Agriculture et Energies Renouvelables

Agriculture et Energies Renouvelables 1 Cours ADAPR 24 février 2011 Sylvain Boéchat, AGRIDEA Contenu: Politique énergétique: contexte et outils Production d Energies Renouvelables o L énergie solaire: Photovoltaïque et solaire thermique o L énergie éolienne o La petite hydraulique o Le bois o Les agrocarburants o Les plantes énergétiques Possibilités d aides au financement La réduction de la consommation d énergie en agriculture Potentiels en aviculture 2

Politique énergétique: contexte et outils Articles constitutionnel sur l énergie et l environnement (art. 74 et 89) Loi sur le CO2 Loi sur l énergie nucléaire Loi sur l approvisionnement en électricité Loi sur l énergie => " La production annuelle moyenne d électricité provenant d énergies renouvelables doit être augmentée, d ici 2030, de 5 400 GWh au moins par rapport à la production de l an 2000 " 3 Politique énergétique: contexte et outils Les 4 piliers de la stratégie énergétique 1. EFFICACITE ENERGETIQUE 2. ENERGIES RENOUVELABLES 3. GRANDES CENTRALES (remplacement et construction) 4. POLITIQUE INTERNATIONALE 4

Politique énergétique: contexte et outils 2 modèles de promotion pour les Energies Renouvelables: Rétribution du courant à prix coutant (RPC) objectif: 5 400 GWh d'ici à 2030 financement par les consommateur (actuellement 0,6 ct/ kwh puis 0.9 ct/kwh, dès 2013) Libre marché du courant vert Commercialisation sous forme de labels (naturemade, etc.) Contrats, certificats, bourse de courant vert 5 Politique énergétique: contexte et outils Principe: Tarifs de rachat au prix coûtant (RPC) Technologies concernées: la force hydraulique (jusqu'à 10 mégawatts), le photovoltaïque, l'énergie éolienne, la géothermie, la biomasse et les déchets qui en sont issus. 6

Politique énergétique: contexte et outils 7 Energie solaire Le soleil est une ressource disponible de manière illimitée qui peut être facilement valorisée 8

Energie solaire 9 Energie solaire Possibilité d utilisation de l énergie solaire Solaire passif Solaire actif Thermique Photovoltaïque Installations autonomes pour sites isolés Installations raccordées au réseau 10

Energie solaire Possibilité d utilisation de l énergie solaire Solaire thermique : Capteurs solaires thermiques (utilisation active) Electricité solaire : Cellules solaires ; photovoltaïque (utilisation active) Solaire passif : Vitrages sud, jardins d hiver, isolation thermique transparente, architecture solaire 11 Source: swissolar Energie Photovoltaïque Phénomène physique propre à certains matériaux appelés "semi-conducteurs", (le plus connu est le silicium, ce n est pas le seul). Lorsque l énergie lumineuse «les photons» heurtent une surface mince de ces matériaux, ils transfèrent leur énergie aux électrons. Les électrons se mettent en mouvement, créant ainsi un courant électrique. 12

Energie Photovoltaïque Les différents types de panneaux commercialisés aujourd hui Types de modules Monocristallin Polycristallin Silicium amorphe Mutlicouches Avantages Bon rendement Durée de vie Bon rendement Meilleur marché Durée de vie Meilleur marché Efficace si temps couvert Très bon rendement Bonne efficacité 13 Inconvénients Coûts Sensible aux temp. élevée Sensible à l ombre et aux temp. élevées Rendement faible Durée de vie Prix (?) Recyclage (?) Durée de vie (?) Energie Photovoltaïque Pour les bâtiments agricoles avec élevage S assurer d une bonne ventilation des panneaux: perte d efficacité si T trop élevée Combinaison séchage en grange (Rapport ART 709) Garantir la ventilation du bâtiment pour le bétail Bonne étanchéité Eviter la condensation Luminosité (pour le bétail) Anticiper les émanations (corrosion due à l ammoniac) Prévoir une protection adaptée (mise en place d une sous couche) 14

Energie Photovoltaïque Pour les bâtiments agricoles avec élevage Ne pas optimiser l installation au détriment de la fonction première du bâtiment 15 Energie Photovoltaïque Coûts de production élevés (mais en baisse) RPC Mais part de production insuffisante Liste d attente pour les projets annoncés (depuis nov. 2008) 2010 et 2011: Réduction du tarif RPC de 2 x 18% pour le photovoltaïque 40 MW pour photovoltaïque (2011 et 2012) 16

Energie Photovoltaïque Rétribution pour les installations photovoltaïques Catégorie d installation Classe de puissance Rétribution (ct./kwh) Jusqu en 2010 2011 09 Isolée 10 kw 65 53.3 42.7 30 kw 54 44.3 39.3 100 kw 51 41.8 34.3 1000 kw 49 40.2 30.5 >1000 kw 49 40.2 28.9 Ajoutée 10 kw 75 61.5 48.3 30 kw 65 53.3 46.7 100 kw 62 50.8 42.2 1000 kw 60 49.2 37.8 >1000 kw 60 49.2 36.1 Intégrée 17 10 kw 90 73.8 59.2 30 kw 74 60.7 54.2 100 kw 67 54.9 45.9 1000 kw 62 50.8 41.5 1000 kw 62 50 8 39 1 Energie Photovoltaïque Perspectives: Modification /Adaptation des conditions de rétribution selon la RPC Diminution des coûts grâce au progrès technique Le photovoltaïque pourrait couvrir 30% des besoins en électricité de la Suisse si 75% des toitures adaptées (150 km 2 ) étaient utilisés. (source: swissolar) 18

Solaire thermique Une famille consomme 50 litres d eau chaude par personne et par jour à 55 C. Une exploitation laitière utilise environ 200 à 300 litres d eau chaude par jour à 80 C, notamment pour le lavage de l installation de traite. Objectif du chauffe eau solaire : couvrir 65 à 70% du besoin en eau chaude 19 Solaire thermique De 5 000 à 7 000 Fr. par logement pour une installation destinée au préchauffage de l eau dans un bâtiment locatif. De 20 000 à 30 000 Fr. (selon la taille et le type d isolation thermique de la maison), pour une installation de chauffage d appoint destiné à une maison familiale. En autoconstruction le coût de l installation par m 2 est de 30 à 40% moins élevé. La réalisation des capteurs permet de réaliser de réelles économies. Le calcul final doit intégrer le prix de la main d œuvre fournie par l auto constructeur. 20

Solaire thermique Récupérateur de chaleur pour le séchage en grange Principe: Récupérer l air en sous-toiture Surface du récupérateur: 1,5 à 3 fois la surface du tas de foin Augmentation de température: moyenne de 6 C correspond à doubler l efficacité du séchoir 21 L énergie éolienne Facteur déterminant: choix du site Zones favorables: Crêtes du Jura Zones alpines 22

L énergie éolienne Facteurs limitants: Tarifs de rétribution RPC: 17 et 20 ct. D où l importance du choix du site pour obtenir un rendement optimal!!! Conditions d implantation LAT, Protection de l environnement, du paysage Définition de zones spécifiques dans les plans directeurs cantonaux 23 La petite hydraulique La production d énergie par une centrale hydraulique est fonction du débit de l eau et de la hauteur de chute (différence de pression) à disposition 24 La durée de vie est grande La maintenance est simple Le turbinage n altère pas la qualité de l eau Alternative intéressante pour l habitat isolé

La petite hydraulique Le coût de production d énergie des centrales hydrauliques varie entre 5 et 20 ct./kwh. La rentabilité d une PCH dépend Du potentiel de production: débit moyen et hauteur de chute Du coût des infrastructures: Aménagement du cours d eau Valorisation de conduites existantes Utilisation de matériels standardisés RPC: la rétribution maximale, bonus compris, est de 35 ct/kwh 25 Le Bois Valorisation des forêts: Bois d œuvre, bois de feu, plaquettes, pellets Activité de diversification pour l agriculture: Réseau de chaleur à distance Fournisseur d énergie Maintenance, entretien des installations 26

Le Bois Différentes possibilités de production: Bûches, Plaquettes, Pellets!! Production «à la ferme» possible, mais attention au respect de la LAT (affectation de la zone) 27 Le Bois Quel système de chauffage choisir? estimation des besoins dépend des possibilités de stockage des possibilités de vente de chaleur (extension du réseau) des quantités de bois disponibles «en propre» des conditions d exploitation du bois (accès, valorisation) 28

Agrocarburants Contexte mondial: Aujourd hui: Prix du pétrole bas Intérêt pour les agrocarburants en baisse Moins d investissements dans ce domaine Mais : Production mondiale de Biodiesel et de Bioéthanol en hausse USA va devenir importateur de céréales (45% de sa production soit 15%de la production mondiale pour Bioétahnol) UE importe déjà de l huile de soja Augmentation des besoins en denrées alimentaires 29 Agrocarburants En CH: Perspectives de développement limitées Disponibilités des surfaces Pas de volonté politique Priorité pour les denrées alimentaires Coûts de production élevés (comparé au prix des carburants) Le potentiel de remplacement des énergies fossiles par des agrocarburants est faible Développement d autres filières (moteurs à hydrogène, Générateurs électriques, gaz naturel véhicule, biocarburant de 2 ème génération) 30

Plantes énergétiques et MPR Roseau de chine, Switch gras, paille, résidus de céréales Utilisation pour chauffage : oui mais Ordonnance sur la protection de l air: MPR uniquement si puissance > 70 kw et système de traitement des fumées: voir condition des cantons!! Surface = tjs facteur limitant 31 La réduction de la consommation d énergie en agriculture L énergie la moins cher est celle qui n est pas consommée Nombreuses possibilités de réduire la consommation d énergie sur les exploitations 32

La réduction de la consommation d énergie en agriculture Tractions : Mode de conduite Classe énergétique pour tracteur Progrès technique (gestion électronique, entraînements électriques) Outils: Agriculture de précision Pratiques culturales (TCS, semis direct, etc.) 33 La réduction de la consommation d énergie en agriculture Bâtiments: Réduction de la consommation d électricité Capteurs solaires pour production d eau chaude Echangeurs-récupérateurs de chaleur (tank à lait) 34

Produire de l électricité pour sa propre consommation Le plus souvent: Production d appoint ou pour infrastructures décentralisées (p.ex. alpages) Possibilités: Photovoltaïque, Petite éolienne, Petite centrale hydraulique Problèmes: Coûts de production élevés (comparés aux tarifs du réseau) Stockage du courant (batteries: volume et investissement) 35 Possibilités de financement Crédits d investissement Art.106: pour des projets individuels Aide individuelle destinées à la diversification de l exploitation agricole y.c. la production d énergies renouvelables. 50% des coûts imputables, au maximum 200 000 fr. par exploitation Art. 107: pour des installations collectives (plusieurs agriculteurs) Installations communautaires destinées à la production d énergie renouvelable provenant de la biomasse CI forfaitaire de 30 à 50% des coûts imputables Pas de maximum 36 Soutien des cantons (selon le type d énergie)

Possibilités de financement Partenariat Le modalités du partenariat entre l investisseur et le propriétaires sont définies par l établissement d un contrat. Avantages: Planification, démarches administratives à la charge de l investisseur Maintenance, problèmes techniques également Financement Inconvénients: Participation au bénéfice Modalité du contrat; Ne rien oublier!!! 37 Economie d énergie en aviculture Consommation directe de la production avicole: ~108 kwh/m2 Soit +/- 0.52 kwh/ kg vif Répartition: 80% gaz 84 kwh/m2 13% électricité 15 kwh/m2 7% mazout 8 kwh / m2 Les gros consommateurs: Chauffage Ventilation Eclairage Distribution d aliments 38

Economie d énergie en aviculture Exemple de consommation électrique 39 Economie d énergie en aviculture Exemple de consommation électrique 40

Economie d énergie en aviculture Isolation 70% des pertes de chaleur à travers le plafond Temp. extérieure Moyenne 4.5 C Min: -4.1; Max: 21.6 Epaisseur Isolation U: Coefficient de déperdition surfacique 40 mm de mousse PUR U: 0.780 W/m2.K 120 mm de laine de verre + 50 mm de mousse PUR U= 0.226 W/m2.K 15 932 kwh 4 619 kwh -70% Estimation des pertes en KWh par la toiture d un bâtiment de 1 200 m2 PUR: Polyuréthane Coûts: isolation 12 cm: ~ + 32 000.- économie d énergie: 5 600.-/an 41 Economie d énergie en aviculture Ventilation Selon Agroscope ART: Ventilation = cause principale des pertes de chaleur Ne pas aérer plus que nécessaire Débit selon la concentration de CO2 Attention: humidité, poussière Possibilité d éviter les dysfonctionnement et de diminuer la consommation d énergie via la centralisation des commande du chauffage et de la ventilation 42

Economie d énergie en aviculture Récupération de chaleur Récupération des calories de l air vicié extrait à l air frais entrant Economie de chauffage: 18 25% Consommation des ventilateurs: 2 000 à 3 000 kwh/an en plus Retour sur investissement: De 7 à 10 ans 43 Economie d énergie en aviculture Potentiel d économie selon les mesures engagées 44 Source: Rapport ART 735

Production d énergie renouvelable en aviculture pour l autoconsommation Type d énergie Possibilité Remarques Chaudières à bois Envisageable: alimentation d aérothermes Coûts de mise en place élevé (tuyauterie, infrastructure, conception bâtiment) Photovoltaïque Bonne Toiture adaptée, stockage de l énergie (?) vente et injection sur le réseau est plus rentable Solaire thermique Peu fiable Dimensionnement, nécessite un appoint Pompe à chaleur 45 Sondes géothermiques Investissement, couverture des besoins suffisante (?) Eolien faible Rentabilité insuffisante, stockage de l énergie Liens & références utiles Programme Suisse énergie: www. suisse-eole. ch www. energie-bois. ch www. swissolar.ch Rapport ART: www. agroscope. ch Photovoltaïque: Rapport No 694 Energie éolienne: Rapport No 700 Diviser la consommation d énergie par deux et plus Rapport No 735 En France: http://www.itavi.asso.fr/elevage/batiment/energie.php http://www.itavi.asso.fr/elevage/batiment/recup_chaleur_aviculture. pdf 46

Liens & références utiles Classeur AGRIDEA «Energies Renouvelables» Une référence d actualité et actualisée Aborde les thèmes principaux liés à la production des différentes énergies renouvelables Mise à jour annuelle 47