Expérience suédoise sur les réseaux de chaleur
Voyage d’études à Göteborg
Avertissement
Ce contenu est la reprise d'un article datant de 2014. Il a été conservé tel quel car il est le témoignage d'un voyage d'étude et tous les chiffres présentés sont ceux de l'époque.
Quand cela a paru pertinent, des chiffres récents ont été ajoutés.
Les réseaux de chaleur en Suède
La Suède est très en avance sur le développement des énergies renouvelables et de récupération, comme on peut le voir sur le graphique ci-dessous, extrait des Chiffres clés Climat Air Énergie édition 2013 publiés par l’ADEME.
En effet, la part d’énergies renouvelables et de récupération (EnR&R) dans la consommation finale d’énergie en Suède est de presque 50% alors qu’elle arrive difficilement à 15% pour la France. Cette avance est en grande partie due au très bon développement des réseaux de chaleur (fortement mobilisateurs d’EnR&R) en Suède.
Le mix énergétique des réseaux de chaleur en Suède est d'environ 75% d’EnR&R, contre 38% pour les réseaux de chaleur français. Les chiffres français les plus récents de l'enquête annuelle de la profession donnent un taux de 60% d'"énergie verte".
Cette infographie éditée par le site Eurostats permet de comparer les objectifs de 2013 avec leur réalisation en 2020.
Les réseaux de chaleur et de froid à Göteborg et dans sa région
A Göteborg, c’est Göteborg Energi, principal fournisseur d’énergie (toutes énergies) dans l’Ouest de la Suède, qui gère les réseaux de chaleur et de froid. Il s’agit d’une SA séparée de la ville depuis 1980 mais détenue à 100% par la ville. Le développement des réseaux de chaleur et de froid se fait depuis les années 50. Avant il y avait surtout du gaz de ville. Les émissions de soufre ont ainsi été réduites de 99% depuis 1985 et celles d’oxyde d’azote de 89%.
Le réseau de chaleur
Les réseaux de chaleur sont interconnectés et relient le Nord au Sud de la région de Göteborg sur 20 km, avec, au total, 1 200 km de canalisations et 19 sites de production. Le réseau global dessert 90% des logements collectifs et 20% des maisons individuelles de la région, soit environ 19 000 clients.
Le réseau de Göteborg est alimenté en base par la chaleur récupérée de l’incinération des déchets et des raffineries (environ 50%) et en appoint par des biocombustibles et des PAC sur eaux usées. Son mix énergétique est à plus de 80% renouvelables et de récupération.
Il fournit environ 0,3 MTep de chaleur (c’est environ 1/8 de ce qui est fourni par tous les réseaux de chaleur en France (source : enquête annuelle sur le chauffage urbain et la climatisation urbaine sur 2012).
Un poste de contrôle permet de voir la demande de chauffage et de gérer quelle énergie démarre ou s’arrête. Le réseau possède un comptage horaire depuis 2 ans.
Les travaux effectués sur le réseau de chaleur sont mutualisés avec les travaux effectués pour la fibre, pour l’enterrement des tuyaux.
Le prix moyen est de 60€/MWh (il est d’environ 76€ TTC/MWh pour les réseaux de chaleur en France – source enquête Amorce 2011), soit une alternative de chauffage économique.
Innovations (par rapport à la France…) du réseau de Göteborg
Projet Celsius
Göteborg est inscrite dans le projet européen Celsius, qui contribuera à atteindre les objectifs énergétiques (augmentation de la part EnR&R et de l’efficacité énergétique et diminution des émissions de GES) en Europe.
L’objectif est d’avoir 50 nouvelles villes Celsius d’ici 2017. La France est pour l’instant la grande absente.
Ce projet, avec un budget total de 26 millions d’€, permet notamment une diffusion des nouvelles idées pour les réseaux de chaleur et de froid, comme les deux idées suivantes à Göteborg, mais aussi 300 MW de stockage de chaleur à Rotterdam, l’intégration au réseau de chaleur de sources d’énergie résiduelles comme le métro à Londres, la récupération d’énergie des eaux usées à Cologne, la récupération de l’énergie du réseau de distribution de gaz naturel à Gènes, etc.
Les lave-linges et lave-vaisselles sont raccordés au réseau de chaleur pour un nouveau quartier, et pour les immeubles existants (les appareils sont en commun en bas d’immeuble)
Le réseau de chaleur fournira le chauffage du ferry Stena (bateau de liaison entre des villes européennes), qui se branchera la nuit et arrêtera ainsi sa propre chaufferie pétrole. (photo et schéma ci-dessus)
Technologie de vision/contrôle des consommations en temps réel
Les usagers peuvent suivre et gérer leur consommation, Göteborg Energi peut décider plus facilement d'avoir recours à telle ou telle énergie suivant la demande, le service client peut ainsi prévenir les problèmes.
Service client
Le service clients du réseau de chaleur est très structuré est disponible, avec une assistance par téléphone permettant aux clients de s’approprier les systèmes (l’échangeur) et leur fonctionnement. Il y a peu de questions sur les factures et beaucoup sur les installations. L’aide par téléphone est suffisante dans 8 cas sur 10, l’intervention sur place ne se fait que dans 2 cas sur 10.
Le réseau dessert 20% des maisons individuelles de la région.
Tarifs de raccordement et d'usage
Pour les usagers, le prix du réseau de chaleur est modulé selon quatre choix qui vont de la location de l’échangeur à l’achat de celui-ci (avec deux choix intermédiaire). (tableau ci-dessous).
Le prix peut être simulé sur le site goteborgenergi.se qui est un site très visuel et pratique (vidéos, simulations, etc.) pour les usagers ou les personnes qui s’intéressent au réseau.
Le choix le moins cher à l’investissement est celui de la location, dans ce cas Göteborg Energi gère tout de A à Z. C’est le choix fait plutôt par les locataires de logement.
Ensuite, le choix n°2 correspond à un investissement léger sur l’installation, avec un prix en €/kWh identique au choix “location”. Le choix n°3 correspond à un investissement plus important du client sur l’installation et un prix en €/kWh plus faible. Et enfin le choix n°4 correspond à un investissement important sur l’installation et un prix en €/kWh faible, cette offre est calibrée de telle sorte à concurrencer la solution PAC. C’est généralement ce qui est choisi par les propriétaires du logement.
Visite de l'usine de cogénération de Mölndal
Les éléments suivants sont extraits de la visite de l’usine de cogénération biomasse à Mölndal.
Mölndal est une ville située à environ 10 km au sud de Göteborg. C’est Mölndal Energi, détenu à 100% par la ville de Mölndal, qui assure la production et la distribution de chaleur et d’électricité à Mölndal et autour. L’usine de cogénération de Mölndal, qui est le site le plus important de production du réseau de chaleur de Mölndal, fourni environ 21 000 clients en électricité (1 000 GWh) et 2 000 clients en chauffage (450 GWh), il fournit également le réseau de Göteborg.
Ce graphe représente le mix énergétique de l’usine. On observe quasiment 100% d’EnR&R, en majorité du bois (80%) et de la tourbe (20%). La tourbe étant moins efficace, elle est progressivement diminuée au profit du bois, comme on peut le voir sur le graphique ci-dessous montrant l’évolution du mix énergétique de l’usine sur 2020-2013 (la tourbe est en vert clair, le bois en vert foncé, en gris il s’agit d’achat à Göteborg Energi principalement et en noir du fioul).
Le régime de température est de 75 à 110°C à l’aller et 40°C au retour. En Suède, il y a une taxe sur la température de retour, qui doit être la plus faible possible afin de diminuer le débit, le diamètre des canalisations ou d’augmenter le nombre d’abonnés. Le débit est ainsi deux fois plus faible en Suède qu’en France (où les réseaux sont généralement sur-dimensionnés).
Les émissions sont également taxées en Suède.
L’usine est équipée d’un nouveau condensateur des fumées depuis 2009, qui permet d’abaisser fortement les émissions de GES, comme on peut le voir sur le graphique suivant.
La température des fumées en sortie de cheminée est de 37°C.
L’efficacité de l’usine de cogénération est de 85% et augmente à 105% avec la condensation des fumées. La puissance est modulable variant de 15 à 80 MW.
Station d’épuration Rya
Tout comme l’usine de cogénération de Mölndal, la station d’épuration (step) de Rya est un des sites de production de chaleur du réseau de chaleur de Göteborg, via des PAC.
C’est une station d’épuration régionale de traitement des eaux usées d’environ 800 000 équivalents habitants, sur un territoire de 200 km² – dont 20 km² en zone urbaine. Son emprise est relativement faible puisqu’elle est de 10 hectares, la step est entourée de forêt et ne s’agrandira donc pas. Il y a cependant des travaux de rénovation/agrandissement (au sein de la même emprise) tous les 10 ans environ.
C’est l’organisme public Gryyab, de 83 employés, qui exploite la step et son réseau de 130 km. Le traitement des eaux usées est entièrement automatisé ce qui permet une autonomie la nuit. La step fournit du biogaz (utilisé par les véhicules) et de la chaleur pour le réseau de chaleur de Göteborg.
Sur le graphique ci-contre, on voit, sur la droite, que la chaleur de l’eau est récupérée en sortie de la station, cela afin de maintenir la température de l’eau pendant le process et afin d’utiliser de l’eau propre. A l’entrée de la station, l’eau usée est à environ 10-12°C en moyenne sur l’année (au moment de la visite, un matin en septembre, l’eau était à 19°C) tout comme l’eau propre en sortie, ce qui est plus chaud que la rivière. Cette chaleur est récupérée via des pompes à chaleur, et représente, en sortie de PAC, 480 GWh (40 ktep), soit 7% du mix du réseau de Göteborg.
La chaleur fournie par la step est utilisée par le réseau de chaleur de Göteborg, pour répondre aux pics de demande, ce qui est particulièrement intéressant puisque c’est généralement de l’énergie fossile (gaz/fioul et autre) qui répond à ces pics. On peut voir l’utilisation de la chaleur de la step sur le graphique suivant (en couleur saumon) montrant la demande annuelle de chaleur à Göteborg.
