Potentiel de développement de la chaleur renouvelable livrée par les réseaux en Auvergne-Rhône-Alpes

Résumé de cette étude

Le Cerema a réalisé pour la DREAL Auvergne-Rhône-Alpes, un état des lieux des réseaux de chaleur et de froid en région et a étudié le potentiel de développement de la chaleur renouvelable livrée par les réseaux. L’état des lieux des réseaux de chaleur et de froid en Auvergne-Rhône-Alpes (AURA) est fait à partir d’une enquête auprès des collectivités, des syndicats, des exploitants et de croisement de différentes sources de données (enquête nationale, données énergie-climat publiées, annuaire ViaSèva, sites dédiés de réseaux…), en 2016-2017.

 

Déroulé de l’enquête régionale réalisée en AURA en 2017

La méthode utilisée s’appuie sur le guide du Cerema « Réaliser un état des lieux et étudier le potentiel de développement des réseaux de chaleur/froid à l’échelle régionale ».
Elle se découpe en trois étapes :

  • La récolte d’informations et la construction d’un tableau récapitulatif

C'est un tableau synthétisant les informations et leurs sources pour chacun des 261 réseaux recensés a été construit et partagé. Ces données sont plus ou moins complètes selon les informations recueillies par réseau.

Télécharger le tableau au format ods synthétisant les informations et leurs sources des 261 réseaux recensés en Auvergne-Rhône-Alpes
Ces informations sont également disponibles sur la carte nationale Via Sèva

  • La numérisation des tracés de réseaux

Le Cerema a également récolté et numérisé les tracés de 96 réseaux, publiés et diffusés sous format SIG (sur le site de la DREAL et sur la carte nationale Via Sèva).
Télécharger le fichier shape contenant les données et tracés des 96 réseaux de chaleur et de froid numérisés

  • Le croisement de l’état des lieux avec les besoins de chaleur

Cet état des lieux détaillé et cartographié, croisé avec les tracés des réseaux fictifs issus des consommations énergétiques des bâtiments résidentiel-tertiaire (résultats de l’étude SNCU/Setec) et les gisements d’énergies renouvelables et de récupération, permet d’identifier le potentiel de développement des réseaux de chaleur/froid vertueux en AURA.
Une note d’enjeux a également été réalisée. Elle fixe des objectifs de développement de la chaleur renouvelable livrée par les réseaux en AURA à 2030, détaillés par énergie (chaleur fatale, géothermie, solaire, biogaz, bois-énergie) et par création/verdissement/extension/densification de réseaux. Elle peut ainsi être intégrée au futur schéma régional (SRADDET) d’AURA pour une planification énergétique pertinente, et répondre à l’article 196 de la loi de transition énergétique (LTECV) qui prévoit un recensement des réseaux de chaleur dans les schémas régionaux.
-> Télécharger la note d’enjeux au format pdf sur l’état des lieux et le potentiel de développement de la chaleur renouvelable livrée par les réseaux en AURA

Résultats de l’état des lieux des réseaux de chaleur/froid en AURA en 2017

L’état des lieux effectué par le Cerema a permis de recenser en AURA, 252 réseaux de chaleur, 3 réseaux de froid et 6 réseaux en projet.
96 réseaux ont été cartographiés finement avec leurs tracés.

Objectifs de développement de la chaleur renouvelable livrée par les réseaux en AURA en 2030

Le graphique montre l’évolution de la chaleur renouvelable distribuée par les réseaux en Auvergne-Rhône-Alpes sur les 10 dernières années, et les objectifs régionaux (Schéma Régional Climat-Air-Énergie (SRCAE)) et nationaux (Programmation pluriannuelle des énergies (PPE) pour 2018 et 2023 et Loi de Transition Énergétique pour la Croissance Verte (LTECV) pour 2030). À titre de comparaison, les valeurs pour la région Île-de-France (IdF) ont été indiquées également.

La quantité de chaleur renouvelable livrée par les réseaux en région AURA (2140 GWh) représente environ 15 % de la quantité de chaleur renouvelable nationale (13 061 GWh). On constate également des objectifs nationaux forts pour le développement de la chaleur renouvelable, mais faibles en AURA. En effet, l’objectif de 2 073 GWh de chaleur renouvelable livrée par les réseaux de chaleur en AURA en 2020 est déjà dépassé d’après l’état des lieux réalisé par le Cerema.

A partir de l’état des lieux réalisé, des objectifs ambitieux et réalistes de développement de la chaleur renouvelable livrée par les réseaux en AURA en 2030 sont définis.

Objectif total de développement de la chaleur renouvelable livrée par les réseaux

Le croisement de l’état des lieux des réseaux de chaleur réalisé en 2017 avec la demande de chaleur des bâtiments résidentiels-tertiaires projetée sur les routes issue de l’étude FEDENE/SNCU/Setec environnement, réalisée en 2015 permet de quantifier et localiser le potentiel de développement des réseaux de chaleur, comme on peut le voir sur l’illustration associée.

En créant tous les réseaux de chaleur dont la densité thermique est supérieure à 4,5 MWh/ml, on obtient un objectif de développement de la chaleur livrée de + 17TWh par rapport à 2012. En considérant une part EnR&R de 80 % (la part EnR&R moyenne en AURA actuellement est de 68%), et une baisse des consommations de 20 % (en lien avec la stratégie nationale bas carbone), cela donne un objectif total de 12,5 TWh EnR&R. Cet objectif est ambitieux puisqu’il correspond à plus de 30 % de l’objectif national à 2030, mais il est réalisable si les moyens de conversion des bâtiments chauffés actuellement par des énergies fossiles vers du renouvelable sont mis en place.

À titre de comparaison et d’information, l’ADEME, dans le cadre des discussions sur la PPE, estime un potentiel de 10,9 TWh EnR&R en AURA livrés par les réseaux en 2030, en prenant une part d’EnR&R à 65 %.

Déclinaison de l’objectif total de développement

L’objectif total de chaleur renouvelable livrée par les réseaux à horizon 2030 retenu est de 12,5 TWh, soit, en considérant une part renouvelable de 80 %, 15,6 TWh de chaleur livrée par les réseaux. Le potentiel pour atteindre cet objectif se répartit de la manière suivante :

  • Réseaux existants : 2 140 GWh
  • Projets de réseaux déjà connus : 565 GWh
  • Création de nouveaux réseaux : 350 GWh
  • Verdissement de réseaux existants : 200 GWh
  • Densification et extension de réseaux existants (potentiel le plus important) : 9 245 GWh.

Afin d’alimenter les Plans Climat Air Énergie Territoriaux (PCAET), voici une carte des potentiels de développement de la chaleur renouvelable livrée par les réseaux par EPCI > 20 000 habitants. Cette carte donne une fourchette de potentiel, mais les valeurs précises sont disponibles dans les tables de données diffusées.

Energies renouvelables et de récupération à utiliser pour développer la chaleur renouvelable en AURA en 2030

Après avoir estimé et cartographié un objectif total de chaleur renouvelable livrée par les réseaux à l’horizon 2030, regardons les gisements mobilisables pour y répondre.

La chaleur fatale à hauteur de 2 330 GWh (850 GWh utilisés en 2017)

D’après l’état des lieux DREAL/Cerema, les réseaux de chaleur utilisent actuellement 850 GWh de chaleur fatale, uniquement issue de l’incinération des déchets. D’autres sites rejetant de la chaleur fatale comme les stations d’épuration, des industries, les data centers, les crématoriums… D’après la publication de l’ADEME de 2017, le gisement de chaleur fatale pour la région Auvergne-Rhône-Alpes est de 13 790 GWh (c’est le 3e gisement régional de France) dont 2 330 GWh à proximité d’un réseau de chaleur.

Usine d'incinération UIOM à Nantes-Alcea

Le solaire thermique à hauteur de 500 GWh (435 MWh utilisés en 2017)

D’après l’état des lieux DREAL/Cerema, les réseaux de chaleur utilisent environ 435 MWh de solaire thermique (quatre réseaux recensés). L’agence Auvergne-Rhône-Alpes Énergie Environnement (AURA-EE) étudie actuellement le potentiel d’intégration du solaire thermique dans les réseaux de chaleur, dans le cadre du projet européen Solar District Heating, et estime celui-ci à 233 GWh pour l’intégration du solaire dans les réseaux existants. En prenant une hypothèse de 5 % de solaire thermique dans le mix énergétique des réseaux de chaleur/froid en AURA en 2030, on obtient 780 GWh solaires dans les réseaux en 2030. Cet objectif ambitieux peut plus raisonnablement être ramené à 500 GWh. Pour aller plus loin, il serait pertinent de réaliser un cadastre solaire régional pour évaluer les surfaces disponibles, et les répartir entre le solaire photovoltaïque et thermique.

Sur la photo : centrale solaire de Marstal au Danemark 18 300m² de panneaux couvrent 40 % des besoins de chaleur de 1500 logements.

Centrale solaire de Marstal au Danemark

La chaleur géothermique à hauteur de 670 GWh (0 utilisés en 2017)

D’après l’état des lieux DREAL/Cerema, aucun réseau de chaleur n’utilise la géothermie. En Auvergne-Rhône-Alpes, il n’y a pas de source géothermique profonde prouvée ou probable, selon les connaissances actuelles. Dans le SRCAE Rhône-Alpes de 2014, le potentiel géothermique à l’horizon 2020 est estimé à 1570 GWh (potentiel de géothermie très basse énergie (< 30°C), non disponible partout). On retiendra donc un faible potentiel de 670 GWh pour rester réaliste, en l’état actuel des connaissances. Ce potentiel pourra fortement augmenter si une source géothermique haute énergie est mise en évidence par les travaux et études à venir.

Le biogaz à hauteur de 700 GWh (0 utilisé en 2017)

D’après l’état des lieux DREAL/Cerema, aucun réseau de chaleur n’utilise le biogaz (mais cela peut être masqué par l’appellation « gaz » dans le mix énergétique de certains réseaux). En faisant l’hypothèse d’utiliser 5 % de biogaz dans le mix EnR&R des réseaux de chaleur/froid en AURA, on obtient un objectif quantitatif d’environ 700 GWh biogaz (en lien avec les objectifs de la PPE).

Le bois énergie à hauteur de 8 300 GWh (1 300 utilisés en 2017)

L’IGN a réalisé en partenariat avec le FCBA et avec le soutien de l’ADEME une étude, publiée en 2016, visant à évaluer les disponibilités en bois d’œuvre, en bois d’industrie et en bois énergie des forêts françaises à l’horizon 2035.

Page de couverture de l'étude sur la disponibilité forestière des énergies

Le schéma régional biomasse en cours de construction qui se base sur l’étude IGN/FCBA et estime à 700 ktep le bois-énergie supplémentaire disponible à l’horizon 2030, soit environ 8 000 GWh.

D’après l’état des lieux DREAL/Cerema, les réseaux de chaleur utilisent actuellement 1 280 GWh de bois et 20 GWh de farines animales. Cela fixe donc une mobilisation du bois par les réseaux de chaleur à 8 300 GWh en 2030.