L écogénérateur Le contexte 1
Evolution du contexte réglementaire Bâtiments neufs Les orientations du Grenelle Bâtiments existants RT 2012 en résidentiel : seuil de 50 kwhep/m².an indépendant de l énergie utilisée (sauf bois et RCU EnR) + Obligation «EnR» ou équivalent : Solaire thermique, m-chp, CET, RCU EnR ou tout système produisant plus de 5 kwh EnR/m2.an 2020 : Bâtiments à Energie Positive D ici 2020 : réduction de 38% les consommations énergétiques du parc Passer de 240 kwhep/m².an (parc actuel) à une cible de 150 kwhep/m².an 130 100 Construction neuve Exigences en énergie primaire kwhep/m² SHON Grenelle Loi POPE 2005 Plus de 45% du parc en classe énergétique E, F ou G, moins de 1% en A 50 0 0 1990 2000 2010 2020 2030 2040 2050 2060 Mécanismes : RT élément / élément, RT globale Incitations : Crédits d impôts, bouquets de travaux, labels de performances La Directive EUP : seuil de NOx, voiture balai en terme de performance énergétique 2
L écogénérateur : Une étape importante dans l évolution globale des produits gaz Économies d Énergie primaire par rapport à une chaudière Standard 50% 40% 30% Couplage EnR (solaire thermique, photovoltaïque ) Pile à combustible Pompe à Chaleur absorption Pompe à Chaleur moteur gaz Mini Cogénération Ecogénérateur Stirling 20% 10% Chaudière basse température Chaudière à condensation 0% Chaudière standard 1990 2000 2010 2020 3
Le contexte applicable à l écogénérateur Neuf : l écogénérateur est très bien valorisé dans la réglementation thermique Intégré dans la RT 2005 via un titre V et nativement pris en compte dans la RT 2012 La performance de l écogénérateur se traduit par un très bon positionnement réglementaire : sur un bâti équivalent, il fait mieux qu un couplage condensation + CESI Sur un bâti à l exigence réglementaire (Bbio = Bbiomax), l écogénérateur conduit à une performance meilleure que le niveau RT2012 d environ 20% Existant : une séries de mécanismes favorables à ce produit Nouveauté de la loi de finance Crédit d impôts de 17 % (P <3 kva par logement, critères de performances encore à préciser par décret) Bonification du crédit d impôt à 26% dans le cas d un bouquet de travaux avec une autre action éligible (isolation murs ou toiture, fenêtres etc.) Cumul possible avec le prêt à taux zéro sous conditions de ressources (30 k par foyer fiscal) L écogénérateur est intégré à la RT existant (labels de rénovation) Il est éligible aux CEE 4
L écogénérateur Le principe 5
Le principe de la cogénération Produire de la chaleur et de l électricité à partir de gaz naturel (voir d autres combustibles) «Micro-cogénération» pour des puissances électriques inférieures à 36 kw Avantages du système : - Produire de l électricité au prix du gaz - Réduire les émissions de CO2 - Réaliser des économies d énergie primaire
Le principe de la cogénération PRODUCTION CENTRALISEE COGENERATION Chaleur produite perdue Chaleur récupérée Production d électricité Energie primaire
Le principe de la cogénération Centrale élec. r = 34% 47 kwh 64% 2% 16 kwh Elec. Micro-cogé. 100 kwh PCS Gaz Chaudière BT r = 83% (PCS) 80 kwh Chaleur 96 kwh 47 kwh Pertes Économies d énergie primaire : 43 / 143 = 30% 4 kwh Pertes
L écogénérateur Le produit : Hybris Power 9
Hybris Power : Le produit Rendement global : 107 % 2 exécutions (Gaz naturel) - 24/28 kw mixte instantanée - 28 kw chauffage seul Caractéristiques du moteur Stirling - Puissance électrique 1 kw - Puissance thermique 5,8 kw Encombrement réduit : 490 x 910 x 422 mm
Hybris Power : La technologie Brûleur gaz Eau de refroidissement du circuit de chauffage Bobine Ressorts Aimants
Hybris Power : La technologie Moteur à combustion externe Permet de produire de l électricité à la fréquence réseau (50 HZ) Pas de lubrification nécessaire -> pas de maintenance Performants, fiable, longue durée de vie, silencieux
Hybris Power : Le principe de fonctionnement
Quelques ratios Fonctionnement moyen du moteur (fortement dépendant du type de logement et de l utilisation): - 2500h à 3000h de fonctionnement du moteur Stirling Soit environ 50% de la durée de la saison de chauffe - 2500 à 3000 kwh de production électrique correspond environ de 50 à 80 % des besoins électriques annuels d un logement la dessus environ 70% d autoconsommation - 12500 à 15000 kwh de production thermique couvre environ 2/3 des besoins thermiques pour un logement moyen
Hybris Power : La mise en œuvre - Raccordements du type plug & play Le moteur Stirling étant une «black box» - Hydraulique / Gaz / Fumées : idem chaudière murale - Electrique : Raccordement par câble dédié au tableau électrique (idem chaudière) Rachat actuel au prix du tarif bleu HT
Hybris Power : La mise en œuvre Équipements électriques Tableau électrique Réseau public de distribution d électricité Soutirage injection disjoncteur câble puissance (dédié) Compteurs
Hybris Power : Le raccordement électrique Coûts du raccordement électrique (par ErDF) entre 500 et 700 Coût d abonnement du 2 ème compteur électrique : 60 TTC/an ErDF a démarré des Fieldtests de mise en place de compteurs communicants double-sens -> Objectif de généralisation à partir de 2013/2014
Hybris Power : En résumé
Hybris Power : En résumé Les attentes Répondre à la RT 2012 ou aux labels de performance dans l existant Compétitivité en cout d investissement Compétitivité en cout d exploitation Facilité à mettre en œuvre Maintenance aisée Encombrement limité Valorisation du bien Les réponses Solution très bien positionnée dans la RT neuve et existante, permettant d aller cherche facilement des labels de performance énergétique 17 % de crédit d impôts (bonifié à 25% si bouquets) ~ 15 à 40% sur la facture de gaz (électricité déduite). Installation 100% intérieure, pas d impact visuel Raccordement identique à une chaudière condensation (excepté le diamètre du câble électrique) Maintenance identique à une chaudière condensation. Pas d intervention sur le moteur Stirling (HxLxP) 900x440x550 similaire à une chaudière condensation Solution moderne et innovante permettant de produire localement son électricité (indépendance énergétique) 19
20 L écogénérateur Retour d expérience sur les field tests
Les données du Field Test et principaux résultats Environ 100 unités installées un peu partout en France, dans le neuf et dans l existant 11 sites ont fait l objet d une instrumentation détaillée, avec : Plus de 34 semaines de mesures par client (> 40 000 000 de points de mesure) 1,5 MWh d électricité produite Des résultats qui confirment les autres atouts du produit : Très bon rendement électrique moyen en hiver (14 %) Forte autoconsommation électrique (70 %) La pointe de consommation électrique est réduite en hiver La production de l écogénérateur suit la tendance de la consommation électrique française
HIVER 2010 2011 : SUR LE PARC INSTRUMENTÉ LA PRODUCTION DES ECOGENERATEURS ACCOMPAGNE NATURELLEMENT LES BESOINS D ÉLECTRICITE 22
DIMINUTION DE LA POINTE ELECTRIQUE LOCALE UN PRODUIT NATURELLEMENT «SMART GRID» Puissance moyenne (sur le panel mesuré) soutirée au du réseau, fin janvier 2011 23
Fonctionnement type d une journée d hiver 24
25 L écogénérateur Quelques exemples de réalisations
L écogénérateur une réalité variée Installation dans l existant Installation dans le neuf Installation en chaufferie
Une maison individuelle BBC l écogénérateur une solution ENR RT2012 Installation de Lauwin Planque Dépt 59 Maison individuelle de type T4 Surface habitable: 152,2m² SHON:180 Zone H1a Objectif: Atteinte du label BBC Effinergie sans panneau solaire thermique
Une maison individuelle BBC l écogénérateur une solution ENR RT2012 Descriptif du bâti Murs extérieurs Plancher sur vide sanitaire Brique porotherme GFR20 + ITI Laine de verre 16cm dalle béton + polyurethane 6cm + chappe de compression 5cm Toiture Menuiserie laine de verre 26 cm double vitrage 4.16.4 Argon + volets roulants Descriptif des systèmes Plancher chauffant RDC et R+1 [Ecogénérateur Hybris + Ballon ECS 150L] ou CESI + condensation gaz naturel Simple flux hygro B microwatt
Une maison individuelle BBC l écogénérateur une solution ENR RT2012 Avec le CESI : PROJET solaire REFERENCE Gains Ubat 0.374 0.501-25% Tic 27.57 29.37 Cep 62.5 103.14-40% Cep CESI = 62.5 < 65 Le solaire aurait également permis d atteindre le label BBC Effinergie Cep solaire = Cep effinergie 4% Néanmoins le site de ce prêtait pas à l énergie solaire: présence de masque, toit terrasse
Une maison individuelle BBC l écogénérateur une solution ENR RT2012 Performance énergétique: PROJET écogé REFERENCE GAINS Ubat 0.374 0.501-25% Tic 27.57 29.37 Cep sans valorisation de la production électrique 74.77 103.14-27.5% Production électrique de l écogénérateur: 24.74 kwhep/m².an Atteinte du label BBC Effinergie: 74.77 < 65+12= 77 kwhep/m².an Cep projet= 74.77-24.74 = 50.03 soit Cep effinergie 23% Grace à l écogénérateur, le bâtiment atteint une performance énergétique au delà du BBC.
Une maison individuelle BBC- Sur la route du bâtiment à énergie positive Installation de Muzillac Morbihan Maison individuelle de type T4 Surface habitable: 102 m² SHON:139 m² Zone H2a Objectif: Atteinte du label BBC effinergie Sur la route du bâtiment à énergie positive
Une maison individuelle BBC- Sur la route du bâtiment à énergie positive Murs extérieurs ossature bois + ouate de cellulose (22cm) + laine de bois 6cm Descriptif du bâti Plancher sur vide sanitaire Toiture végétalisée Double isolation: chappe, isolant sous chappe (6,5cm), dalle béton et hourdis polystyrène (18cm) Ouate de cellulose 35cm Toiture bac zinc Menuiserie isolant 30cm bois / Alu triple vitrage Descriptif des systèmes Radiateurs Ecogénérateur Hybris et Ballon ECS 200 L Double Flux, efficacité 90%
Une maison individuelle BBC- Sur la route du bâtiment à énergie positive Résultats de l étude thermique: Cep = 54,43 < 55 kwhep/m².an PROJET REFERENCE Gains Ubat [W/m².K] 0,272 0,535-49% Tic [ C] 26,7 29,35 Cep sans valorisation de l électricité [kwhep/m².an] 54,5 105-48% Grace à un bâti travaillé, le bâtiment respecte l exigence de performance énergétique BBC sans valorisation de la production électrique Production électrique: 17 kwhep/m².an Cep projet: 37,5 kwhep/m².an = BBC effinergie 31% Grace à la combinaison d un bâti et d un système très performant, l exemplarité énergétique est atteinte
Une maison individuelle BBC- Sur la route du bâtiment à énergie positive Performance énergétique: PROJET écogé Réel GAINS Cep (chauffage et ECS) [kwhep/m².an] 40,5 20,75-48% Production électrique[kwhep/m².an] 17 9-47% Cep (CH ECS et elec) [kwhep/m².an] 23,5 11,75-50% Dans la réalité le pavillon de Muzillac consomme 2 fois moins (sur les postes chauffage et ECS) que prévu par le calcul réglementaire.
L écogénérateur au cœur de la rénovation exemplaire d un pavillon Rénovation d un pavillon - Pantin Maison individuelle de type T7 Surface habitable: 120 m² SHON:139m² Zone H1a Objectif: Rénovation performante pour bénéficier du prêt à taux zéro
L écogénérateur au cœur de la rénovation exemplaire d un pavillon Performance à atteindre : - Respect de la RT élément par élément - Respects des conditions d accès à l éco prêt à taux zéro : -> Coefficient C après réno < 195kWh -> Tic< Tic ref Le bâti : -> perméa < 1,7 m3/h.m² AVANT APRES Murs extérieurs Brique 22cm Brique 22cm + ITI (plaque de liège expansé 85mm) U= 0,391 W/m². C Menuiseries Simple vitrage Double vitrage 4.16.4 Argon Toiture Divers états U= 1,412 à 0,524 10 LDV entre les chevron + 10cm LDV filante continue en sous face U= 0,144 W/m². C Plancher bas sur sous sol Pas d isolation Idem Plancher bas du sous sol Dallage béton 15cm Idem
L écogénérateur au cœur de la rénovation exemplaire d un pavillon Les systèmes: AVANT APRES Production Chaudière gaz basse température Chaudière BT ou Ecogénérateur Emissions Radiateurs Plafond chauffant BT Radiateurs eau chaude R+1 et combles ECS Ballon de 80L Ballon de 130L Ventilation Ventilation naturelle VMC Simple flux hygro A
L écogénérateur au cœur de la rénovation exemplaire d un pavillon Résultats de l étude thermique sans changement de la gérération (TH CEx) AVANT travaux PROJET REFERENCE Gains/situation initiale Ubat [W/m².K] 1,899 0,989 0,709-47% Cep sans changement de la génération 355 200 172-43% Sans modification de la génération (conservation de la chaudière gaz BT) le projet ne respecte pas les conditions d accès à l éco PTZ Cep = 200 > 195 kwhep/m².an
L écogénérateur au cœur de la rénovation exemplaire d un pavillon Résultats de l étude thermique avec l écogénérateur (TH CEx) AVANT travaux PROJET REFERENCE Gains/situation initiale Cep sans changement de la génération 355 200 173-43% Cep écogé sans valorisation de l électricité 355 186 173-47% Cep écogé avec valorisation de l électricité 355 132 173-63% Grace à la présence de l écogénérateur, le projet pourra bénéficier de l éco prêt à taux zéro. Cep HPE = 132 kwhep/m².an < 195 Le choix de l écogénérateur combiné à une isolation renforcée à permis d atteindre une performance au delà du label HPE rénovation
Mutualiser pour optimiser la performance Ecogénérateur en mini-chaufferie Aulnay Immeuble collectif : 24 logements (R+1 et R+2+combles) Surface habitable:1 593 m² SHON:2 102 m² Zone H1a Objectif : Atteinte du label THPE Charges réduites pour les locataires
Mutualiser pour optimiser la performance Descriptif du bâtiment: 3 mini-chaufferies pour desservir 24 logements: - chaufferie A : 5 logements - chaufferie B : 6 logements - chaufferie C : 13 logements
Mutualiser pour optimiser la performance Descriptif des systèmes - exemple : chaufferie 1: Ecogénérateur Hybris + chaudière condensation en appoint 9,5 m² de panneaux solaire Ballon solaire de 300 L Ballon d appoint 150 L Radiateur basse température (60 C/40 C) VMC simple flux Hygro B microwatt
Mutualiser pour optimiser la performance Mode de fonctionnement: - priorité aux écogénérateurs en mode chauffage et ECS - chaudières condensation en appoint secours - utilisation locale de l électricité produite: VMC, Communs Performance théorique: Sans valorisation de la production électrique: Cep=75 kwhep/m².an BBC avec valorisation de l électricité: Cep= 55 kwhep/m².an (titre V en cours)
44 L écogénérateur En conclusion
Aujourd hui l écogénérateur Stirling Demain l écogénérateur Pile à Combustible Une réponse à l évolution des besoins des logements 45 Création du marché Développement du marché Chaudière Ecogénérateur Stirling 2011 Ecogénérateur Pile à combustible 201 5-202 0 Besoins Besoin électrique Besoin thermique 45
Conclusions L écogénérateur est une solution pertinente pour atteindre les labels de performance énergétique dans le neuf comme dans l existant Il présente de nombreux autres atouts clés, notamment sur les aspects mise en œuvre et maintenance, par rapport à d autres systèmes innovants Le retour d expérience sur le Field Test montre une bonne maturité pour une introduction commerciale du produit et une confirmation des atouts de la solution Le contexte réglementaire et fiscal est aujourd hui favorable pour une introduction du produit sur le marché français 46
47 MERCI POUR VOTRE ATTENTION QUESTIONS???