Habitat Facteur 4 Etude d une réduction des émissions de CO 2 liées au confort thermique dans l'habitat à l'horizon 2050

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1 Habitat Facteur 4 Etude d une réduction des émissions de CO 2 liées au confort thermique dans l'habitat à l'horizon 2050 CNRS - Energies Demain EDF-R&D GDF SUEZ Jean-Pierre Traisnel - Nicolas Houdant Damien Joliton Marie Hélène Laurent Sylvie Caffiaux Anthony Mazzenga Etude réalisée dans le cadre du CLIP (Club d Ingénierie Prospective Energie et Environnement) Soutien financier externe : ADEME, MEEDDM/DGALN, autofinancement des participations EDF et GDF-Suez Comité de pilotage : IDDRI, ADEME, MEEDDM/DGALN 1

2 Objectifs Décrire plusieurs trajectoires contrastées et extrêmes des consommations d énergie et des émissions de CO 2 des postes «chauffage + Eau Chaude Sanitaire» des logements français En s appuyant sur les Meilleures Technologies Disponibles (MTD) identifiées en et généralisées en 40 ans des scénarios théoriques et normatifs, des potentiels maxi Au moyen de 3 leviers : la réduction des besoins de chauffage (réduction de la demande en énergie utile) par l isolation du bâti le recours à des équipements énergétiques plus performants (réduction de la consommation en énergie finale), le choix d énergies moins carbonées (substitution entre énergies). 2

3 Premier levier, commun à tous les scénarios : rénovation thermique de l enveloppe + ventilation ITE et/ou ITI + vitrages performants + VMC réduction globale de 60% des besoins de chauffage (énergie utile) par rapport aux consommations réelles actuelles Décroissance ( ) des besoins de chauffage unitaires exprimés en énergie utile pour trois périodes de construction 3

4 Evolution des besoins (énergie utile) en ECS Taux appliqués aux besoins énergétiques d ECS Estimation des besoins totaux ECS en énergie utile ( ) Taux appliqués aux besoins énergétiques conventionnels de production d ECS : - taux de satisfaction des besoins théoriques croissant de 0,65 à 1 - taux de réduction (par économie d eau) décroissant de 1 à 0,7 - taux final stabilisé à environ 0,75 augmentation globale de 27% des besoins d ECS (énergie utile) par rapport aux consommations réelles actuelles 4

5 Second levier, différencié par scenario : les équipements MTD privilégiés bois : chaudières, inserts, poêles, bois et réseaux de chaleur alimentés en biomasse ou en énergie fatale : le bois est exclu en Maison Individuelle (MI) en tissu urbain (émissions de particules); mais proposé en Immeuble Collectif (IC) en Chauffage Collectif Centralisé (CCC) ou sous forme de réseaux de chaleur en centre dense. Pompes à Chaleur (PAC) électriques et gaz, cogénération à gaz, solaire thermique pour l ECS, (100% du neuf, 30% du parc existant, 50% des besoins couverts) photovoltaïque (PV) uniquement en compensation BBC, BEPOS en logement neuf 5

6 4 scénarios contrastés basés sur 3 énergies : bois, gaz, électricité avec priorité au bois BOIS/GAZ/ELEC BOIS/ELEC/GAZ GAZ/BOIS/ELEC ELEC/BOIS/GAZ BGE BEG GBE EBG Répartition des effectifs de RP selon les énergies de chauffage pour les 4 scénarios 6

7 Résultats en énergie finale Soldes énergétiques finaux: consommations de chauffage et d ECS, production d électricité PV et micro-cogénération Facteurs e réduction 2005/2050 BGE : 2 BEG : 3,0 GBE : 2,3 EBG : 8,8 7

8 Résultats en énergie primaire Soldes énergétiques primaires : consommations de chauffage et d ECS, production d électricité par PV et micro-cogénération Facteur sde réduction 2005/2050 BGE : 2,5 BEG : 2,9 GBE : 4,7 EBG : 5,1 8

9 Les résultats en émissions de CO 2 Soldes des consommations de chauffage et d ECS, production d électricité par PV et micro-cogénération Facteur s de réduction 2005/2050 BGE : 4 BEG : 16,7 GBE : 2,5 EBG : 12,8 Contenus CO 2 des usages électriques : valeurs de la note ADEME-EDF de 2005 (chauffage : 180 g/kwhef, ECS : 40 g/kwhef). Contenus CO 2 de la consommation d'électricité de réseau évitée par la production d'électricité par microcogénération gaz 180 g/kwhef (concomitant du chauffage) et PV : 70 g/kwhef, note ADEME) 9

10 Les questions vives - Le point de passage 2020 (Grenelle) - Le coût de l isolation thermique des bâtis - Les ressources en bois (scénarios BGE ou BEG) - La prise en compte de l ACV des énergies pour leurs contenus en CO 2 - La sensibilité au contenu CO 2 des kwhef électriques 10

11 Situation 2020 par rapport aux décisions Grenelle Objectifs Grenelle : - réduction de 38% des consommations du parc existant en chauffage + ECS, en énergie primaire et hors énergies renouvelables - 9 millions de logements avec chauffage individuel bois - doublement de la part d ENR thermiques en 2020 (20% énergie finale en 2005) Situation dans les scénarios : - réduction des consommations d énergie primaire (chauffage +ECS) en 2020 : B / G / E B / E / G G / B / E E / B / G Toutes consommations ef -24% -36% -29% -52% Consommations ep hors ENR -48% -55% -40% -42% Consommations ep avec bois -27% -33% -31% -43% - Part d EnR thermiques dans les consommations finales (Chauffage+ECS-production électrique décentralisée) et nombre de logements équipés en chauffage au bois : B / G / E B / E / G G / B / E E / B / G Part EnR (%) 52% 64% 36% 42% Nombre de logements chauffés au bois (en millions) 11,3 11,3 5,6 1,8 11

12 Evaluation des coûts d isolation des bâtis (cumul ) Estimation des coûts de réhabilitation (bâti seul) selon le composant d enveloppe (Nombre de logements : base 2004 incluant les vacants) Coût mini (G HT) En % Coût maxi (G HT) En % Nombre de logements (en M) En % Toitures Planchers Fenêtres Murs Total ,145 21,877 27,145 27, (en HT par logement, prix 2005) (en G HT pour l ensemble du parc, prix 2005) 12

13 Les scénarios Bois et la disponibilité de la ressource Dans les scénarios «bois» en 2050 : 12,6 millions de RP chauffées au bois 5,2 Millions de MI (CCI) et 7,4 Millions de IC (CCC) PIC DE Ressource bois nécessaire à : 190 TWhef (90 TWhef en 2005) Gisement actuel estimé à 140 TWhef, dont 80% est mobilisable à un prix inférieur à 26 /MWhef 112 TWhef L accroissement des surfaces de forêt pourrait élèver le gisement destiné au parc de logements à près de 160 TWhef en nécessité d un appoint par autres énergies car la ressource bois ne suffirait pas 13

14 tonnes équivalent CO2 Analyse de sensibilité sur les contenus CO 2 Tentative de prise en compte d un contenu en ACV (Analyse en Cycle de vie) Contenu CO 2 marginal pour le kwh de chauffage électrique à 2020 évolution à la hausse du contenu CO 2 du kwh de chauffage électrique à Emissions de GES (chauffage+ecs) ebg 2020 gbe 2020 beg 2020 bge 2020 peu d impact moyen marginal BGE GBE BEG EBG convergence pour des valeurs élevées du contenu CO 2 ch. élec 14

15 Que retenir? des scénarios théoriques mais robustes (cf. études de sensibilité) les 2 premiers leviers sont nécessaires pour baisser drastiquement les consommations d énergie mais le Facteur 4 sur les émissions de CO 2 (chauffage + ECS) n impose pas un facteur 4 sur l énergie sous réserve de disposer d énergies peu carbonées (levier 3) des scénarios réalistes sont un mix de ces scénarios extrêmes construire des scénarios plus réalistes : consommations non normatives (logements neufs, effet rebond, malfaçons et équipements non MTD, progrès technique naturel) prise en compte de l efficacité économique des rénovations coût global «bâti + systèmes» chiffré (baisse coûts avec volume) Rapport complet sur le site de l IDDRI Cahier du CLIP n 20 marie-helene.laurent@edf.fr 15