012), des délaissés autoroutiers et ferroviaires (utilisés lors de la construction d’autoroutes et lignes TGV), de terrains pollués (y compris pollution agricole) ….
On commence aussi à construire du photovoltaïque flottant comme à Piolenc (ancienne gravière inondée), sur des réservoirs de barrage (à Lazer en France, en Suisse à 1.800 m d’altitude). Des essais de solaire PV flottant en mer sont actuellement réalisés aux Pays-Bas.
Mais la production d’agrocarburants utilise en France des centaines de milliers d’hectares de bonnes terres agricole pour y cultiver du blé ou des betteraves, transformés en éthanol, ou du colza et du tournesol, transformés en huile végétale.
La consommation de carburants routiers en France a été de 11,6 millions de mètres cubes d’essence et 40,7 millions m3 de gazole, comprenant 7% d’agrocarburant en énergie. A partir du pouvoir calorifique PCI, cela correspond à 105 TWh (essence) et 405 TWh (gazole) : 510 TWh au total.
Compte tenu des quantités incorporées, de la production à l’hectare d’éthanol de blé ou de betterave et d’huile de colza (peu de tournesol), de la proportion de ces cultures en France dans la production d’agrocarburants et après déduction d’autres sources (vinasses, EMHA, EMHU, POME), il faudrait consacrer deux millions d’hectares à la production d’agrocarburants en France si une grande partie de ceux-ci ou de leurs matières premières n’était importée … pour n’incorporer que 7% d’énergie dans les carburants.
En optimisant l’orientation et l’inclinaison des panneaux photovoltaïques (pas du plein sud avec de grands espaces vides), il est possible d’installer plus de 1,6 MWc à l’hectare. Cela permet de produire plus de 1,54 GWh par an à l’hectare en moyenne pondérée pour des parcs bien répartis à toutes les latitudes en France métropolitaine.
Une production d’énergie à l’hectare cent fois plus importante que celle du blé ou du colza, avec un écart encore plus grand une fois déduites les consommations en carburant, engrais … et celles des usines de transformation.
Si seulement 200.000 hectares de blé ou de colza étaient remplacés par des parcs photovoltaïques bien répartis partout en France, cela produirait de l’ordre de 300 TWh par an pour la métropole.
A Marguerite : Je reprends votre conclusion :
« Si seulement 200.000 hectares de blé ou de colza étaient remplacés par des parcs photovoltaïques bien répartis partout en France, cela produirait de l’ordre de 300 TWh par an pour la métropole ».
Même en tant qu’énergéticien moi-même je suis effrayé par une telle hypothèse. Donc en fait, vous pensez que c’est le bon moment de l’histoire de la planète terre pour proposer de remplacer , et l’alimentation des hommes et la capacité de la biomasse à pomper le CO2, pour les nourrir sans doute avec des kWhe et encore uniquement lorsque la nature est bien disposée. C’est pour le moins assez bizarre ou alors je n’ai pas compris. Mais pas trés nourrissant les kWhe et plutôt indigestes. Et une fois de plus je me tourne vers Rabelais : « Science sans conscience…… »Vous connaissez la suite, bien qu’on puisse en douter.
De toute évidence, vous n’avez rien compris.
Actuellement, l’incorporation des agrocarburants dans l’essence et le gazole utilisés en France nécessite l’utilisation de deux millions d’hectares de bonnes terres agricoles pour y cultiver, pour l’essentiel, du blé (éthanol pour l’essence) et du colza (huile pour le gazole).
Que cette culture ait lieu en France ou dans un autre pays, européen ou lointain, c’est toujours une surface agricole qui n’est pas utilisée pour l’alimentation humaine ou animale.
Comme il a été dit précédemment, les carburants routiers ont consommé une énergie équivalente à 510 TWh (1.836 PJ ou 1,836 EJ) en France en 2019.
Si tous les véhicules routiers, y compris les camions, engins de chantier et autres, étaient convertis à l’électrique à batterie, leur consommation serait voisine de 180 TWh. En ajoutant les pertes dans le chargeur et les pertes sur les réseaux (RTE, Enedis), il serait nécessaire de produire de l’ordre de 230 TWh d’électricité. Bien moins que les 300 TWh qu’il est possible de produire sur 200.000 hectares de parcs photovoltaïques.
Cela permettrait aussi de récupérer 1,8 Mha sur les deux millions d’hectares utilisés pour produire des agrocarburants.
Vous oubliez le redimensionnement du réseau et la gestion de cette production massive très variable tout au long de la journée et de l’année, avec le coût que cela représenterait. Un projet monstrueux qu’il faudrait bien étudier pour éviter les nombreuses déconvenues possibles.
S’il est calorique, l’éthanol n’est pas nutritif. Bien que digeste, dilué dans certaines boissons, il doit toujours être consommé avec modération. L’huile végétale pure est d’un usage courant dans l’alimentation, mais y ajouter du méthanol pour la transformer en EMHV (agrocarburant) la rend impropre à toute consommation humaine.
Par ailleurs, chacun peut remarquer que les parcs photovoltaïques ne sont pas construits sur des surfaces bétonnées ou goudronnées, mais sur des surfaces toujours en herbe, comme les prairies.
C’est ce qui permet aux moutons de se nourrir d’herbe fraîche et aux insectes pollinisateurs (abeilles ou autres) de trouver des fleurs où s’abreuver de nectar floral.
Votre solution nécessite certaines précautions et la densité de panneaux risque d’en souffrir. P 36 de http://www.encis-environnement.fr/wp-content/uploads/2020/12/RD_Agrivoltaisme_20201024.pdf