Annexe au préavis communal pour le remplacement de la chaudière de la grande salle Et du collège. Commune de Rougemont

Transcription

1 Annexe au préavis communal pour le remplacement de la chaudière de la grande salle Et du collège Commune de Rougemont Rapport final Projet : 10_056 Version : 1 Date : Imprimé le : Chef de projet : C. Muriset Phase : Projet ENERGIE CONCEPT SA Rte de la Pâla 11 T BULLE I YVERDON I MARTIGNY CH-1630 Bulle F info@energieconept.ch

2 1 Informations générales Contacts Demande du client 3 2 Pompe à chaleur 4 3 Solution de la chaudière à Mazout Définition Devis 5 4 Solution de la chaudière à Pellets Définition Devis chaudière à pellet 180 [kw] Plus-value pour chaudière à pellets 240 [kw] Raccordement au local du feu et à l'ancienne gendarmerie 9 5 Economies possibles sur le réseau de chauffage à distance 9 6 Comparatif Pellets Mazout Comparatif du prix de revient de l'énergie pour le remplacement de la chaudière Comparatif du prix de revient de l'énergie après les étapes 1, 2 et 3 du chauffage à distance Comparatif de l'énergie grise des vecteurs énergétiques Provenance des vecteurs énergétiques 12 7 Analyse et conclusion 12 2 P a g e

3 1 Informations générales 1.1 Contacts Commune Bureau d étude Administration communale Secrétariat communal 1659 Rougemont Bureau d ingénieurs Energie Concept SA Cyril Muriset Rte de la Pâla Bulle 1.2 Demande du client La Commune de Rougemont, par le biais de M. Frédéric Blum, a mandaté Energie Concept SA afin d établir un comparatif financier pour le remplacement de la production de chaleur de la grande salle. Il est aussi demandé d'étudier l'intégration de ce projet dans un futur éventuel chauffage à distance. Les deux solutions comparées sont les suivantes: - Le remplacement de la chaudière mazout actuellement en panne par une chaudière à pellets de 240 [kw]. Dans le cas de la réalisation du chauffage à distance, cette chaudière sera utilisée comme chaudière d'été et chaudière d'appoint. - Le remplacement de la chaudière mazout par une chaudière mazout de 180 [kw]. Il est aussi demandé d'étudier l'intégration de ce projet dans un futur éventuel chauffage à distance. 3 P a g e

4 CAD Rougemont décembre Pompe à chaleur La zone où se trouve la grande salle est une zone de protection des eaux, ce qui signifie que le forage de sonde géothermique est impossible. La solution d'une pompe à chaleur air-eau pour cette puissance nécessite la pose de gros évaporateur en extérieur. Ces appareils font beaucoup de bruit ce qui n'est pas indiqué pour une école. La solution d'une pompe à chaleur se confronte à deux autres problèmes, l'école et la grande salle sont chauffées à l'aide de radiateurs haute température. Ce qui signifie que le coefficient d'efficacité ne pourra pas être au-dessus de 2 en hiver. Avec un tel coefficient, nous pouvons presque parler de chauffage à électricité directe. Finalement la décision du conseil fédéral de se passer de l'énergie nucléaire à l'horizon 2034 va nécessiter des économies drastiques d'électricité et va beaucoup faire augmenter le prix de l'énergie électrique. Avec tous ces inconvénients, il est clair que la solution de la pompe à chaleur n'est pas envisageable. Et de ce fait, n'a donc même pas été étudiée. 3 Solution de la chaudière à Mazout 3.1 Définition La solution consiste à l'introduction d'une chaudière à mazout de 180 [kw] pour assurer le chauffage de la grande salle et du collège. Dans cette solution, la citerne est à mettre aux normes. L'introduction de la chaudière dans la chaufferie se fera par les escaliers. Image 1 : Implantation de la chaudière Mazout 180 [kw] 4 Page

5 3.2 Devis Devis général remplacement chaudière 180 [kw] CFC Désignation [CHF] 220 Adaptation locaux chaufferie 8'000 Divers travaux Maçonnerie Peinture Divers 232 Installations électriques et MCR 9'200 Tableau électrique Sonde, vannes, etc Automate de régulation Terminal d'exploitation WEB 242 Production de chaleur 39' Chaudière à Mazout 180 [kw] 29'000 Corps de chaudière Viessmann 18'000 Brûleur 7'000 Accessoires 4' Citerne à mazout 10'000 Mise en conformité 3'500 Bac de récupération 6' Raccordements hydrauliques 25' Expansion 2' Conduites, pompes, vannes 6'000 Montage et transport 8' Tubage de la cheminée 6'200 Canal fumée inox V4A 2[mm] Transport et montage 249 Divers et imprévus 5' Honoraires ingénieur 10'000 Total remplacement de la chaudière 102'400 Tableau 1: Devis chaudière mazout 180 [kw] Dans ce devis, toute l'hydraulique est également remise à neuf. En effet, l'hydraulique de la chaufferie et vieille et à besoin d'être remise en état. 5 P a g e

6 4 Solution de la chaudière à Pellets 4.1 Définition Dans cette solution, la chaufferie ainsi que le local citerne vont être utilisés pour la réalisation d'une chaufferie à pellets. La puissance de la chaudière nécessaire au chauffage des deux bâtiments scolaires sur ce site est de 160 [kw]. Le grand avantage de cette solution est que cette chaudière peut être utilisée pour le réseau de chauffage à distance comme chaudière d'été pour faire l'eau chaude sanitaire. L'introduction d'une chaudière à pellets de cette puissance implique qu'il faudra utiliser une partie de la place du local citerne pour la chaudière. De plus, il est impossible de passer la chaudière par la porte. Par conséquent, des travaux de génie civil seront nécessaires Génie civil Ces travaux consistent à éliminer le mur entre la chaufferie et le local citerne. De creuser le terrain de foot jusqu'au niveau du radier. D'éliminer le mur entre le local citerne et le terrain de foot pour permettre l'introduction de la chaudière dans la chaufferie. Finalement, des travaux vont être entrepris pour augmenter la taille du futur silo ainsi que séparer la future chaufferie et le futur silo. Image 2 : implantation de la chaufferie 6 P a g e

7 On remarque sur l'image 3 que la chaudière prend une bonne partie du local citerne. La place restante est consacrée au Silo. Le silo à un volume brut de 56 m3 ce qui fait environ un volume utilisable de 40 m3. 40 m3 de pellets correspond à une énergie de 126'000 [kwh]. La consommation annuelle d'énergie pour la grande salle et le collège est d'environ 240'000 [kwh] ce qui signifie qu'il faudra faire 3 remplissages par an. Si cette chaudière est utilisée pour le réseau à distance, le nombre de remplissage nécessaire va sensiblement augmenter. Cette implantation de la chaufferie implique que toute l'hydraulique pour le chauffage est à refaire. C'est la bonne occasion pour remettre tous les composants à neuf. 4.2 Devis chaudière à pellet 180 [kw] 7 P a g e Devis général Chaufferie à pellets pour la grande salle 180 [kw] CFC Désignation Prix 211 Travaux de maçonnerie 42' Installations électriques pour la technique: 10'000 Raccordement selon liste des moteurs et appareils 236 Tableau électrique et MCR 10'000 Gestion des groupes Gestion CAD et local Schémas électriques Automate pour commande et gestion Périphériques de réglage Système de téléalarme Prestations de services Mise en service 240 Démontage de l'existant 9'000 Démontage et élimination de la citerne Démontage et élimination de la chaudière Démontage des conduites existante; groupes 241 Production de chaleur: 108'000 Chaudière au bois, 180 kw KWB TDS 180 Accumulateur Système d'extraction du silo Système de transport du combustible Sécurité anti-feu Chambre de combustion cyclone Echangeur de chaleur y compris isolation Système d'évacuation automatique des cendres Sécurité anti-surchauffe Equipement pour protection des moteurs Automate pour gestion de l'installation Display pour visualisation du fonctionnement Schémas électriques Transport et déchargement de l'installation Montage de tous les composants énumérés Mise en service de l'installation Instruction à l'utilisateur Raccordements hydrauliques 42'000

8 Appareils, vase d'expansion, etc... Conduites Organes de réglages Vannes, robinetterie et accessoires Montage et transport Isolation 244 Ventilation chaufferie: 3'500 Amenée d'air frais Ventilation salle machinerie Cheminée: 13'500 raccordement depuis chaudière canal vertical réglage de tirage 250 Installations sanitaires: 2'000 Introduction d'eau Raccordement du système de sécurité Groupe d'alimentation chauffage Subvention cantonales -15' Honoraires ingénieur Civil et hydraulique 6' Honoraires ingénieur CVS 27' Divers et imprévus 20'000 Total centrale de production de chaleur 180 kw HT 278'200 Tableau 2: Devis chaufferie à pellets 180 [kw] 4.3 Plus-value pour chaudière à pellets 240 [kw] Plusieurs raisons favorisent l'installation d'une chaudière à pellets de 240 [kw] au lieu de 180 [kw]. La première raison est que le bâtiment du feu ainsi que le pavillon sont chauffés par électricité directe. La prochaine révision de la loi sur l'énergie va vraisemblablement demander que les bâtiments chauffés à l'électricité doivent être mis au norme d'ici Par conséquent, il faut prévoir le raccordement de ces bâtiments au chauffage à pellets. La deuxième raison est l'intégration de cette chaufferie au réseau de chauffage à distance. Les chaudières à bois ont une puissance minimale de fonctionne équivalente à 30% de leur puissance maximale. Dès lors, pour un chauffage d'environ 1'200 [kw], la meilleure répartition entre les puissances des chaudières à bois est: 800 et 240 [kw]. Total centrale de production de chaleur 180 kw HT 278'200 Plus value pour chaudière à bois 240 kw 20'000 Total centrale de production de chaleur 240 kw HT 298'200 Tableau 3: Plus-value pour chaudière 240 [kw] On remarque que le prix pour l'installation d'une chaufferie de 240 [kw] est 7% plus cher que pour l'installation d'une chaufferie de 180 [kw] alors que la puissance de la chaudière est 30% plus élevée. Avec tous les avantages d'une chaufferie de 240 [kw] et le surcoût qui est faible, il très vivement conseillé d'installer une chaudière de 240 [kw]. 8 P a g e

9 4.4 Raccordement au local du feu et à l'ancienne gendarmerie Dans le cas de la réalisation de chaudière 240 [kw], l'étape suivante est le raccordement du local du feu ainsi que de l'ancienne gendarmerie à cette chaufferie. Le devis estimatif donne les chiffres suivant : 454 Réseau de conduite à distance 80' Groupe CAD en chaufferie 25' Sous-stations 24' Divers et imprévus et sous-station 5' Honoraires ingénieur civil et hydraulique pour l'étude 8' Honoraires ingénieur civil et hydraulique pour l'exécution 8' Honoraires ingénieur CVS pour l'étude 6' Honoraires ingénieur CVS pour l'exécution 5'000 Total conduite à distance et sous-stations HT 156'800 Tableau 4: Prix du raccordement du local feu et de l'ancienne gendarmerie 5 Economies possibles sur le réseau de chauffage à distance La solution de la chaufferie à pellets permettrait de faire des économies sur le chauffage à distance si celui-ci est réalisé. Dans le cas de la chaufferie de 1'300 [kw], deux chaudières à bois sont prévues pour assurer aussi bien la consommation hivernale qu'estivale. La chaudière à pellets sous la grande salle prendrait alors la place de la chaudière d'été. Par conséquent, des économies seront réalisées sur la chaudière été qui ne sera plus présente et par conséquent sur le bâtiment de la chaufferie qui sera plus petite. CFC Désignation Prix 220 Bâtiment 58' m3 en moins pour la chaufferie Installation électrique pour la technique 10' coûts selon devis chaufferie grande salle 236 Tableau électrique et MCR 10' une gestion chaudière en moins Gestion à distance chaudière pellet en plus 241 Production de chaleur 240' Une chaudière en moins extraction du silo plus simple Electrofitre 50' Electrofiltre plus petit 242 Raccordements hydrauliques 20' hydraulique pour une chaudière en moins Total economie HT 388' Tableau 5: Economie sur la chaufferie Les CHF 388'000 qui sont économisés avec la solution de la chaufferie à pellets sont à comparer aux CHF 368'200 que coûtent la chaufferie à pellets avec 70'000 qui sont nécessaire a l'imbrication de la chaudière pellet à la centrale CAD. Toutefois, le pellet coûte 7.68 cts/kwh alors que le prix de la plaquette est de 7 cts/kwh. Ce qui fait une différence de coût de l'énergie annuelle d'environ 1'360 [CHF/an]. Par conséquent, après 15 ans d'exploitation, la solution pellets reviendra à peu près au même prix que la solution plaquette. 9 P a g e

10 6 Comparatif Pellets Mazout 6.1 Comparatif du prix de revient de l'énergie pour le remplacement de la chaudière Connaissant les coûts des deux solutions ainsi que les consommations d'énergie de ces solutions, nous pouvons donc comparer le prix de revient de l'énergie entre le pellet et le mazout lorsque la chaudière à pellet est utilisée uniquement pour la grande salle et du collège. Comparatif des énérgies pour la grande salle et le collège Désignation Pellets Mazout Puissance raccordée Puissance installée Energie finale annuelle [kwh/an] 200' '000 rendement Energie absorbée annuelle [kwh/an] 222' '222 Prix de l'énergie au [cts/kwh] Taxe CO2 [cts/kwh] Coût annuel de l'énergie [Frs/an] 16'778 23'209 Investissement pour la nouvelle chaufferie 278' '000 Investissement pour les conduites à distance 0 0 Investissement pour les sous-stations 0 0 Subventions cantonale -15'000 0 Annuité (1.8%, 15ans) 20'163 7'820 Entretients des chaufferie 4'000 2'000 Coûts annuels totaux 40'941 33'029 Prix de revient du kwh [cts/kwh] Tableau 6: comparatif du prix du kwh Le tableau 4 montre que le prix de revient du mazout est 17% moins cher que le prix de revient du pellet avec les actuels de l'énergie. 10 P a g e

11 6.2 Comparatif du prix de revient de l'énergie après les étapes 1, 2 et 3 du chauffage à distance Ici est estimé le coût de production de l'énergie si, cette fois, la chaudière à Pellet est raccordée au chauffage à distance. Comparatif des énérgies avec chaudière Pellets raccordé au CAD Désignation Pellets Mazout Puissance raccordée Puissance installée Energie finale annuelle [kwh/an] 550' '000 rendement Energie absorbée annuelle [kwh/an] 611' '222 Prix de l'énergie au [cts/kwh] Taxe CO2 [cts/kwh] Coût annuel de l'énergie [Frs/an] 46'139 23'209 Investissement pour la nouvelle chaufferie 313' '000 Raccordement à la centrale CAD 50'000 0 CAD Etape 1 148'300 Subventions cantonale -15'000 0 Annuité (1.8%, 15ans) 38'049 7'820 Entretients des chaufferie 12'000 2'000 Coûts annuels totaux 96'188 33'029 Prix de revient du kwh [cts/kwh] Tableau 7: comparatif du prix de revient de l'énergie si la chaudière pellet est raccordée au CAD Sur le tableau 5 on remarque que le prix de production de l'énergie est à peu près équivalent avec le pellet qu'avec le mazout. 6.3 Comparatif de l'énergie grise des vecteurs énergétiques Energie Grise: Énergie utilisé pour produire, transformer et transporter le combustible en comparaison avec l énergie finale. Valeurs en % d'énergie grise contenue dans les combustibles: 11 P a g e Vecteur Energie Grise Bûches 1.2% Plaquette 2.3% Pellet 2.7% Gaz liquide 10% Mazout (huile HL) 13.5% Tableau 8: Energie grise des différents vecteurs énergétiques Le tableau 5 montre qu'il faut produire l'équivalent 1.18 l de mazout pour avoir un litre de mazout dans sa citerne alors qu'il faut l'équivalent de tonne de pellets pour avoir 1 tonne de pellets dans son silo.

12 Si l'on considère que les 2.7% d'énergie grise du pellet sont issus d'énergies fossiles, on a les résultats suivants pour les émissions de CO2 pour le chauffage de l'école et la grande salle sachant que pour 1 MWh d'énergie mazout, on a 265 kg de CO2: 2'000 1'800 1'600 1'400 Tonne de CO2 1'200 1' tonne CO2 pour le Pellet tonne CO2 pour le mazout Année Graphique 1: tonne de CO2 non-renouvelable émis par le mazout et le pellet en fonction du nombre d'année de fonctionnement. 30 ans de chauffage de l'école et de la grande salle au mazout rejetteront 1835 tonne de CO2. Ce chiffre correspond à 13'414'285 km en avion soit 334 fois le tour de la terre. 6.4 Provenance des vecteurs énergétiques En Suisse, le chauffage des bâtiments et la production d'eau chaude sanitaire représentent plus de 40% de l'énergie consommée. 80% de cette énergie sont d'origine fossile (mazout et gaz, surtout) et doivent être importés - c'est plus de 3 milliards de francs qui pèsent annuellement sur le bilan du pays. Quant aux pellets, la part produite en suisse se situe entre 80 et 90 %. Par conséquent, l'utilisation de pellets permet de faire marcher l'économie suisse. 7 Analyse et conclusion La solution du Pellet implique des travaux assez importants de génie civil. En effet, le mur entre le local citerne actuelle et le terrain coté Ouest devra être dégagé et ouvert pour permettre l'introduction de la chaudière. De plus, le mur entre le local citerne et la chaufferie devra également être ouvert. Toutefois, ces travaux ne permettront pas d'avoir une ouverture pour pouvoir enlever la chaudière sans tout ouvrir à nouveau. Le grand avantage de la solution mazout en chaufferie est que la chaudière peut être passée par les escaliers. Par conséquent, aucuns travaux de génie civil est nécessaire pour mettre cette chaudière dans le local technique. Les devis montrent que l'investissement pour une chaudière à pellets est bien plus important que l'installation d'une chaudière à mazout. Toutefois, les économies possibles avec la solution pellets sont tellement importantes que, à moins d'être certain de ne jamais faire le chauffage à distance, cette solution est de loin la meilleure. 12 P a g e

13 L objectif principal à long terme de la Confédération est la société à 2000 watts (horizon 2100). Globalement, il s agit d atteindre une diminution de la consommation d un facteur 3. Pour ce faire et d ici 2020, le Conseil fédéral a approuvé deux plans d action, l un sur l efficacité énergétique et l autre sur les énergies renouvelables. Ces plans doivent permettre de réduire la consommation d énergies fossiles de 20%, d augmenter la part des énergies renouvelables à la consommation énergétique globale de 50% et de limiter l accroissement de la consommation électrique entre 2010 et 2020 à 5% au maximum. Le canton de Vaud suit les objectifs de la confédération et, par conséquent, invite les communes Vaudoises d'agir à leurs échelles. Finalement, la solution des pellets permettrai de faire marcher l'économie suisse et incitera peut-être une entreprise du Pays d'en Haut à produire du pellet. Bulle, le 25 juillet 2011 (pour la rédaction finale) Energie Concept SA Cyril Muriset 13 P a g e