Comment concevoir une stratégie mobilité pour l’énergie

Un petit guide pour comprendre l’intégration intelligente des secteurs


Par quoi commencez-vous lorsque vous voulez élaborer le plan mobilité d’une ville ? Vous commencez par regarder une carte. Un grand nombre de cartes, idéalement. Vous regardez les points de départ, les destinations, les flux, les points d’engorgement, les projections pour le futur et vous essayez de trouver la solution qui permettra de fluidifier au mieux tout cela, le plus rapidement possible et pour un coût d’investissement le plus faible possible.

Il en va de même pour l‘énergie ou, dans le cas présent, pour le chauffage et le refroidissement.  

En fait, « concevoir une intégration intelligente des secteurs » revient à concevoir un plan mobilité pour l’énergie.

Où se situent les surplus d’énergie ? Au niveau des centres de données, des industries ou des supermarchés ? Ensuite, où se trouvent les besoins en énergie ? Dans les logements, les entreprises, les écoles, les transports, etc.  Enfin, quelles autres sources locales d’énergie et solutions potentielles de stockage de l’énergie, comme des  mines abandonnées ou la géothermie profonde, pourraient être exploitées efficacement ?

Là encore, tout commence avec des cartes. Car la solution la plus simple, et également la moins onéreuse et la plus rentable, pour concevoir une intégration intelligente des secteurs « sans regret » qui réponde aux besoins en chaleur d’une ville consiste en effet à établir une cartographie de vos besoins et sources de chaleur et de refroidissement.

Sept villes pilotes testent depuis deux ans Hot Maps, un logiciel de planification en open source, axé sur les utilisateurs qui peut être utilisé dans tous les pays de l’UE.

Mais cet exercice de cartographie reste la première étape. C’est elle qui qui vous permettra de construire votre réseau de chaleur et de refroidissement tout comme elle vous permet de bâtir la ligne de métro nécessaire à la mobilité dans votre ville. Car les réseaux de chaleur et de refroidissement urbains sont à l’énergie ce que les métros sont au monde des transports.

Les avantages des réseaux de chaleur et de refroidissement sont multiples :

Ils émettent peu d’émissions de carbone

Ils permettent de stocker l’énergie et offrent des services  d’équilibrage

Ils constituent une excellente plateforme d’intégration

Ils permettent d’exploiter au mieux les énergies renouvelables (énergie thermique et électricité), l’efficacité énergétique, l’utilisation et la valorisation de la chaleur fatale et autres énergies de récupération (contribuant ainsi à l’économie circulaire) le tout avec une rentabilité optimum. Ils offrent également une plus grande souplesse et un meilleur équilibrage que le système énergétique actuel et  contribuent à l’avènement d’une transition juste qui associe les communautés locales et ne laisse personne de côté.

De même que le métro est la colonne vertébrale sur laquelle s’appuie l’ensemble du système de transport public, les réseaux de chaleur et de refroidissement urbains bénéficient à chaque élément du système énergétique. Du côté de l’offre, les relations entre réseaux d’électricité, de chaleur et de gaz s’en trouvent complètement modifiés, de même que leurs liens avec les secteurs clés (bâtiments, industrie, transports, etc.), côté demande.

Au Danemark, cette approche de l’intégration des systèmes énergétiques a été mise en œuvre avec succès. Grâce aux réseaux de chaleur et de refroidissement urbains, le pays a pu utiliser les excédents de production électrique d’origine éolienne pour couvrir ses besoins en chaud et en froid. Ces réseaux sont également venus compléter les réseaux d’électricité  en cogénérant de la chaleur et de l’électricité propres et en transformant l’électricité en chaleur grâce à des pompes à chaleur à forte puissance.

Les réseaux de chaleur et de refroidissement urbains permettent aux  villes de se prémunir des fluctuations de prix sur le marché de l’électricité et de jouer un rôle dans l’équilibrage du réseau  en produisant ou consommant plus d’électricité. Les villes peuvent également stocker l’énergie thermique, une pratique moins onéreuse que de stocker l‘énergie électrique, afin de gagner en flexibilité dans le cadre d’un système énergétique intégré. Les courbes de consommation de chaleur et d’électricité ne suivant pas les mêmes saisonnalités, pouvoir disposer de réseaux de chaleur et de refroidissement urbains en plus des réseaux de gaz et d’électricité permet une meilleure optimisation que la seule électrification.

Enfin, les villes ont montré qu’une intégration des systèmes énergétiques basée sur les ressources locales peut apporter un nouveau souffle aux régions minières et les orienter vers une transition juste. Le projet Mijnwater mis en place par Heerlen, une ville membre d’Energy Cities située dans une ancienne région minière des Pays-Bas, en est un parfait exemple. » with « Le projet Mijnwater, l’un des pilotes du projet européen HeatNet NWE, est développé à Heerlen, une ville membre d’Energy Cities située dans une ancienne région minière des Pays-Bas. C’est un parfait exemple d’intégration énergétique locale. Suite à la fermeture des mines de charbon locales entre 1965 et 1974, les anciens tunnels miniers se sont remplis d’eau remontant de la nappe phréatique, une eau naturellement chauffée par la chaleur du sol. Ce réservoir d’eau est resté inutilisé pendant des années jusqu’à ce que la Ville décide, avec l’aide de l’Union Européenne et de l’agence gouvernementale Agentschap NL, de forer cinq puits géothermiques et de construire un réseau souterrain de canalisations.

Le système est composé d’un réseau de chaleur et de refroidissement urbain basse température équipé d’un système de stockage intersaisonnier de la chaleur géothermale et de pompes à chaleur réversibles permettant de chauffer et de rafraîchir les bâtiments. Les pompes à chaleur sont des pompes à haut rendement alimentées en électricité verte achetée sur le marché de gros (mais la ville envisage de produire elle-même cette électricité dans un avenir proche). La chaleur est stockée dans des réservoirs d’eau placés tout au long du réseau de chaleur et de refroidissement. Le projet de Heerlen associe certains consommateurs en tant que producteurs, le réseau permettant de récupérer la chaleur produite par des bâtiments qui y sont raccordés, comme les bâtiments industriels, les centres de données ou encore les supermarchés. Le projet Mijnwater de Herleen pourrait être reproduit dans d’autres régions minières européennes en utilisant des sondes ou des forages géothermiques comme solutions de stockage intersaisonnier.

Pour en savoir plus sur l’exemple de Mijnwater et la façon de développer votre propre projet, ne manquez pas la conférence finale du projet HeatNet NWE le 15 septembre prochain. 

Bien sûr, les réseaux de chauffage et de refroidissement urbains ne sont pas la solution à tout. Mais leur souplesse et leur efficacité énergétique sont essentiels au développement d’énergies locales propres et à haut rendement  et à une véritable intégration des secteurs.

À propos

Auteur

Adrian Hiel

Date de publication

06 juillet 2020