BASE DE DONNEES AIR / CLIMAT / ENERGIE INVENTAIRE DES CONSOMMATIONS ET DES PRODUCTIONS D ENERGIE 2004

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1 BASE DE DONNEES AIR / CLIMAT / ENERGIE INVENTAIRE DES CONSOMMATIONS ET DES PRODUCTIONS D ENERGIE 2004 Le Noilly Paradis 146 rue Paradis Marseille cedex 06 Tél. : Date de publication : 07/2010 Numéro de projet : 03EMI02R

2 RESUME [Résumé] Mots-clef : Energie, consommation, production, commune, émissions de gaz à effet de serre, Energ air Auteur : Relecteur : Alice DUTHEIL, Gaëlle LUNEAU Projet : XX00 Date de publication : mm/aa 2/24

3 SOMMAIRE 1. PRESENTATION DE L ETUDE OBJECTIFS CARACTERISTIQUES DE L INVENTAIRE ENERGETIQUE METHODOLOGIE PRODUCTIONS SOURCES DE DONNEES CONSOMMATIONS SOURCES DE DONNEES EMISSIONS RESULTATS DISCUSSION BILANS DES CONSOMMATIONS ET DES PRODUCTIONS REGIONALES D ENERGIE CARTOGRAPHIES CONCLUSION REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES LISTE DES TABLEAUX ET FIGURES GLOSSAIRE ANNEXES...23 Projet : XX00 Date de publication : mm/aa 3/24

4 1. PRESENTATION DE L ETUDE 1.1. OBJECTIFS Base de données Air / Climat / Energie en PACA Note méthodologique Dans le cadre de la lutte contre le changement climatique, les besoins en matière d'accès à l'information croisée AIR / CLIMAT / ENERGIE sont aujourd'hui cruciaux et font l'objet de demandes de plus en plus concrètes. Jusqu à lors, les seules informations sur l énergie diffusées au public étaient des données régionales réelles agrégées ou des données estimées sur la base de statistiques nationales. L Observatoire Régional de l Energie publie tous les ans le bilan annuel régional des consommations et des productions d énergie. Pour affiner ces données et les rendre plus exploitables par les différents acteurs publics, l ORE a demandé, en 2009, la constitution d un inventaire énergétique à l échelle communale. La réalisation a été confiée à Atmo PACA CARACTERISTIQUES DE L INVENTAIRE ENERGETIQUE Les principales caractéristiques de l inventaire énergétique en PACA sont synthétisées dans le tableau suivant : Année de référence 2004 Consommations énergétiques Energie primaire GES pris en compte CO 2, CH 4 et N 2O Zone d étude Région PACA + 30 km au-delà des côtes (prise en compte du transport maritime) Résolution spatiale Communes Résolution temporelle Données annuelles Tableau 1 : Caractéristiques de l inventaire énergétique et GES en PACA Projet : XX00 Date de publication : mm/aa 4/24

5 2. METHODOLOGIE 2.1. PRODUCTIONS Base de données Air / Climat / Energie en PACA Note méthodologique DEFINITIONS Les productions énergétiques considérées sur la région PACA sont : l énergie électrique, l énergie thermique. En l absence de données précises, les productions d énergies biomasse (bois et résidus agricoles) ne sont pas présentées. ELECTRICITE L électricité produite en PACA est, soit une énergie primaire quand elle est issue des sources renouvelables (hydraulique, éolien, photovoltaïque), soit une énergie secondaire quand elle provient de la transformation d un combustible (centrales thermiques, cogénération, incinérations). ENERGIE THERMIQUE Comme l électricité, l énergie thermique est une énergie primaire (solaire thermique) ou une énergie secondaire (chaufferie, cogénération, réseaux de chaleur). L énergie thermique est une énergie stockée (chaleur sensible et/ou latente) transmise aux consommateurs via un fluide caloporteur, généralement l eau sous forme liquide ou de vapeur, circulant dans un circuit fermé. Encore marginale, l énergie thermique tend à se développer notamment grâce à l essor de la cogénération et des réseaux de chaleur. NB : l énergie primaire utilisée pour la production d énergie est renseignée à titre indicatif comme consommation d énergie destinée à la transformation (cf. Consommation) SOURCES DE DONNEES Sources de production Sources des données Méthodologie Centrales thermiques Producteurs Productions réelles annuelles Cogénération (hors réseaux de chauffage urbain) DREAL Productions estimées Réseaux de Chauffage Urbain DREAL et syndicat de producteur Productions réelles ou estimées Incinération des ordures ménagères Producteurs Productions réelles ou estimées Hydraulique Producteurs Productions réelles ou estimées Solaire thermique Région PACA Productions estimées Solaire photovoltaïque Région PACA Productions estimées Bois (chaufferie collectives à bois) Région PACA Productions estimées Eolien Région PACA et producteurs Productions estimées Tableau 2 : Liste des sources de données utilisées pour l inventaire des productions énergétiques Ne sont actuellement pas pris en compte : la géothermie, biogaz, PAC Projet : XX00 Date de publication : mm/aa 5/24

6 METHOLOGIE COGENERATION Les productions d énergies électrique et thermique des installations de cogénération sont calculées, par installation, en fonction des puissances thermique et électrique installée et de la production régionale réelle des installations par secteur d activité. Liste des installations : Lieu, date d installation, état de fonctionnement, secteur d activité Puissances électrique et thermique installées Données réelles de consommation et d émission de gaz à effet de serre par combustible Consommation et production réelles régionales des installations de cogénération par secteur d activité exhaustive Certaines installations Tous les secteurs RESEAUX DE CHAUFFAGE URBAIN A l exception du réseau de Saint-Augustin à Nice, les réseaux de chauffage urbain de PACA sont liés soit à des installation de cogénération, soit à une IUOM. Les données spécifiques sont listées ci-après. spécifique Liste des installations : Lieu, équivalent logement, longueur du réseau, teneur CO 2 de l énergie produite Productions électrique et thermique réelles (2007) exhaustive INCINERATION DES ORDURES MENAGERES Les productions, autoconsommations et ventes 2004 ont été évaluées en fonction des données de productions, autoconsommations, ventes de 2007 et les tonnages incinérés de IUOM : Lieu, puissances installées tonnage incinéré production, autoconsommation et vente d énergie électrique et thermique (2007) Exhaustive HYDRAULIQUE Les productions réelles des plus grandes centrales ont été fourmis par les producteurs représentant à elles seules plus de 30% de la production totale régionale. Le solde de la production régionale d hydroélectricité a été ventilé sur les autres installations en fonction du productible. Projet : XX00 Date de publication : mm/aa 6/24

7 Les sites de Vallabrègues (Tarascon) et de Sauveterre (Avignon), situés en limite de Languedoc-Roussillon et dont les productions desservent cette région ne sont comptabilisés sur PACA en cohérence avec les chiffres régionaux généralement diffusés. Centrales hydroélectriques : Lieu, puissances installées productible Exhaustive Production réelle 2004 Quelques grandes installations Production hydroélectrique régionale réelle 2004 SOLAIRE THERMIQUE La production d énergie thermique est calculée en fonction de la surface installée et d un facteur de production moyen régional au prorata de la date de réception des travaux pour les installations ayant eue lieue dans l année d inventaire. Liste des installations : Lieu, type (CESI, SSC), date de réception des travaux surface installée Moyenne régionale de production Exhaustive SOLAIRE PHOTOVOLTAÏQUE Production électrique calculée en fonction de la puissance installée et d un facteur régional de production, au prorata de la date d installation. En 2004, la production du photovoltaïque était négligeable et concernaient presque exclusivement l autoproduction en site isolé. Liste des installations : Lieu, date d installation Puissance installée Données départementales : Puissance installée Capacité de production Moyenne régionale de production par kwc Exhaustive exhaustive BOIS (CHAUFFERIES COLLECTIVES) Les seules installations considérées sont les chaufferies collectives automatiques à plaquettes. Les informations concernant d autres types d installation sont indisponibles actuellement. Projet : XX00 Date de publication : mm/aa 7/24

8 Production thermique calculée en fonction de la consommation annuelle estimée au prorata de la date de financement. Liste des installations : Lieu, date de financement, secteur d activité Puissance installée, consommation moyenne annuelle exhaustive EOLIEN Production du petit et du grand éolien en fonction de la capacité de production annuelle. L éolien était quasiment inexistant en PACA en Liste des installations : Lieu, date de financement Puissance installée, capacité de production annuelle exhaustive 2.2. CONSOMMATIONS DEFINITIONS Les données de consommation d énergie finale sont exprimées en énergie primaire, ce qui implique l application d un coefficient de passage d énergie finale en énergie primaire de 2,58 pour l électricité (compte tenu du rendement moyen de production d électricité en France). Energie primaire : l énergie primaire est une forme d énergie brute disponible dans la nature avant transformation d état. Elle rend compte du contenu énergétique avant les pertes liées aux transformations énergétiques. Energie finale : énergie en bout de chaîne utilisée par les consommateurs finaux. Les combustibles, sous forme brute ou raffinés, sont considérés comme des énergies primaires E primaire = E finale La transformation d énergie primaire (nucléaire, chimique, mécanique ou thermique) en électricité s accompagne de perte. Considérant les rendements moyens de 100% pour l hydraulique et l éolien, 33% pour les centrales nucléaires, ~30% pour les centrales thermiques et 10% pour le géothermique, le parc français présente un rendement global de production de ~38,75 % E primaire = (1 / 38.75%)*E finale = 2,58*E finale L utilisation du facteur national 2,58 ne rend pas compte des spécificités locales mais est tout à fait justifié par la faible autonomie électrique de PACA (15% de l électricité consommée est produite en PACA). Si l énergie subit des transformations, le type d énergie consommée est indiqué sous sa forme finale (e.g. : électricité, coke de houille, gaz de haut-fourneau ) Choix pour la base de données PACA de proposer des données de consommations d énergie primaire : Les données de consommation sont exprimées en énergie primaire afin de rendre compte de la réalité de l énergie effectivement consommée induite par les utilisations finales. Projet : XX00 Date de publication : mm/aa 8/24

9 Transformation d énergie Base de données Air / Climat / Energie en PACA Note méthodologique La base de données comprend aussi l énergie primaire utilisée dans les installations de transformation d énergie. A ce titre l énergie ne sert pas directement à une utilisation finale mais cette indication permet de mieux appréhender les spécificités locales ainsi que les émissions directes à la source. L énergie transformée est transcrite dans la colonne de résultat «Transformation d énergie» SOURCES DE DONNEES Les consommations de combustibles fossiles constituent des données utilisées pour la constitution de l inventaire régional des émissions. Le tableau suivant présente les consommations issues de l inventaire. Secteurs d activités Consommations de combustible Usages spécifiques Transports routiers OUI VP, VUL, PL, 2-roues, Bus Transports non routiers OUI Avions, trains, bateaux Industrie OUI Chaudières, fours, procédés, engins, production d électricité Résidentiel Tertiaire OUI Chaudières, ECS, engins Agriculture OUI Chaudières, engins Production d énergie OUI Chaudières, production d électricité Traitement des déchets OUI Tonnages incinérés pour valorisation énergétique Tableau 3 : Consommations énergétiques issues de l inventaire régional des émissions ELECTRICITE La constitution de la base de données communale des consommations d énergie a donc consisté en grande partie en l ajout des consommations d électricité, pour chaque secteur d activité. Le tableau suivant synthétise les sources de données utilisées. Secteurs d activités Sources des données Méthodologie Agriculture Agreste, SCEES, étude SOLAGRO Consommation estimée Industrie Sessi, Agreste (IAA), Unistatis, INSEE Consommation estimée Résidentiel SITADEL, INSEE Consommation estimée Tertiaire SITADEL, INSEE Consommation estimée Transport ferroviaire Publications, recherche bibliographique Métro / Tramway RTM, Atmo Rhône-Alpes, publications Consommation estimée Consommation estimée Tableau 4 : Liste des sources de données utilisées pour l inventaire des consommations électriques Projet : XX00 Date de publication : mm/aa 9/24

10 THERMIQUE Base de données Air / Climat / Energie en PACA Note méthodologique La consommation d énergie thermique des réseaux de chaleur, des chaudières collectives, des installations de cogénération et des CES est appliquées à la commune de production et affectée au secteur d activité adéquat cette indication étant précisée dans les données de production de ces installations. L énergie thermique est appelée soit «Chaleur et froid» s il s agit d une énergie secondaire provenant d une transformation par cogénération ou chaufferie, soit «Solaire thermique» si elle est issue des CES et SSC où elle est considérée comme primaire METHOLOGIE AGRICULTURE Les consommations d électricité et leur ventilation par usage sont estimées en fonction de données moyennes nationales appliquées par commune en fonction de la surface et de la nature de l exploitation agricole d après les tableaux de comptage de l INSEE. Tableaux de comptage de l INSEE Surface, nombre de salariés, activités Facteur de consommation d électricité par employé par type d exploitation Régionale par commune Nationale INDUSTRIE Les consommations électriques par employé, par secteur d activité (code NCE et code NAF) et par usage ont été estimées d après les données d enquête régionale du Sessi (NCE) et de l Agreste (IAA). Elles ont été ensuite appliquée sur l ensemble de la région par nombre d employés et par secteur d activité, d après les tableaux de comptage par commune de l INSEE précisés si besoin par les données Unistatis. Cartographie du tissu industriel de PACA en 2004 Lieu, code NAF, nombre d employés Données régionales des consommations d énergie par code NCE et/ou par NAF exhaustive NCE et IAA RESIDENTIEL Les consommations d électricité sont calculées par usage en fonction du nombre de résident par commune par l application de facteurs nationaux. Elles ont été ensuite comparée aux données réelles BT et corrigées si elles présentaient une forte divergence, ce qui s est révélée être le cas principalement sur les communes sujette aux grandes migrations touristiques, essentiellement les stations hivernales. Population résidente Surface d habitation Exhaustive Exhaustive Projet : XX00 Date de publication : mm/aa 10/24

11 TERTIAIRE Base de données Air / Climat / Energie en PACA Note méthodologique Consommation électrique par usage estimée par l application de facteurs unitaires nationaux sur un parc régional d activités tertiaires. Les unités varient en fonction du secteur considéré (e.g. : nb de lits dans le secteur de la santé, nb d élève dans l enseignement). La consommation de l éclairage public est calculée par l application d un facteur de consommation national par habitant. Parc tertiaire régional Lieu, taille, secteur Facteurs de consommation par usage et par secteur Exhaustive régionale nationale TRANSPORT FERROVIAIRE Trois facteurs de consommation kilométrique d électricité sont utilisés en fonction du type de train considéré (TGV, autres trains de voyageurs, train de fret). Les consommations kilométriques des TGV et des trains de fret sont des données moyennes nationales issues d une étude européenne. La consommation kilométrique des trains voyageurs (hors TGV) est estimée en fonction de la composition propre du parc régional circulant en PACA. La validité de la valeur choisie (10,9 kwh/km) a été corroborée a posteriori par l adéquation de la somme des valeurs calculées avec la valeur régionale de référence. En l absence de données SNCF, les données de trafic sur le réseau ont été initialement estimées. Les consommations sont estimées par tronçon en fonction de la longueur de la ligne, du nombre journalier de train par type et par motorisation. Facteurs de consommation kilométrique moyen Réseau ferroviaire régional Electrification des lignes Données de trafic par type de train et par type de motorisation PACA PACA PACA METRO / TRAM Calcul de la consommation d après l estimation de la distance annuelle parcourue et de la consommation kilométrique. La consommation annuelle 2008 a servi de limite pour la vérification. Consommation kilométrique moyenne des types de métro et tram de PACA Horaires et tracés des lignes Consommation globale (y c. infrastructure) annuelle 2008 Marseille, Nice Marseille, Nice Marseille, Nice Projet : XX00 Date de publication : mm/aa 11/24

12 2.3. EMISSIONS DEFINITION La base de données Energ Air rassemble les émissions directes issues des combustions et les émissions induites par la consommation d énergie secondaire (électricité, thermique). Les émissions de gaz à effet de serre prises en compte dans cette base de données sont les émissions de CO 2, CH 4 et N 2O issues de l inventaire des émissions PACA Seules les émissions liées aux consommations énergétiques sont conservées dans la base. Afin de rendre compte des émissions réelles de CO 2 tout en imputant la responsabilité de son émission à la consommation et afin de distinguer le CO 2 issu de la biomasse, les émissions de CO 2 sont distinguées en deux catégories : - CO 2 induit : émission de CO 2 d origine fossile induit par la consommation finale d énergie. C est cette donnée qui sera utilisée pour les bilans climat / GES. La teneur en CO 2 de l électricité est fonction de son usage, conformément à la note de cadrage de l ADEME 1. La teneur en CO 2 de la chaleur distribuée est calculée au cas par cas, l utilisation locale permettant cette démarche. - CO 2 nc («non comptabilisable») : il regroupe les émissions de CO 2 issues de la biomasse (bois et déchets assimilés, part organique des ordures ménagères) ainsi que le CO 2 produit lors d opération de transformation de l énergie (centrale thermique, cogénération, réseau de chaleur ). Cette donnée a une valeur indicative sur les émissions réelles sur un territoire. Les émissions de CO2 nc liés à la transformation d énergie sont en lien direct avec les consommations d énergie pour la «Transformation d énergie» dans la partie «Consommation» de l outil. Exemple pour la transformation d énergie Pour illustrer la distinction opérée, prenons le cas d une centrale thermique à charbon. La centrale consomme une énergie primaire charbon pour la transformer en énergie secondaire électricité qui sera distribuée aux consommateurs finaux. La combustion du charbon, dans le processus de transformation, est à l origine d une émission effective de gaz à effet de serre (dont le CO 2) à son emplacement. Cependant, comme elle ne consomme pas effectivement l énergie du charbon mais la transforme, elle ne peut supporter l émission de CO 2 induite par la consommation finale. A contrario, la consommation finale d électricité n émet pas effectivement de CO 2 au point d utilisation mais est directement responsable des émissions des centrales. Attention! Les émissions de CO 2 sont exprimées en tonne, celles de CH 4 et de N 2O en kg SOURCES DE DONNEES COMBUSTIBLES Les émissions de GES liées à l utilisation de combustibles proviennent des données utilisées pour la constitution de l inventaire régional des émissions. N.B. : Les divergences observables entre l inventaire régional des émissions et les émissions de la base de données énergie s expliquent par la conservation partielle des données de l inventaire (seules les émissions liées à des consommations d énergie sont prises en compte) et par l ajout du CO 2 lié à la consommation d électricité. ELECTRICITE ET THERMIQUE Les émissions de CO2 imputées à l électricité et au thermique sont directement calculées depuis les consommations calculées au préalable. 1 ADEME, 2005 Note de cadrage sur le contenu CO 2 du KWh en France Projet : XX00 Date de publication : mm/aa 12/24

13 METHODOLOGIE ELECTRICITE Les émissions de CO 2 sont obtenues par l application de facteurs de contenu de CO 2 du KWh électrique, tels que définis dans la note de cadrage de l ADEME de 2005, sur les consommations finales d électricité. THERMIQUE Le contenu CO 2 de l énergie thermique distribuée par les installations de cogénération sont calculées par installations. Le kwh thermique possède un contenu CO 2 estimé en fonction des émissions dues à la combustion de l énergie primaire divisée par la production totale (thermique + électricité) produit par l installation. Le kwh thermique produit par biomasse ou par le soleil a un contenu CO 2 nul. Projet : XX00 Date de publication : mm/aa 13/24

14 3. RESULTATS DISCUSSION Base de données Air / Climat / Energie en PACA Note méthodologique 3.1. BILANS DES CONSOMMATIONS ET DES PRODUCTIONS REGIONALES D ENERGIE En 2004, la région PACA a consommé près de ktep (énergie primaire) tous secteurs d activité confondus et un peu moins de ktep pour la transformation d énergie. Le secteur de l industrie et de la production d énergie représente 43 % de cette consommation. Figure 1 : Répartition sectorielle des consommations énergétiques en PACA en 2004 Cette consommation d énergie concerne majoritairement le département des Bouches-du-Rhône (57 %), caractérisé notamment par la présence d activités industrielles. Les Hautes-Alpes et les Alpes de Haute Provence ne représentent chacun que 3 % de la consommation énergétique régionale. Les autres départements consomment à hauteur de 10 à 15 % de la consommation de la région. Figure 2 : Répartition départementale de la consommation d énergie en PACA en 2004 En 2004, la région PACA a produit ktep (énergies électrique et thermique) soit 7,5 % de sa consommation. Cette production régionale se réparti en 80 % de production d électricité et 20 % de production d énergie thermique. Figure 3 : Production d énergie électrique et d énergie thermique en PACA en 2004 Projet : XX00 Date de publication : mm/aa 14/24

15 L analyse de cette production par département est présentée dans les camemberts suivants. Répartition départementale de la production d électricité La moitié de la production énergétique, électrique et thermique, de la région PACA est concentrée dans le département des Bouches-du-Rhône. Dans le département du Var, la production d énergie est essentiellement thermique et provient de la valorisation énergétique de l incinération des ordures ménagères. Dans les Hautes-Alpes et les Alpes de Haute- Provence, la production énergétique est essentiellement électrique (production hydraulique). Répartition départementale de la production de thermique Figure 4 : Répartition départementale de la production énergétique en PACA en 2004 La moitié de cette production est issue des énergies renouvelables, principalement la grande hydraulique. Projet : XX00 Date de publication : mm/aa 15/24

16 3.2. CARTOGRAPHIES PAR COMMUNE Les consommations d énergies sont majoritairement concentrées le long du littoral, dans les communes les plus densément peuplées mais aussi où sont présentes de nombreuses activités, ainsi que dans les communes localisées le long des axes structurants de la région. Figure 5 : Répartition des consommations d énergies par commune en PACA en 2004 Toutes les communes de la région ne produisent pas d énergie. La production électrique est localisée le long des cours d eau du fait de la présence des barrages hydroélectriques mais aussi dans des communes possédant des installations de cogénération ou des centrales thermiques. La production thermique est plus rare. Projet : XX00 Date de publication : mm/aa 16/24

17 Figure 6 : Répartition de la production électrique par commune en PACA en 2004 Figure 7 : Répartition de la production thermique par commune en PACA en 2004 Projet : XX00 Date de publication : mm/aa 17/24

18 3.3. CARTOGRAPHIES PAR DEPARTEMENT Base de données Air / Climat / Energie en PACA Note méthodologique Figure 8 : Cartographie de la consommation d énergie par secteur et par départements Figure 9 : Cartographie de la production d énergie par type de production et par département Projet : XX00 Date de publication : mm/aa 18/24

19 4. CONCLUSION Projet : XX00 Date de publication : mm/aa 19/24

20 5. REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES Rapport inventaire 2004 Atmo PACA Note cadrage EDF ADEME Projet : XX00 Date de publication : mm/aa 20/24

21 6. LISTE DES TABLEAUX ET FIGURES TABLEAUX Tableau 1 : évaluation des niveaux de PM10...Erreur! Signet non défini. Tableau 2 : évaluation des niveaux de NO2...Erreur! Signet non défini. Tableau 3 : évaluation des niveaux de BTX...Erreur! Signet non défini. Tableau 4 : évaluation des niveaux de CO...Erreur! Signet non défini. Tableau 5 : évaluation des niveaux d O3...Erreur! Signet non défini. Tableau 6 : évaluation des niveaux de SO2...Erreur! Signet non défini. FIGURES Figure 1 : carte de localisation...erreur! Signet non défini. Figure 2 : évolution des niveaux de pollution le...erreur! Signet non défini. Projet : XX00 Date de publication : mm/aa 21/24

22 7. GLOSSAIRE AASQA : Association Agréée de Surveillance de la Qualité de l Air 2 ORE : Observatoire Régional de l Energie CNR : Compagnie National du Rhône RTE : Réseau de Transport d Electricité EDF : Electricité de France ERDF : Electricité Réseau Distribution France SNET : Société National d Electricité et de Thermique ARPE : Agence Régionale Pour l Environnement GDF : Gaz de France 2 Modèle de note de bas de page Projet : XX00 Date de publication : mm/aa 22/24

23 8. ANNEXES ANNEXE 1 : EQUIVALENCES ENERGETIQUES Projet : XX00 Date de publication : mm/aa 23/24

24 ENTREE 1 DU POINT 1 DE L ANNEXE 1 Corps de texte Liste à puce 1 Liste à puce 2 ANNEXE 2 POINT 1 DE L ANNEXE 1 Projet : XX00 Date de publication : mm/aa 24/24