'Non seulement utiliser moins, mais aussi utiliser plus intelligemment. C'est la clé pour réduire l'impact climatique des bâtiments, qui sont responsables de plus d'un tiers du CO2 -de réduire drastiquement les émissions dans l'UE.' Dans cette conférence d'expert, Chris Caerts (EnergyVille/VITO) explique pourquoi, pour atteindre nos objectifs climatiques, il est essentiel de regarder également quand nous consommons.
Notre système énergétique s'inverse actuellement vers un avenir plus durable et sans carbone. Les bâtiments y jouent un rôle essentiel. Actuellement, les bâtiments sont responsables d'environ 40 % de notre consommation d'énergie et de 36 % des émissions de CO2 dans l'Union européenne, principalement pour le chauffage et la production d'eau chaude. En moyenne, le chauffage représente 64 % de la consommation d'une famille européenne moyenne. La fourniture d'eau chaude représente 15% supplémentaires. Le refroidissement ne représente qu'une part limitée (0,3%), à l'exception des pays méditerranéens où il représente environ 5 à 8%[1]. Cependant, la part du refroidissement continue d'augmenter (+44% à court terme à +300% à long terme) en raison de l'effet du réchauffement climatique (qui fait augmenter la température moyenne) et des maisons plus économes en énergie (mieux isolées) qui peuvent provoquer une surchauffe en été. [2]
Aujourd'hui, les efforts pour réduire les émissions du parc immobilier européen se concentrent principalement sur la réduction de la consommation d'énergie. C'est notamment le cas pour le chauffage, par exemple en isolant mieux la paroi extérieure. La directive sur la performance énergétique des bâtiments (EPBD)[4] impose donc des conditions contraignantes pour les nouveaux bâtiments et les projets de rénovation (profonde). Si ces directives ont clairement amélioré les nouveaux bâtiments, les bâtiments existants restent un défi majeur. Le rythme auquel les nouveaux bâtiments remplacent ou agrandissent le parc immobilier ancien est lent (environ 1 % par an) [5]. Pour atteindre les objectifs 2050, 97 % des bâtiments actuels nécessiteraient une rénovation lourde[6]. Cela nécessite un gros effort financier et de main-d'œuvre. Afin d'atteindre les objectifs de l'EPBD, le niveau des rénovations énergétiques profondes dans les États de l'UE doit atteindre au moins 3 % par an. Actuellement, seulement 0,15 % est atteint[7]. Spécifiquement pour la Flandre, cet objectif de 3 % signifierait que 250 bâtiments par jour devraient être rénovés à zéro émission[8].
Rénover une maison unifamiliale avec une nouvelle enveloppe du bâtiment, avec une isolation et des vitrages suffisants et une installation de refroidissement, de chauffage et de ventilation adaptée, nécessite un budget d'environ 50 000 € à plus de 100 000 €. Si nous regardons cela uniquement d'un point de vue financier, le temps de retour attendu avec les coûts énergétiques économisés sera facilement compris entre 40 et 100 ans. Même avec l'aide de mécanismes de soutien et d'autres avantages, tels qu'un confort et une valeur accrus du bâtiment, cela reste un problème difficile à résoudre. Cela explique la lenteur des progrès des rénovations profondes qui ont le plus d'impact sur nos émissions.
Une autre façon de réduire nos émissions consiste à électrifier notre production de chauffage et d'eau chaude. Actuellement, la majorité de notre chauffage (57 %) et de notre eau chaude (58,5 %) est générée par des combustibles fossiles (gaz et fioul) [9]. En remplaçant les installations alimentées par des combustibles fossiles par, par exemple, des pompes à chaleur, nous pouvons réduire à zéro nos émissions au niveau des bâtiments. Bien sûr, il y a toujours des émissions liées à la production d'électricité, mais le rendement plus élevé des pompes à chaleur (qui ont en moyenne une valeur d'efficacité saisonnière (SPF) de facteur 3) par rapport aux chaudières gaz à condensation les plus efficaces (qui ont généralement un rendement d'environ 0,9) les émissions sont considérablement réduites. Et cela s'améliore encore si nous tenons également compte de ce que l'on appelle l'intensité carbone de la production d'électricité, qui est déterminée par le nombre de sources sans émission (généralement éolienne, solaire et nucléaire). L'intensité carbone du gaz naturel est d'environ 198g CO2/kWh, l'intensité carbone de l'électricité en Belgique est d'environ 170g CO2/kWh (chiffre datant de 2016). Au niveau européen, cela représente encore environ 296 g CO2/kWh en raison de certaines technologies à base de charbon (lignite). Cependant, ce chiffre diminue rapidement grâce au remplacement du lignite par le gaz naturel, l'énergie éolienne et solaire. Pour illustrer :entre 2000 et 2016, l'intensité carbone dans l'UE est passée de 405 g à 296 g CO2/kWh, tandis qu'en Belgique, elle est passée de 274 g à 170 g CO2/kWh.
Cependant, cette intensité carbone n'est pas constante :elle varie en continu tout au long de la journée, reflétant la quantité d'énergie solaire ou éolienne disponible à un moment donné. Pour limiter nos émissions, le moment où nous consommons est donc tout aussi important. Aligner votre consommation sur le moment où vos propres panneaux photovoltaïques produisent de l'énergie garantit que vos émissions tombent à zéro à ce moment-là. Mais l'électricité prélevée sur le réseau varie fortement en fonction du mix énergétique du moment. Dans l'Union européenne, où l'éolien et le photovoltaïque représentent déjà 16 % de la production d'électricité, l'intensité CO2 horaire de l'électricité varie d'un facteur 1,4 sur une journée moyenne. Cela signifie par exemple que l'utilisation de l'électricité à 20h émet 280g CO2/kWh, alors qu'à 6h l'intensité n'est que de 200g CO2/kWh en moyenne. Comme on peut le voir sur l'image ci-dessous, non seulement l'intensité carbone moyenne devrait tomber bien en dessous de 100 g CO2/kWh d'ici 2040, mais la variabilité sur une journée moyenne augmenterait d'un facteur 2,5, variant entre 48 g et 118 g CO2/ kWh. Le temps pendant lequel l'énergie est consommée devient ainsi encore plus important. Pour d'autres pays, comme l'Inde, la variabilité intra-journalière peut même atteindre un facteur étonnant de 7.
Cela nécessite une gestion intelligente de la consommation, avec un pilotage actif pour coïncider au maximum avec les moments où l'intensité carbone est la plus faible. Avec les bons contrats énergétiques incitatifs et les structures tarifaires appropriées, cela pourrait également réduire les coûts énergétiques pour les consommateurs et les bâtiments intelligents. EnergyVille développe des solutions de gestion intelligente des bâtiments qui déplacent et modulent de manière optimale la consommation d'énergie flexible sans perte de confort. L'accent est mis sur l'amélioration de l'intelligence du chauffage et de la production d'eau chaude, car ce sont les principales sources de consommation et d'émissions. De plus, ils peuvent être électrifiés (à l'aide de pompes à chaleur) et offrent la flexibilité nécessaire à une régulation intelligente :l'inertie thermique et la capacité de stockage de la masse du bâtiment ou de l'eau, permet de contrôler activement la consommation de la pompe à chaleur sans sacrifier le confort. influence. À l'aide de mesures et de données via la numérisation et l'IoT, des modèles de bâtiments multizones dynamiques peuvent être développés de manière automatisée. Ces modèles sont utilisés pour déterminer les modèles de consommation optimaux qui tiennent compte des caractéristiques du bâtiment, des habitudes et des préférences des occupants et des prévisions pertinentes. L'optimisation peut se faire selon différents objectifs :par exemple des coûts minimaux (s'il y a des prix dynamiques) ou des émissions minimes (s'il y a des prévisions d'intensité carbone et des certificats d'origine). L'optimisation détermine un profil de consommation de la pompe à chaleur qui se compose d'un profil de température intérieure qui respecte les paramètres de confort, mais diffère du profil de température qui serait fourni avec une commande thermostatique traditionnelle (voir image ci-dessous). Afin de suivre au plus près ce plan de consommation optimal, des stratégies de contrôle des pompes à chaleur ont été explorées dans le projet FHP qui améliorent le déterminisme et la granularité de la consommation des pompes à chaleur [11].
Ce qui précède montre que l'électrification en combinaison avec un contrôle intelligent peut apporter une contribution substantielle à la réduction des émissions dans les bâtiments. Cependant, il est important de noter qu'il ne s'agit pas d'une alternative aux mesures d'efficacité énergétique, mais plutôt d'une mesure supplémentaire. Le chauffage avec des pompes à chaleur dans des maisons mal isolées est non seulement excessivement cher, mais entrave également le système énergétique dans son ensemble et gaspille une précieuse énergie renouvelable. L'électrification du chauffage exige un niveau minimum d'efficacité énergétique, c'est-à-dire que si le bâtiment est très peu efficace énergétiquement, certaines mesures d'efficacité énergétique doivent d'abord être appliquées en fonction de l'électrification. Dans le projet AmBIENCE[12], projet collaboratif H2020 coordonné par EnergyVille/VITO, se développe donc un concept de Contrat de Performance Energétique des Bâtiments Actifs qui prolonge le concept traditionnel d'EPC et offre une valeur ajoutée supplémentaire dans la maîtrise intelligente de la flexibilité. gestion de la demande). Le concept Active Building EPC déterminera - pour un bâtiment spécifique - l'équilibre optimal entre les mesures d'efficacité énergétique d'une part et l'électrification en combinaison avec un contrôle intelligent d'autre part. Il déterminera le moyen le plus viable financièrement d'atteindre un objectif de réduction des émissions en combinant des mesures d'efficacité énergétique, l'électrification et un contrôle intelligent.
Le projet AmBIENCE étend également le concept de contrôle intelligent aux clusters de bâtiments qui forment des communautés énergétiques. Cela augmente la flexibilité et le potentiel de valorisation en coordonnant de manière optimale les bâtiments et en offrant des services avec flexibilité aux acteurs du réseau ou du marché. Ces services de flexibilité facilitent l'intégration de plus d'énergie éolienne et solaire en apportant un soutien à l'équilibrage et à la gestion des congestions, et ils rendent plus attractifs les investissements dans les énergies renouvelables variables telles que l'éolien et le solaire en réduisant le confinement. De plus, une telle gestion de la flexibilité au niveau communautaire encourage la consommation locale d'énergie produite localement, ce qui a un effet positif sur la réduction des pertes sur le réseau.
Si vous souhaitez être régulièrement informé des activités et des résultats du projet AmBIENCE et recevoir la newsletter régulière, vous pouvez vous inscrire en tant que partie prenante sur le site du projet.
Le projet AmBIENCE étend également le concept de contrôle intelligent aux clusters de bâtiments qui forment des communautés énergétiques. Cela augmente la flexibilité et le potentiel de valorisation en coordonnant de manière optimale les bâtiments et en offrant des services avec flexibilité aux acteurs du réseau ou du marché. Ces services de flexibilité facilitent l'intégration de plus d'énergie éolienne et solaire en apportant un soutien à l'équilibrage et à la gestion des congestions, et ils rendent plus attractifs les investissements dans les énergies renouvelables variables telles que l'éolien et le solaire en réduisant le confinement. De plus, une telle gestion de la flexibilité au niveau communautaire encourage la consommation locale d'énergie produite localement, ce qui a un effet positif sur la réduction des pertes sur le réseau.
Si vous souhaitez être régulièrement informé des activités et des résultats du projet AmBIENCE et recevoir la newsletter régulière, vous pouvez vous inscrire en tant que partie prenante sur le site du projet.
[1] https://ec.europa.eu/eurostat/statistics-explained/index.php/Energy_con…
[2] Évaluation de l'impact du changement climatique sur la demande énergétique résidentielle pour le chauffage et le refroidissement (https://publications.jrc.ec.europa.eu/repository/bitstream/JRC110191/jr…)
[3] Source :Eurostat UE28 (2017), "Consommation d'énergie dans les ménages", https://ec.europa.eu/eurostat/statistics-explained/index.php/Energy_con…
[4] https://ec.europa.eu/energy/en/topics/energy-efficiency/energy-performa…
[5] https://www.europarl.europa.eu/RegData/etudes/STUD/2016/587326/IPOL_STU…
[6] http://bpie.eu/publication/97-of-buildings-in-the-eu-need-to-be-upgrade…
[7] https://ec.europa.eu/energy/en/studies/comprehensive-study-building-ene…
[8] https://www.energysavingpioneers.be/sites/default/files/files/190919-bb…
[9] Source :Eurostat UE28 (2017), "Consommation d'énergie dans les ménages", https://ec.europa.eu/eurostat/statistics-explained/index.php/Energy_con….
[10] AIE, Paris https://www.iea.org/data-and-statistics/charts/average-co2-emissions-in….
[11] Projet H2020 Flexible Heat and Power, http://fhp-h2020.eu/.
[12] Projet H2020 AmBIENCE, http://ambience-project.eu/
