Formation-initiation «Maîtrise de l énergie et énergies renouvelables dans les établissements de soin» 21 janvier 2014

Transcription

1 Les énergies renouvelables dans les établissements de soin Formation-initiation «Maîtrise de l énergie et énergies renouvelables dans les établissements de soin» 21 janvier 2014

2 Enjeux et exemples Introduction et notions générales Les énergies renouvelables Le secteur hospitalier en Basse-Normandie OBJECTIFS ET CONTENU Assurer les besoins d ECS par une ENR : exemple du solaire thermique Assurer les besoins de chauffage par une ENR : exemple du boisénergie Discussions et retours d expérience 2

3 INTRODUCTION ET NOTIONS GENERALES Consommation, énergie utile, puissance La consommation d énergie est la quantité d énergie utilisée par le système de production de chaleur. Elle s exprime en kwh PCI L application d un rendement de production permet d obtenir l énergie produite en sortie de la chaudière. Eventuellement, un rendement de distribution (réseau) est appliqué pour aboutir à l énergie utile. Elle s exprime en kwh utile Consommation (kwh PCI) Chaudière rendement de production Energie sortie chaudière (kwh utile) Réseau rendement de distribution Energie utile (kwh utile) La puissance d un appareil de chauffage correspond à la quantité d énergie maximum qu il peut délivrer en 1 heure. Elle s exprime en kw. 3

4 INTRODUCTION ET NOTIONS GENERALES Définition de termes techniques E : besoins thermiques annuels en MWh utiles / an E / Pbois : homogène à un nombre d heures. C est une image de l intermittente des usages d un bâtiment chauffé au bois. Un centre hospitalier, avec une saison de chauffe longue et des besoins d ECS importants toute l année présente un ratio E/Pbois élevé, alors qu un bâtiment de bureaux présente un ratio E/Pbois faible Ps : productivité d une installation solaire thermique en kwh/m²/an 4

5 INTRODUCTION ET NOTIONS GENERALES Le coût global de l énergie ( TTC / MWh utile) Prise en compte de l ensemble des charges de fonctionnement et d investissement, ramenées à la quantité d énergie utile annuelle produite Charges de fonctionnement : Achat de combustible (P1) Entretien courant (P2) Provisions pour grosses réparations (P3) Amortissement des investissements Prise en compte de la TVA Exemple pour une production de chauffage et d eau chaude sanitaire au gaz : 80,0 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0-2 % 4 % 9 % 85 % Référence Financement Provision pour renouvellement et garantie totale Entretien courant Combustible fossile 5

6 INTRODUCTION ET NOTIONS GENERALES La rentabilité d un projet Définir une situation de référence = situation alternative à la mise en œuvre du projet situation actuelle La comparaison des factures énergétiques en coût global ( TTC / MWh utile) La comparaison des factures énergétiques annuelles ( TTC / an) Le temps de retour brut sur investissement (surcoût d investissement / gain annuel sur les charges de fonctionnement) Le temps de retour actualisé (prise en compte d un taux d actualisation) Autres indicateurs (VAN, TRI ) 6

7 INTRODUCTION ET NOTIONS GENERALES Le prix des combustibles Coût entrée chaudière des énergies ( HT / MWh PCI, Base de données Pégase) Fioul domestique (décembre 2013) Propane citerne (décembre 2013) Gaz naturel B2i (janvier 2014) Gaz naturel B2S (janvier 2014) Gaz naturel STS (décembre 2013) Granulés en vrac (septembre 2013) Bois déchiqueté Dernier tarif public Moyenne 2013 Plaquettes sèches calibrées Mélange 7

8 LES ENERGIES RENOUVELABLES Production de biogaz : la méthanisation Production d électricité raccordée au réseau L éolien terrestre Le solaire photovoltaïque L hydraulique Les énergies marines renouvelables Production de chaleur (usages domestique, collectif, industriel) Le bois-énergie Le solaire thermique La géothermie basse température Production de carburants 8

9 LES ENERGIES RENOUVELABLES Situation en 2010 et Basse-Normandie (OBNEC) : la production d ENR représente 9 % de la consommation finale d énergie en Région. 9

10 LE SECTEUR HOSPITALIER EN BASSE- NORMANDIE Une consommation d énergie importante 18 % des consommations du secteur tertiaire Près de GWh / an (120 ktep / an) Les postes chauffage (62 %) et production d eau chaude sanitaire (15 %) sont majoritaires Un mix énergétique dominé par le gaz naturel Electricité spécifique 12% Climatisation 4% Cuisson 7% Fioul 17% Autre 4% Electricité 31% Eau chaude sanitaire 15% Chauffage 62% Usages énergétiques dans le secteur de la Santé - Source : SRCAE Basse-Normandie Gaz 48% Mix énergétique dans le secteur de la Santé - Source : CEREN

11 LA PRODUCTION D ECS : EXEMPLE DU SOLAIRE Les enjeux en Région Substituer 50 % des consommations de gaz, de fioul et d électricité liées à la production d eau chaude sanitaire (soit près de 95 % des consommations d énergie liées à la production d ECS) Eviter les consommations de 8,3 ktep/an d énergies fossiles et fissiles (7 % des consommations du secteur) Eviter les émissions de t CO2 / an (essentiellement combustion du gaz) Maintenir les flux financiers sur le territoire : 12,4 M / an (achats de gaz évités) Fioul 13% Autre 6% Gaz 62% Electricité 19% Mix énergétique dans le secteur de la Santé pour la production d ECS - Source : CEREN

12 LA PRODUCTION D ECS : EXEMPLE DU SOLAIRE Aspects techniques (2 exemples) Appoint séparé. Comptage de l énergie utile en sortie de ballon solaire Appoint intégré. Comptage de l énergie utile par déduction entre l énergie en sortie de ballon et l énergie d appoint consommée. Mise à profit de la 12 stratification dans le ballon mixte

13 LA PRODUCTION D ECS : EXEMPLE DU SOLAIRE Aspects économiques : le coût global de l énergie Achat d énergie d appoint (P1) Entretien courant (P2) Annuités d amortissement des investissements résiduels (aides déduites) Prise en compte de la TVA Facture énergétique en coût global ( TTC / MWh utile) % 14 % 34 % Annuités d'amortissement Entretien maintenance (P2) Achat d'énergie d'appoint (P1) - 13

14 LA PRODUCTION D ECS : EXEMPLE DU SOLAIRE Aspects économiques : la stabilité de la facture énergétique ique en coût global ( TTC / tile) La part fixe (amortissement des 110 investissements) ou évoluant au même rythme que l inflation 100 (entretien courant), très 90 importante dans le coût global (66 %), est garante de la stabilité 80 de la facture Analyse de sensibilité : la facture énergétique est sensible au niveau d investissement, à la productivité et à la quantité d énergie fournie Evolution de la facture énergéti MWh ut % -20% -10% 0% 10% 20% 30% Variation des paramètres technico-économiques autour de leur valeur moyenne Prix gaz Investissement Entretien Ps E 14

15 LA PRODUCTION D ECS : EXEMPLE DU SOLAIRE Aspects économiques : les aides publiques «Petits» projets (moins de 25 m²) et CESI : dispositif régional ADEME/REGION dans le cadre du programme DEFINERGIE : - 25 % du montant des investissements éligibles (porté à 50 % pour les territoires en transition) - plafonnés à 350 / m² capteurs (porté à 400 / m² pour les territoires en transition) - Exemple : 23 m² sur camping. Investissement = HT, aide DEFINERGIE = (25 % de l investissement) «Gros» projets collectifs : dispositif national ADEME Fonds chaleur : - Aide proportionnelle à la quantité de chaleur renouvelable mesurée au compteur (enregistrement de la production) - Une production minimum attendue (350 kwh/m²/an) - Un suivi de la production nécessaire (manuel ou télérelève) - Versement des aides en 3 temps : notification (15 %), mise en service (65 %), solde après 1 an de fonctionnement - Exemple : 37 m² de panneaux sur une maison de retraite. Investissement = HT, aide Fonds chaleur = (49 15% de l investissement

16 LA PRODUCTION D ECS : EXEMPLE DU SOLAIRE Aspects économiques : la rentabilité d un projet sur un exemple 60 m² de panneaux, taux couverture annuel = 40 %, énergie de référence = gaz naturel Situation de référence : production d ECS par la chaufferie gaz qui assure les besoins de chauffage (investissement et maintenance de la chaudière intégrés au poste chauffage) La comparaison des factures énergétiques en coût global : Le temps de retour brut sur investissement : 10 à 15 ans selon l analyse de sensibilité Facture énergétique en coût glo obal TTC / MWh utile Situation de référence Achat de gaz naturel Entretien courant Annuités d'amortissement 69 Solaire thermique 16

17 LA PRODUCTION D ECS : EXEMPLE DU SOLAIRE Etat des lieux dans les établissements de soin RPA Roland Ricordeau de Beaumont Hague : 38 m² de panneaux, mise en service 2012 à l occasion de la réalisation d importants travaux sur le réseau d eau chaude EHPAD de Vaudrimesnil à Saint Sauveur Lendelin : 60 m² de panneaux, mise en service 2009 (bâtiment neuf) Maison de retraite Beau Soleil à Buceels : 46 m² (bâtiment neuf) Foyer de personnes âgées Les Herbiers à Granville : 60 m² (bâtiment neuf) MARPA de Mortrée : 37 m², mise en service 2013 (bâtiment neuf) -> Solaire thermique collectif : à privilégier pour de gros besoins d ECS, notamment en été et à l occasion de travaux de construction ou de rénovation lourde. Attention à la conception technique pour assurer une productivité solaire suffisante. 17

18 LE CHAUFFAGE : EXEMPLE DU BOIS-ENERGIE La typologie des projets 2 cas de figure Chaufferie dédiée Raccordement à un réseau de chaleur urbain 2 types de montage Maîtrise d ouvrage directe (marchés publics) Externalisation BEA, PPP Externalisation Délégation de service public BEA : Bail Emphytéotique Administratif PPP : Partenariat Public Privé 18

19 LE CHAUFFAGE : EXEMPLE DU BOIS-ENERGIE Aspects juridiques réseaux de chaleur Un réseau de chaleur est un service public local de distribution d énergie calorifique dont l organisation incombe à la Collectivité locale (commune, communauté de communes) Montage en Régie, Affermage, Concession Engagement sur le long terme par l intermédiaire de polices d abonnement Pas d investissement à engager, maintien du secours total dédié en règle générale Pas de lien juridique entre l abonné et l autorité organisatrice 19

20 LE CHAUFFAGE : EXEMPLE DU BOIS-ENERGIE Aspects techniques Source : LLT Traitement fumées et évacuation cendres Production de chaleur Alimentation automatique Livraison, stockage et désilage 20

21 LE CHAUFFAGE : EXEMPLE DU BOIS-ENERGIE Aspects techniques : fonctionnement en bi-énergie simultanée pour un optimum technico-économique 21

22 LE CHAUFFAGE : EXEMPLE DU BOIS-ENERGIE Aspects techniques : un réseau de chaleur Une chaufferie centrale (bois + appoint-secours) Un réseau de canalisations enterrées Des points de livraison (sous-station avec comptage) 22

23 LE CHAUFFAGE : EXEMPLE DU BOIS-ENERGIE Aspects économiques : le coût global de l énergie ( TTC / MWh utile) pour une chaufferie dédiée Charges de fonctionnement : Achat de combustible (P1) Entretien courant (P2) Provisions pour grosses réparations (P3) Amortissement des investissements Prise en compte de la TVA Facturé énergétique en coût global ( TTC / MWh utile) % 5 % 19 % 16 % Amortissement des investissements Provision grosses réparations Entretien courant Achat de gaz (appoint secours) Achat de bois % - 23

24 LE CHAUFFAGE : EXEMPLE DU BOIS-ENERGIE Aspects économiques : la stabilité de la facture énergétique La part fixe (amortissement des investissements) ou évoluant au même rythme que l inflation (entretien courant), importante dans le coût global (47 %), est garante de la stabilité de la facture Analyse de sensibilité : la facture énergétique est sensible à l intermittence d usage des bâtiments et à la quantité d énergie produite % -20% -15% -10% -5% 0% 5% 10% 15% 20% 25% al TTC / MWh utile Facture énergétique en coût glob Variation des paramètres technico-économiques E E/Pbois Maintenance Prix bois Investissement 24

25 LE CHAUFFAGE : EXEMPLE DU BOIS-ENERGIE Aspects économiques : le coût global de l énergie ( TTC / MWh utile) pour un réseau de chaleur Charges de fonctionnement : Achat d énergie (R1) Abonnement (R2) Prise en compte de la TVA (taux réduit) Facture énergétique en coût global TTC / MWh utile % 6 % 22 % 4 % 5 % 39 % r24 r23 r22 r21 R1 gaz R1 bois - 25

26 LE CHAUFFAGE : EXEMPLE DU BOIS-ENERGIE Aspects économiques : les aides publiques Projets de petite puissance (production de moins de 50 tep / an d énergie renouvelable, soit environ 200 kw) : le programme ADEME / Région DEFINERGIE - 25 % du montant des investissements éligibles (portés à 40 % pour les territoires en transition), plafonnés à / tep - Exemple : chaudière 150 kw. Investissement : HT, dont HT éligibles, aide de , soit 25 %. Projets de moyenne et forte puissance : le Fonds chaleur renouvelable - Aide proportionnelle à la quantité de chaleur renouvelable mesurée au compteur (enregistrement de la production) et au coût du réseau de distribution - Versement des aides en 3 temps : notification (15 %), mise en service (65 %), solde après 1 an de fonctionnement et présentation du bilan d approvisionnement - Exemple : chaudière 850 kw. Investissement : HT, aide , soit 45 % 26

27 LE CHAUFFAGE : EXEMPLE DU BOIS-ENERGIE Aspects économiques : la rentabilité d un projet sur un exemple 850 kw bois, taux couverture annuel = 84 %, énergie de référence = gaz naturel Situation de référence : production une chaufferie gaz La comparaison des factures énergétiques en coût global : Le temps de retour brut sur investissement : 10 à 15 ans selon l analyse de sensibilité Facture énergétique en co oût global ( TTC / MWh utile) % 3 % 6 % 88% Référence gaz Achat de bois Achat de gaz (appoint secours) Entretien courant Provision grosses réparations 23 % 5 % 19 % 16 % 36 % Chaufferie bois 27

28 LE CHAUFFAGE : EXEMPLE DU BOIS-ENERGIE Exemple de chaufferie dédiée au bois : CH Pontorson , , % 51% 49% 3% 22% 43% 3% 29% 45% 4% 23% 40% 5% 20% 39% 14% 16% 50,00 40,00 30,00 20,00 Annuité % 26% 26% 28% 35% 30% 10,00 0,00 P2 P1 Appoint P1 bois TTC/MWh 28

29 LE CHAUFFAGE : EXEMPLE DU BOIS-ENERGIE Exemple de RPA raccordée à un réseau de chaleur au bois : Vire , , % 55% 53% 54% 52% 40,00 30, , % 45% 47% 46% 48% 10,00 0 0,00 R2 R1 TTC/MWh 29

30 LE CHAUFFAGE : EXEMPLE DU BOIS-ENERGIE Etat des lieux des établissements de soin chauffés au bois Nombre hôpitaux 15 Nombre de maisons de retraites Nombre lits totaux (y compris centres hébergement associés)

31 La maîtrise des besoins énergétiques est un préalable SYNTHESE Les énergies renouvelables sont des solutions capitalistiques (niveaux d investissement élevé). Un investissement ENR atteint d autant plus facilement la rentabilité économique par rapport à une solution conventionnelle que les besoins thermiques sont élevés Il n existe pas de solution a priori plus adaptée aux besoins de l établissement qu une autre La première étape d une réflexion est la réalisation d un prédiagnostic et/ou d un audit énergétique 31

32 DISCUSSION ET RETOURS D EXPERIENCE 32

33 LA RESSOURCE EN BOIS La ressources et les usages en Normandie 33

34 34

35 35