Ludovic THIEBAUX ludovic@elan-herblay.fr XXVII ème rencontre du Sausseron Nesles la vallée le 14-11-09 Les énergies renouvelables : mythes et réalités
L impact sur l environnement COMBUSTIBLE Émissions directes geqco 2 /kwh PCI Charbon 342 Fioul lourd 281 FOD / gazole 270 Essence 264 GPL 230 Gaz Naturel 205 Nota : la combustion du gaz naturel ne produit pas de poussières et très peu de soufre
L impact sur l environnement Le chauffage électrique émet en moyenne 180 g/kwh de CO 2 (valeur RT2005) En raisonnement marginal (pour chaque kwh de chauffage électrique supplémentaire), c est 500 à 600 g/kwh qui sont émis (Source RTE ADEME 2007) Facteur de conversion : 2,58
Chaudière Condensation On condense si la température de retour d eau est < 55 C (point de rosée des fumées) Rendement jusqu à 110 %
Pompe à Chaleur Chaleur Unité extérieure Absorption de la chaleur de l air l extérieur (évaporation du fluide) MODE CHAUFFAGE Fluide à l état liquide Fluide à l état gazeux Air froid Unité intérieure Air réchauffé Récupération de chaleur sur le moteur Moteur gaz naturel Compresseur Réchauffement de l air intérieur par condensation du fluide frigorigène dans les unités intérieures
Pompe à Chaleur MODE RAFRAICHISSEMENT Chaleur Rejet de la chaleur absorbée à l extérieur Unité extérieure Fluide à l état gazeux Fluide à l état liquide Air chaud Unité intérieure Air rafraîchi Moteur gaz naturel Absorption de chaleur (et production d air rafraîchi) par détente directe du fluide frigorigène dans les unités intérieures Compresseur
Température de refoulement de l unité intérieure (%) de la puissance calorifique Pompe à Chaleur Version aérothermique (récupération d énergie sur l air) Version géothermique (récupération d énergie dans le sol ou sur une nappe) Électrique et gaz Vecteur air ou vecteur eau => Résonner en COP moyen annuel 100 80 60 0 PAC à gaz PAC électrique -20-10 -5 0 + 10 Temperature extérieure Température extérieure 20 C 50 C 40 C 30 C PAC à gaz 20 C 10 C 0 C PAC électrique Temps (charge calorifique constante)
L impact Compétitivité sur l environnement du Gaz Naturel Comparaison des technologies en Énergie Primaire 258 Ep 100 élec Convecteur 100 Chaleur 100 gaz PCI Pertes 15 15 Chaudière 85 standard 85 PCI 105 Chaleur 100 gaz Pertes 3 Chaudière 97 condensation + 8 Condensation PDC 3 Chaleur Rdt/ Ep < 40 % 600 gco 2 /kwh Rdt/ Ep = 85 % 275 gco 2 /kwh Rdt/ Ep = 105 % 223 gco 2 /kwh 258 Ep 100 élec 100 gaz PCI Air ou sol Moteur élec PAC élec 280 Chaleur Air ou sol Compression Thermo - chimique PAC abso gaz Recup abso 140 Chaleur COP nom = 3,5 COP nom = 1,6 Rdt/ Ep = 109 % 214 gco 2 /kwh Rdt/ Ep = 140 % 167 gco 2 /kwh
Bois Émissions en CO 2 réglementairement considérées comme égale à 0 Mais, les polluants très importants en cheminée Source : CITEPA reprise dans l étude ADEME, les émissions atmosphériques de la combustion de biomasse, 19.07.2007 * HAP: Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques ; ** COVNM : Composés Organiques Volatiles Non Méthaniques
Chaudière Bois Des coûts d investissement entre 4 et 8 fois plus élevés que pour une chaufferie classique Des coûts de maintenance plus importants Une occupation au sol plus importante Des nuisances nouvelles : circulation des camions, poussières, polluants locaux Une filière d approvisionnement en bois énergie encore peu structurée Mais des projets : Des projets ultrasubventionnés Un bilan CO 2 incontestable
Solaire thermique et photovoltaïque Solaire thermique Solaire photovoltaïque Eau chaude Électricité Le choix du photovoltaïque est indépendant du choix de l énergie principale pour chauffage/ecs
Solaire thermique
Solaire thermique Maison individuelle : CESI : Chauffe-eau Solaire Individuel Logement collectif : CESC : Chauffe-eau Solaire Collectif SSC : Système Solaire Combiné ECS + Chauffage Permet de couvrir 40 à 70 % des besoins en eau chaude 400 kwh / m 2 de capteur Investissement d environ 1000 /m 2 Pour une maison de 120 m 2 : 4 à 7 m 2 Économie : 1 600 kwh/an et 330 kg de CO 2 (6 à 10% des besoins de l habitation)
Solaire thermique Une solution mature et qui se voit Boucle eau chaude = système facilement évolutif Une des solutions de référence pour atteindre le niveau BBC (< 50 kwh/m 3.an) A éviter quand il n y a pas de besoin d ECS en été Une solution principalement collective mais des solutions individualisées qui émergent Pour les bricoleurs : tube PE sous la toiture (investissement limité)
Document interne Principe technique Panneaux solaires Photovoltaïque et Gaz Naturel L énergie photovoltaïque est produite grâce au rayonnement solaire sur un capteur composé de silicium. Un onduleur transforme l électricité produite en courant altenatif 50 Hz et 230V. La quantité d électricité produite est mesurée à l aide d un compteur, distinct du compteur principal d électricité
Photovoltaïque Plusieurs technologies des rendements différents Silicium en couche mince pour augmenter le rendement
Photovoltaïque
Photovoltaïque Depuis 2006, des tarifs de revente les plus élevés au Monde, et indexés : 2008 2009 2010 Non intégré 30 c /kwh 33 c /kwh 33 c /kwh Intégré 55 c /kwh 60 c /kwh 60 c /kwh garanti pour 20 ans De moins en moins d aides locales en complément des tarifs
Non intégrés au bâti Photovoltaïque
Intégrés au bâti Photovoltaïque Mur rideau Verrières Membrane d étanchéité Toitures, ardoises ou tuiles Garde corps de fenêtre, de balcon ou de terrasses
Photovoltaïque De vraies perspectives de développement Solution rentable grâce aux aides publiques Un système plus simple à installer que le solaire thermique Des produits nouveaux qui s intègrent de mieux en mieux dans le bâtiment Des coûts de matériels qui baissent grâce à une croissance forte qui permet des économies d échelles Mais un montage complexe (technique, administratif, financier) Des démarches administratives lourdes (plusieurs contrats, plusieurs compteurs, délais de 6 mois à 1 an) + risque environnementale avec le trifluorure d azote (NF3)
Compétitivité des énergies Facture énergétique annuelle (chauffage et eau chaude sanitaire) hors coûts d investissement pour une maison de 110 m² construite après 1989 (source 3CL et ATEE)
L énergie la moins chère la moins polluante c est celle que l on ne consomme pas Conclusion Il n existe pas d énergie ou de technologie "miracle" Privilégier l isolation Choisir une solution ENR est alors, dans un deuxième temps, la cerise sur le gâteau en veillant à limiter l augmentation des consommations électriques et pourquoi pas chercher à stocker du CO 2 avec le bois utilisé comme matériaux de construction