Enjeux du développement des réseaux de chaleur

Les objectifs de développement des énergies renouvelables

Il y a dix ans, la France s’était fixée pour objectif qu’au moins 23% de l’énergie finale consommée en France soit renouvelable. Pour atteindre cet objectif, elle aurait dû produire 20 millions de tonnes équivalent pétrole d’énergie renouvelable supplémentaires chaque année. La chaleur renouvelable distribuée par réseau de chaleur représentait un huitième de cet objectif.

En effet, le développement des réseaux de chaleur est le seul moyen de mobiliser massivement d’importants gisements d’énergies renouvelables tels que la biomasse, la géothermie profonde ou les énergies de récupération issues du traitement des déchets ou de l’industrie.

En 2021, les chiffres du SDES font état de seulement 17,2 % en 2019 comme le montre le graphique ci-après.

Légende : Part des énergies renouvelables dans la consommation finale brute

Source : SDES

Note : la trajectoire est issue du plan national d’action en faveur des énergies renouvelables (PNA), prévu par la directive 2009/28/CE et remis à la Commission européenne à l’été 2010.

La diversité des sources potentielles d’énergies renouvelables et leur importance relative est présentée dans l’infographie ci-après.

Source : Ministère de l’écologie

Et la chaleur renouvelable dans tout ça ?

La chaleur renouvelable représente la moitié de l’objectif d’augmentation des énergies renouvelables dans le bouquet énergétique de la France. La chaleur est en effet le premier poste de consommation énergétique nationale.

Les objectifs de la Loi de Transition Énergétique pour la Croissance Verte (LTECV) adoptée en août 2015, déclinés dans les Programmations Pluriannuelles de l’Énergie (PPE) sont de 38% de la chaleur consommée en France d’origine renouvelable à l’horizon 2030.

Dans le Panorama 2020 de la chaleur renouvelable, les évolutions de la part des énergies renouvelables dans la consommation finale de chaleur sur les dix dernières années et les objectifs associés aux horizons 2020 et 2030 sont présentés. Les dernières estimations montrent que cette part s’élève à 20,8 % fin 2019.

Légende : Evolution de la part des énergies renouvelables dans la consommation finale de chaleur

Source : SER d’après SDES

Cas du chauffage résidentiel et tertiaire

Le chauffage des secteurs résidentiel et tertiaire représente à lui seul un tiers des émissions de gaz à effet de serre de la France. Or, d’importantes sources d’énergies renouvelables et de récupération, utilisables pour la production de chaleur sont aujourd’hui sous-exploitées.

Ainsi, compte tenu des ressources et des technologies disponibles, l’augmentation de la production de chaleur renouvelable dans la consommation finale de chaleur pourra mobiliser les leviers suivants :

  • équipement des logements individuels en solaire thermique, pompes à chaleur, chauffage au bois, géothermie superficielle

  • augmentation de la part des EnR&R dans la production de chaleur notamment industrielle

  • développement des réseaux de chaleur utilisant des énergies renouvelables et de récupération.

Les réseaux de chaleur, un levier pour développer la chaleur renouvelable

Une action inscrite dans une stratégie d’ensemble

La nécessaire réduction des besoins de chaleur dans les bâtiments, qui passe par le respect de la RE2020 dans toutes les constructions neuves à partir de 2022 et par la rénovation thermique de 50 0000 logements par an, ne permettra pas seule de répondre aux objectifs. En effet, tous les bâtiments ne pourront pas être rénovés (contraintes techniques ou économiques) et en 2021 la ville de 2050 était déjà construite à plus de 70 %. On estime qu’il restera en 2050 entre 30 % et 40 % de logements antérieurs à 1975.

Plus d’informations sur le site du Ministère de la Transition Ecologique :

Présentation du Plan de rénovation énergétique des bâtiments

Télécharger le plan

Il faut donc trouver des solutions pour satisfaire les besoins des bâtiments qui continueront à consommer des quantités significatives d’énergie pour le chauffage et l’eau chaude sanitaire.

La généralisation des systèmes décentralisés (un par logement) de production de chaleur renouvelable (géothermie superficielle, chaudière bois, chauffe-eau solaire, pompe à chaleur…) est une solution intéressante dans le secteur résidentiel pavillonnaire. Mais ces dispositifs deviennent plus difficiles à mettre en œuvre dans l’habitat collectif (où réside plus de 40 % de la population) ou dans le tertiaire en zone dense. Dans ces contextes, la mutualisation de la production de chaleur par des systèmes centralisés (comme les réseaux de chaleur) a donc toute sa place.

En effet, la « centralisation » des besoins en mobilisant un réseau de chaleur a de nombreux atouts tels que

  • une meilleure gestion des pics de consommation (en s’appuyant sur des complémentarités entre les plages de consommations des secteurs résidentiel et tertiaire par exemple, cf. la notion de foisonnement),

  • une mutualisation des coûts d’investissement,

  • une mobilisation de gisements d’énergies qui ne pourraient pas être exploités par des systèmes individuels.

Entre 2009 et 2019, les réseaux de chaleur se sont nettement verdis, passant de 31 % à 60 % d’EnR&R dans leur bouquet énergétique et livrant 10 % de chaleur en plus (passant de 23,4 TWh en 2009 à 25,6 TWh en 2019).

Source : Enquête annuelle sur les réseaux de chaleur et de froid, édition 2020 - Fedene

 

Unique accès à certaines énergies

Géothermie : mutualiser l’investissement

La réalisation d’un captage de géothermie profonde (eau puisée à 1 500-2 000m) coûte de 8 à 10 millions d’euros. Cette solution n’est économiquement viable que si elle est mise en œuvre pour de nombreux utilisateurs ; on estime qu’il faut au moins 5 000 logements raccordés à une centrale de géothermie profonde pour assurer l’équilibre économique d’une opération.

La géothermie profonde s’est essentiellement développée en Île-de-France, qui concentre 80% de la production nationale, grâce à une ressource abondante et une forte densité de population. Les 29 réseaux franciliens de chaleur géothermique desservent ainsi 145 000 équivalents-logements.

En savoir plus : Réseaux de chaleur géothermique

Chaleur fatale : transporter du lieu de production au lieu de consommation

La chaleur rejetée par les sites industriels ou les usines d’incinération de déchets doit être acheminée de son lieu de production (usine) aux lieux de consommation (zones d’habitation et de bureaux), et livrée au pied de chaque immeuble.

La principale source de récupération aujourd’hui utilisée est l’énergie rejetée par l’incinération des déchets (25% de toute l’énergie livrée par les réseaux de chaleur en 2018). On trouve également quelques exemples de récupération de chaleur industrielle, comme le réseau de Dunkerque (16 000 équivalents-logements), alimenté à 60% par les rejets de chaleur d’une usine sidérurgique.

En savoir plus : Réseaux de chaleur et énergies de récupération

Biomasse : acheminer, stocker, contrôler

La biomasse peut être utilisée à l’échelle d’une maison ou d’un immeuble (cheminée à foyer fermé, chaudière bois), mais l’acheminement et le stockage du combustible peuvent parfois s’avérer problématiques, en particulier en zone dense.

En revanche, il est tout à fait possible de créer des chaufferies bois collectives, en périphérie des villes, et de distribuer par un réseau la chaleur produite. Ceci permet en outre de préserver la qualité de l’air, ces installations étant équipées de performants dispositifs de traitement des fumées, contrairement aux systèmes individuels.

En savoir plus : Réseaux de chaleur biomasse

Une production locale d’énergie

En plus d’être renouvelables et faiblement émettrices de gaz à effet de serre, ces énergies présentent l’intérêt de pouvoir être produites localement. Au plan national, cela signifie qu’elles permettent de contribuer à la réduction de la dépendance énergétique par rapport aux pays détenteurs des énergies fossiles. A l’échelon territorial, les réseaux de chaleur renouvelable contribuent au développement d’une activité économique locale de production d’énergie.

Ainsi, à Enköping en Suède, 95% des 200 000 habitants de la ville se chauffent à partir de biomasse fournie à 80% par l’industrie forestière locale.