Eco-quartiers et réseaux de chaleur: une solution pour les villes de demain?

(1)

Thibaut Résimont (thibaut.resimont@uliege.be) Doctorant en énergétique à l’ULiège

Ecoquartiers et réseaux de

chaleur: une solution pour

les villes de demain?

(2)

L’électricité, la chaleur et le transport

ENERGIE FINALE PAR SECTEUR DANS L’UE28

23%

27%

50%

Source: Heat Roadmap Europe [1]

37% 23% 3% 22% 11% 4%

PRODUCTION DE CHALEUR PAR SOURCE DANS L'UE28

Gaz naturel Charbon Pétrole Biofuels Déchets Géothermie Solaire thermique Autres sources

(3)

Emissions de 𝑪𝑶

_𝟐

par technologie de production de chaleur

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La consommation de chaleur annuelle en Belgique

Demande totale annuelle d’énergie en Belgique en 2015 (318 TWh) Demande annuelle de chaleur et de froid en Belgique en 2015 (165 TWh) 7 3 0 2 4 6 8

Gaz Réseau de chaleur

Emissions de CO2 (Mtonnes)

Emissions de CO2 (Millions de tonnes)

-56%

≈ - 1 500 000

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La chaleur résiduelle en Belgique

58 85.68 0 20 40 60 80 100

Chaleur résiduelle Consommation de chaleur pour le chauffage de

bâtiments

Chaleur résiduelle VS consommation de chaleur (TWh)

(6)

Source de chaleur Consommateur de chaleur Conduites  Biomasse  Géothermie  Pompes à chaleur  Incinérateurs de déchets  Chaleur fatale  Résidentiel  Bureaux  Industries

(7)

Quelques exemples de réseaux utilisant de la chaleur fatale

Accélérateur de particules

(8)

(9)

Et un avenir prometteur…

Stockages thermiques

+

Pompes à chaleur

Décarbonisation du

(10)

Mais quelques freins à leur développement

✗

Coûts d’investissements

(CAPEX) élevés

✗

Changement des

mentalités nécessaire

✗

Législation peu cadrée

pour les communautés énergétiques

✗

Politique énergétique belge

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Une solution: un outil d’aide à la decision pour minimiser les coûts

Mise en forme des données Système d’Information Géographique (SIG) Paramètres Optimisation Définition des contraintes et de l’objectif Tracé et dimensionnement du

(12)

Incinérateur de déchets d’Intradel (100 𝑀𝑊_𝑡ℎ) Zone constructible (50 000 𝑚2₎

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Un outil adaptable à chaque projet

% de connexion dans une rue Taux d’actualisation Période d’investissement Prix de vente de la chaleur (€/kWh) Capacités de production/surface disponibles Espace disponible dans

le sol des rues

Extension de projets existants Obligation de construire certaines conduites Intégration de plusieurs sources d’énergie

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L’objectif: maximiser le Cash Flow Net (CFN)

𝐶𝐹𝑁

𝐶

_{𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑙𝑒𝑠}

+ 𝐶

_{𝑐𝑜𝑛𝑑𝑢𝑖𝑡𝑒𝑠}

+ 𝐶

_{𝑠𝑜𝑢𝑠−𝑠𝑡𝑎𝑡𝑖𝑜𝑛𝑠}

+ 𝐶

_{𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡𝑖𝑜𝑛}

+ 𝐶

_{𝑝𝑜𝑚𝑝𝑎𝑔𝑒}

− 𝑅

_{𝑐ℎ𝑎𝑙𝑒𝑢𝑟}

CAPEX

OPEX

=

(15)

Mais à quel prix de vente de la chaleur?

(16)

Un premier cas simple …

0.05 €/kWh

0.03 €/kWh 0.04 €/kWh

SERRE

Demande de chaleur de la serre

(17)

Prix de vente = 0.07€/kWh

Mais aux résultats intéressants!

Prix de vente = 0.05€/kWh Prix de vente = 0.04€/kWh

- 25%

d’émissions 𝐶𝑂

₂

par rapport à des chaudières

au gaz dans chaque maison !

Taux

d’actualisation d’investissementPériode % de connexion dans une rue

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Permettant d’étudier l’influence de certaines contraintes urbanistiques…

Prix de vente = 0.07€/kWh

Capacité de production/surface disponibles Espace disponible dans le sol des rues

- 14.5%

de revenus

- 6.5%

de revenus

Pas d’espace dans le sol de cette rue

Utilisation de 2 sources de chaleur

(19)

Et pouvant utiliser des solutions de stockage

Prix de vente = 0.07€/kWh

Pompe à chaleur

Coût de production de la chaleur

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Mais surtout applicable à grande echelle avec un SIG

Quartier d’Herstal

Consommation

annuelle d’investissements Coûts Profits sur 30 ans d’émissions CO2 Economies

160 GWh 57 M€ 113 M€ 24% ROI ≃ 10 ans ≃ 3 km ≃ 3 km Incinérateur de déchets (63 MWth) ≃ 3 km Serre

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Thibaut Résimont (thibaut.resimont@uliege.be) Doctorant en énergétique à l’ULiège