La place du granulé dans les secteurs collectif et industriel 1
Contexte énergétique Les engagements nationaux et européens 2050 : Facteur 4 réduction par 4 des émissions des GES (Gaz à Effet de Serre) 2020 : 3 X 20% (Europe) 20% réduction des consommation énergétique, 20% réduction des GES, 20% EnR dans le bilan énergétique (23% EnR pour la France) 2008 Grenelle de l environnement - COMOP n 10 (ENR) - Lois Grenelle 1&2 2
Objectifs Grenelle / biomasse énergie Secteur Chauffage domestique Collectif /tertiaire Situation 2006 (ktep) 7400 (5,75 M logements) Objectif 2012 (ktep) 7400 (7,3 M logements) Objectifs 2020 (ktep) 7400 (9 M logements) 200 600 2000 Industrie 1200 1900 3200 Cogénération (chaleur) 0 540 2400 1 tep = 11,63 MWh = 11 630 kwh (consommation moyenne d un logement) 3
Bilan 2009/ 2010 Biomasse (Fonds Chaleur + Contractualisations) 500 598 tep (22 % collectif / 78 % industrie) pour 895 installations - 2009 : 425 installations pour 209 574 tep - 2010 : 470 installations pour 293 274 tep Gamme énergétique type < 100 tep 2009 2010 100 tep à 1000 tep 2009 2010 >1000 tep 2009 2010 Nombre d installations Collectif/ tertiaire 273 305 51 56 11 14 Industrie 44 39 12 18 34 38 Production énergétique (tep) Collectif/ tertiaire 5 720 5 165 14 892 14 140 32 198 35 917 Industrie 635 758 2 736 8 981 153 393 228 613 4
Atouts et contraintes Une solution complémentaire au bois déchiqueté Au plan technique : le granulé est un combustible homogène, de qualité régulière, de forte densité et d une grande fluidité : Les espaces de stockage sont réduits par 4 environ, à autonomie constante par rapport au bois déchiqueté (pour l équivalent d 1 tep, il faut 3,4 m 3 de granulés et 14,5 m 3 de bois déchiqueté) Les systèmes d alimentation automatiques sont plus simples et plus compacts Les chaudières aux granulés proposent une plus grande flexibilité d usage (régulation, taux de charge minimum ) Au plan environnemental Le CO 2 émis lors de la combustion des granulés correspond, comme celui par la combustion du bois déchiqueté, à celui absorbé par l arbre pendant sa croissance. Elle est donc neutre vis-à-vis des émissions de gaz à effet de serre. La combustion des granulés émet généralement moins de cendres que celle du bois déchiqueté. Du fait de la densité énergétique du produit, l alimentation d une chaufferie aux granulés nécessite moins de livraisons qu une chaufferie identique au bois déchiqueté. Au plan économique Du fait de la plus grande compacité des installations et de leur simplicité, les investissement à engager sont généralement moins élevés que pour le bois déchiqueté Les frais de maintenance sont généralement moins élevés (risque de pannes diminué) Par contre, le granulé est un combustible plus manufacturé dont le prix d achat ramené à l unité énergétique est sensiblement plus élevé (38 à 45 HT / MWh PCI, contre 18 à 25 HT / MWhPCI pour le bois déchiqueté) 5
Objectifs de l étude ADEME-SNPGB Clarifier les conditions optimales de montage au plan économique de projets biomasse utilisant le granulé de bois dans le secteur collectif, tertiaire ou industriel, afin d en élargir le potentiel Réaliser une étude visant à : Définir des cibles potentielles types pour un usage du granulé de bois dans le secteur collectif et tertiaire (ainsi qu un premier éclairage dans le secteur industriel), notamment dans le cadre du Fonds Chaleur Analyser le point de vue de l organisme financeur attributaire d aides publiques à l investissement Comparaison de la rentabilité des projets en coûts global Par rapport à une référence fossile Par rapport à une alternative bois déchiqueté 6
Échelle thermique des bâtiments Source : Biomasse Normandie 7
Dimensionnement thermique / principe de la biénergie Puissance 100 % 50 % Courbe définie par la combinaison de la fréquence d appel de la puissance (intermittence et DJU) et de la puissance 50% de la puissance en bois = 80 à 90 % des consommations totales 20 % 100 % Fréquence 8
Comparaison en coût global Le coût global ( /MWh utile) correspond à la somme des postes annuels de dépense liés : à l achat d énergie (gaz, fioul, bois déchiqueté, granulés) à la fourniture d électricité et à l entretien courant des installations de conversion de l énergie (chaudière) aux provisions pour renouvellement ou grosses réparations des installations de conversion de l énergie au financement des ouvrages de conversion de l énergie 100% 90% 80% 4 % 3 % 9 % 25 % 14 % 4 % 70% 60% 50% 40% 7 % 19 % 84 % 11 % 10 % 7 % Financement provisions pour renouvellement Electricité et entretien courant Combustible fossile 30% 65 % Combustible bois 20% 38 % 10% 0% Energie fossile Plaquettes Granulés 9
analyse en coût global des différentes types de projet Exemple: 180 logements E = 1 440 MWh utiles / an Pbois = 360 kw La solution la plus intéressante au plan économique est la solution bois déchiqueté Coût global de la chaleur ( TTC / MWh utile) 80 70 60 50 40 30 20 10-74,4 68,1 69,1 Granulés Bois déchiqueté Energie fossile La couleur utilisée indique la solution technique la plus avantageuse en coût global pour l usager final Combustible bois Combustible fossile Electricité et entretien courant provisions pour renouvellement Financement
Le cas des chaufferies dédiées Granulés Gaz Bois déchiqueté Hors champs de l'étude 11
Le cas des réseaux de chaleur existant 100 Coût global de la chaleur ( TTC/MWhutile) 90 80 70 60 50 40 30 20 78,7 86,9 79,6 Financement Provisions pour grosses réparations Electricité et entretien courant Combustible fioul Combustible granulés Combustible plaquettes 10 - Plaquettes / fioul Granulés / fioul Plaquettes / granulés / fioul 12
réseaux de chaleur avec montée en puissance / ZAC) 120 Coût global de la chaleur en régime permanent ( TTC / MWh utile) 100 80 60 40 20 99,2 106,9 99,1 Financement Provisions pour grosses réparations Electricité et entretien courant Combustible fioul Combustible granulés Combustible plaquettes - Plaquettes / fioul Granulés / fioul Plaquettes / granulés / fioul 13
L efficience environnementale de l aide publique (exemple du secteur tertiaire) 200 Plaquettes 180 Efficience environnementale de l'aide publique ( aide / tep produite) 160 140 120 100 80 60 40 Granulés 220 HT / t Granulés 210 HT / t Granulés 200 HT / t Granulés 190 HT / t Granulés 180 HT / t 20-0 500 1000 1500 2000 2500 Besoins thermiques (MWh utiles / an) 14
Exemple projet granulé Fonds Chaleur Village Pierre et Vacances à Avoriaz (74) (en cours) Puissance bois Bâtiments Production thermique biomasse Réseau de chaleur Contraintes du site 2 MW 478 logements et 2 zones aqualudiques 610 tep (1819 tonnes de granulés consommés) 1825 m - Implantation de la chaufferie à l extérieur du village (accès des camions interdit) - Contrainte d intégration architecturale forte (réduire le volume du silo et de la chaufferie) - Limiter le nombre de rotations des camions 15
Autres exemples Pôle animation jeunesse de Verneuil sur Avre (27) 200 kw (2009) Hôpital de Craponne sur Arzon (43) 500 kw (2010) ETDE, pôle de Bouygues à Saint Quentin en Yvelines (78) Centre d affaires et de rencontres à Baume les Dames (25) Siège social de la ligue de protection des oiseaux à Rochefort (17) 2 * 200 kw (2011) 240 kw (2008) 220 kw (2009) 16
Exemple projet granulé secteur industriel Fromagerie à Epenoy (25) Puissance bois Activité Production thermique biomasse Utilisation de la chaleur 300 kw Production de comté (utilisation de 5 800 m3 de lait par an) 30 tep ( 90 tonnes de granulés consommées)) Chauffage des cuves de lait et nettoyage des équipements (process) Chauffage des bâtiments Spécificités du site - Passage de la vapeur à l eau chaude - Fabrication de granulés à proximité (10 km) 17
Conclusions de l étude ADEME-SNPGB Pertinence à étudier prioritairement dans les cas suivants : - Batiments intermittents (collèges, lycées) - Garantie d approvisionnement - Contraintes de livraison ou d implantation - ZAC avec logements BBC et raccordements étalés dans le temps - Appoint granulé sur un réseau chaleur bois plaquettes Efficience environnementale de l aide publique meilleure sur ces cibles avec l utilisation du granulé Une solution souvent plus simple et plus fiable pour les installations de petite puissance (80 à 300 kw) Une solution adaptée aux sites avec des contraintes fortes : accès, disponibilité foncière, intégration architecturale, Intérêt de développer une offre de granulés spécifiques pour le secteur collectif et industriel meilleur marché que pour le secteur domestique 18
POUR PLUS D INFORMATIONS Diffusion de l étude dans quelques semaines sur les différents sites : - www.ademe.fr - www.snpgb.fr - www.cibe.fr - www.biomasse-normandie.org - www.propellet.fr 19
85 ANNEXES L influence de la variation de paramètres sur le coût global de l énergie (1/2) Bois déchiqueté Coûts global de la chaleur ( TTC / MWh utile) 80 75 70 65 E (Mwhutiles / an) : pente = 9 E/Pbois (heures) : pente = 41 Investissements ( HT): pente = 18 Aide publique ( HT) : pente = 15 Prix du bois ( HT/ MWh PCI) : pente = 27 Prix du gaz ( HT / MWh PCI) : pente = 8 Coûts d'exploitation ( HT/ an) : pente = 17 60-25% -20% -15% -10% -5% 0% 5% 10% 15% 20% 25% Plage de variation des paramètres
ANNEXES L influence de la variation de paramètres sur le coût global de l énergie (2/2) 85 Granulés Coûts global de la chaleur ( TTC / MWh utile) 80 75 70 65 E (Mwhutiles / an) : pente = 5 E/Pbois (heures) : pente = 24 Investissements ( HT): pente = 10 Aide publique ( HT): pente = 8 Prix des granulés ( HT / MWh PCI) : pente = 48 Prix du gaz ( HT / MWh PCI) : pente = 5 Coûts d'exploitation ( HT / an) : pente = 10 60-25% -20% -15% -10% -5% 0% 5% 10% 15% 20% 25% Plage de variation des paramètres