Un contexte général favorable au changement
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- Léon Laperrière
- il y a 7 ans
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1 Un contexte général favorable au changement De par sa situation au cœur de la mégalopole européenne, l Alsace est une région dynamique sur le plan économique. L activité de service y est très représentée, avec un poids important dans le parc de bâtiments. Les consommations énergétiques associées aux bâtiments tertiaires représentent 15% des consommations globales de la région, ce qui est conséquent. De plus, la majorité de ces consommations sont d origine fossile, émettant de ce fait de grandes quantités de gaz à effet de serre. Dans le cadre du Programme Energie Alsace (PEA), convention signée entre EDF et la région Alsace pour le développement durable de l Alsace, le groupe EDF a souhaité contribué à la construction de l avenir énergétique du territoire. Pour cela, il propose un scénario d évolution vers des bâtiments (résidentiel et tertiaire) sans énergies fossiles à l horizon 2050, adapté d un modèle national de référence développé par la R&D d EDF. L élaboration de ce scénario pour les bâtiments tertiaires a fait l objet de ce projet de fin d études. Les ambitions énergétiques de la région, notamment sa forte orientation vers le standard BBC, ont engendré deux variantes à ce scénario : la première variante considère l ensemble du parc tertiaire au niveau de performance BBC en 2050 (rénovation et neuf) ; la seconde variante verra l apparition des bâtiments à énergie positive (BEPOS) dans le neuf à partir de 2020, en prévision de la future réglementation thermique (RT 2020). Enfin, cette étude rejoint sur de nombreux points la feuille de route énergétique de l Union Européenne pour Cette feuille de route indique des objectifs énergétiques à tenir afin de respecter les engagements de l U.E. vis-à-vis du protocole de Kyoto et du facteur 4, ce qui nécessite une politique énergétique ambitieuse. Celle-ci se base sur la substitution des énergies fossiles dans tous les secteurs, en insistant sur le rôle majeur de l électricité. Ainsi, la mise en œuvre d un scénario «bâtiments sans énergies fossiles», du fait de la position géographique de la région ainsi que son dynamisme européen permettrait de faire de l Alsace une vitrine européenne en matière de politique énergétique bas carbone. Comment réaliser cette mutation énergétique? En 2010, les bâtiments tertiaires en Alsace ont consommé 7,9 [TWh EF ], dont près de 4,8 [TWh EF ] d énergie fossile. Les usages thermiques chauffage des bâtiments, ECS et cuisson- représentent les deux tiers des consommations d énergie finale. Ils sont dépendants à 80% des énergies fossiles. Par ailleurs, une analyse des consommations mensuelles d énergie des bâtiments tertiaires montre la part élevée des consommations de chauffage, avec une forte concentration en période hivernale. 1,20 1,00 0,80 0,60 Chauffage fossile ECS fossile Cuisson fossile Chauffage Biomasse Consommations mensuelles d énergie des bâtiments tertiaires en Alsace en 2010 [TWh EF/mois] 1
2 Notre scénario est donc focalisé sur ces usages thermiques. Mais les usages «spécifiques» de l électricité (éclairage, multimédia, ) sont également traités en raison de leur impact important sur la demande électrique. La suppression des énergies fossiles dans les bâtiments tertiaires est possible en combinant trois types d actions indissociables : - Isoler les bâtiments pour réduire leur besoin de chauffage. - Assurer les services énergétiques avec les équipements les plus efficaces disponibles. - Recourir aux énergies renouvelables locales intégrées aux bâtiments pour leur assurer une part maximale des consommations restant à couvrir De plus, les cinq contraintes suivantes ont été respectées lors de l élaboration du modèle : - La demande totale d électricité des bâtiments doit rester proche de la valeur actuelle ; - Le recours supplémentaire à la biomasse doit rester dans les fourchettes basses données par les spécialistes (3,26 [TWh] supplémentaire, par rapport à nos estimations pour l ensemble des bâtiments résidentiel et tertiaire) ; - Les gains potentiels liés aux changements de comportement ne sont pas comptabilisés ; - Les technologies déployées doivent être disponibles «sur étagère» et compatibles avec les filières du bâtiment qui feront les travaux ; - Les investissements requis doivent rester à des niveaux raisonnables pour les collectivités, les entreprises et l Etat. La construction du scénario peut alors être représentée en six étapes clés : Consommations tertiaires réparties par énergies et par usages en 2010 Détail climat (T normal, DJU) et hypothèses de thermosensibilité des COP des PAC Hypothèses de construction du scénario tertiaire Résultat des consommations par énergies et par usages 2010 et «2050 sans énergies fossiles» Estimation des coûts d investissement bâti plus systèmes du scénario Profils mensuels des consommations par usages et des productions EnR (PV, ECS solaire, cogénération bois) 2
3 Un parc de bâtiments performants en 2050 Deux résultats importants de l étude sont à retenir pour les bâtiments du secteur tertiaire : premièrement, la réduction des consommations énergétiques de près de 25% par rapport à 2010, engendrée par les actions de rénovation et par l installation d équipements plus performants. Cette baisse est d autant plus remarquable compte tenu de la croissance des surfaces tertiaires de 37,5% sur les 40 prochaines années. Dans un deuxième temps, la demande électrique au réseau en 2050 est à peine supérieure à celle de 2010 : non seulement la suppression des énergies fossiles dans les 1,20 1,00 0,80 0,60 - EnRt PAC et solaire ECS biomasse Chauffage Biomasse Production élec cogé biomasse Production élec PV Consommation totale 2010 Consommations mensuelles d énergie des bâtiments tertiaires en Alsace en 2050 [TWh EF/mois] bâtiments est possible, mais ceci pourrait être obtenu avec une croissance de la demande électrique au réseau modérée, grâce notamment au développement massif des systèmes de production décentralisée d électricité (cogénération biomasse et photovoltaïque). Ce résultat constitue, en soi, une rupture majeure. 0,35 0,30 0,25 0,15 0,10 0,05-0,05-0,10 Production élec cogé biomasse Production élec PV Demande élec au réseau 2050 Demande élec au réseau 2010 Profil mensuel de la demande d électricité des bâtiments tertiaires en Alsace en 2050 [TWh EF/mois] Le principal point négatif de l étude réside dans le fait que la suppression des énergies fossiles dans les bâtiments tertiaires en Alsace ne permet pas d atteindre les objectifs de réduction des émissions de CO 2 dictés par le protocole de Kyoto (facteur 4). La prise en compte du contenu carbone de la biomasse et surtout le poids important de l électricité dans le mix énergétique en 2050 expliquent ce résultat. Cependant, la volonté de l U.E. de décarboner la production électrique va permettre de réévaluer le contenu en CO 2 de l électricité et ainsi faire évoluer favorablement nos émissions vers le facteur 4. Un investissement conséquent mais nécessaire Le coût global du scénario pour les bâtiments tertiaires s élève à 6,7 milliards d euros (euros 2010 hors taxes, sans actualisation), dont plus de la moitié sont destinés au remplacement des équipements de chauffage (pour le neuf et la rénovation). Cet investissement permettrait une réduction de 170 millions d euros par an sur la facture 3
4 énergétique du secteur, de quoi amortir le financement consenti en 28 ans pour les bâtiments rénovés. Une réduction des consommations d électricité spécifique par des changements comportementaux, une augmentation du coût des énergies ou l instauration d une taxe sur les émissions de CO 2 permettraient toutefois de réduire ce temps de retour sur investissement. Le changement énergétique voulu par notre scénario pour les bâtiments tertiaires peut également agir en tant que levier économique et social pour le secteur du Bâtiment, assurant au passage une activité pérenne pour les entreprises du BTP locales et les artisans jusqu en Bâti / rénovation 1,38 PAC chauffage / rénovation 1,66 Biomasse chauffage / rénovation 0,37 Sous-total bâti et chauffage / rénovation 3,41 PAC chauffage / neuf 1,16 Biomasse chauffage / neuf 0,43 Sous-total bâti et chauffage / neuf 1,59 PAC dédiée ECS 0,24 Solaire thermique ECS 0,27 Part ECS PAC double service 0,17 Part ECS biomasse double service 0,28 Sous-total ECS 0,95 Total hors photovoltaïque 5,95 Solaire photovoltaïque 0,77 Total 6,72 Coûts d investissements du scénario sans énergies fossiles (en milliards d euros 2010 hors taxes, sans actualisation) Les bénéfices d un scénario «tout BBC» Les travaux de rénovation thermique considérés pour le scénario «tout BBC» permettent de réduire les besoins de chauffage des bâtiments tertiaires existants de 65% par rapport à Ceci aboutit alors à une diminution des consommations liées à cet usage de 34% pour l ensemble du parc par rapport scénario standard. Ce résultat n est pas sans incidences sur la courbe de charge électrique, les consommations en électricité pour le chauffage étant réduites de moitié. La demande électrique au réseau en 2050 est alors inférieure à celle de 2010 (-7,3%), avec un 0,35 0,30 0,25 0,15 0,10 0,05-0,05-0,10 Production élec cogé biomasse Production élec PV Demande élec au réseau parc tout BBC 2050 Demande élec au réseau 2010 Demande élec au réseau standard 2050 Profil mensuel de la demande d électricité au réseau des bâtiments tertiaires en Alsace en 2050 [TWh EF/mois] pour un parc tout BBC taux de baisse annuel de 0,18%. Cela représente un changement majeur dans la mesure où la demande croît continuellement chaque année! Par ailleurs, si une dynamique de rénovation BBC est engagée pour l ensemble des bâtiments du secteur tertiaire, celle-ci permettrait d atteindre les objectifs de réduction des émissions de CO2 fixés lors du protocole de Kyoto, à savoir le facteur 4. Cependant, malgré des performances énergétiques très intéressantes, le scénario BBC nécessite un investissement conséquent pour les entreprises ; en effet, le coût de rénovation des bâtis est multiplié par 4, représentant alors plus de 50% du coût global. Au regard de l amélioration thermique des bâtiments effectuée et de ce fait des économies 4
5 réalisées sur la facture énergétique, ce surcoût ne semble pas rentable pour les entreprises. Le temps de retour sur investissement est de 44 ans, ce qui est trop long. Une très forte dynamique économique et sociale est engendrée par le scénario BBC : on estime à près de 2000 le nombre d emplois créés dans la région pour la réalisation de ce scénario. En effet, les nombreux gestes de rénovation envisagés nécessitent une main d œuvre plus importante que pour le scénario standard. L apport de la variante BEPOS pour le neuf La réalisation de cette variante propose des résultats intéressants notamment concernant la demande électrique au réseau (qui sera légèrement inférieure à celle de 2010) et la réduction des émissions de CO 2 (l objectif du facteur 4 est atteint). Néanmoins, les performances énergétiques globales du parc n ont pas beaucoup évolué par rapport au scénario standard, même si les besoins des bâtiments neufs sont plus faibles. En effet, la construction neuve ne permettra pas, à elle seule, d améliorer les performances de tout le parc, les bâtiments anciens représentant encore en 2050 près de 2/3 des consommations totales de chauffage (scénario de référence). Ceci pour insister sur le rôle primordial de la rénovation thermique. Les bâtiments tertiaires en Alsace pourraient techniquement se passer totalement des combustibles fossiles à l horizon 2050, grâce à des économies d énergies, un peu d électricité (voire pas du tout dans le cas du scénario BBC) et de biomasse supplémentaire, tout en valorisant au maximum les énergies renouvelables. Un tel programme permettrait en outre d atteindre les objectifs en termes de réduction des émissions de CO 2, conformément aux engagements pris lors de la ratification du protocole de Kyoto, à condition d assurer une production d électricité décarbonée, comme le souhaite l Union Européenne. L investissement à consentir reste relativement conséquent pour les entreprises, les collectivités et l Etat. Une réflexion sur les mécanismes financiers à mettre en œuvre est donc à mener, pour rendre la réalisation de ce modèle plus accessible. La non prise en compte de facteurs comme les évolutions technologiques, les changements de comportements et modes de consommations, les variations du climat, sont autant de variables qui pourront influer sur les résultats et les améliorer. Enfin, chaque scénario représente une tendance particulière, mais il est fortement probable que l avenir énergétique se situera à l intersection entre les trois scenarii présentés, auxquels s ajoutent les autres études perspectives développées pour l Alsace. L étude réalisée sert alors d aide à la décision et présente une vision nouvelle à intégrer pour construire la région de
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