La maison à consommation énergétique nette zéro : un investissement durable pour le Québec?

Texte intégral

(1)LA MAISON À CONSOMMATION ÉNERGÉTIQUE NETTE ZÉRO : UN INVESTISSEMENT DURABLE POUR LE QUÉBEC? Par Anne-‐Marie Roy Essai présenté au Centre universitaire de formation en environnement et développement durable en vue de l’obtention du grade de maître en environnement (M. Env.) Sous la direction de Monsieur Pierre Hosatte MAÎTRISE EN ENVIRONNEMENT UNIVERSITÉ DE SHERBROOKE Mai 2014.

(2) SOMMAIRE Mots clés : maison à consommation énergétique nette zéro, bâtiment durable, bâtiment vert, maison solaire passive, efficacité énergétique, énergie solaire, gestion de la pointe L’objectif principal de cet essai est d’évaluer s’il est durable pour le Québec de subventionner les maisons à consommation énergétique nette zéro et d’identifier les meilleurs moyens pour tendre vers la durabilité. Plus précisément, l’essai dresse un portrait de la situation québécoise afin de démontrer le potentiel d’amélioration de la gestion de l’électricité par les bâtiments. Pour le contexte québécois, la définition choisie pour une maison à consommation énergétique nette zéro est une maison complètement électrique qui exporte autant d’électricité vers le réseau qu’elle en importe au cours d’une année. Les technologies pouvant améliorer la gestion de la pointe d’électricité sont comparées. De plus, l’essai tente de déterminer la rentabilité de la maison à consommation énergétique nette zéro pour le propriétaire et la société, si elle était subventionnée. Par ailleurs, une analyse de cas de ces maisons construites dans des climats froids est réalisée pour faire ressortir les meilleurs éléments applicables au Québec et les améliorations nécessaires. Ensuite, la durabilité pour le Québec de subventionner les maisons à consommation énergétique nette zéro dans le contexte des approvisionnements électriques est évaluée selon les 16 principes de la Loi sur le développement durable du Québec. Cette évaluation montre que, dans la situation québécoise actuelle, des compromis sont nécessaires pour tendre vers la durabilité. Globalement, il n’est pas rentable ni pour un consommateur d’acheter une maison à consommation énergétique nette zéro, ni pour la société. Il serait néanmoins rentable de subventionner des maisons à faible consommation énergétique construites de manière à être prêtes à intégrer les technologies leur permettant d’atteindre une consommation énergétique nette zéro lorsqu’elles seront rentables pour le Québec. Pour le moment, il faut s’assurer de privilégier une enveloppe performante, d’appliquer les principes du solaire passif, de gérer l’eau de façon responsable et de concevoir une maison simple et confortable pour les occupants. De son côté, le gouvernement doit développer un programme de subventions de maisons à faible consommation énergétique, lequel devra prioriser les technologies qui réduisent les pointes d’électricité. Il pourra profiter de ce dernier pour amasser de l’information permettant d’améliorer les futures maisons ainsi que le Code de construction. . i .

(3) REMERCIEMENTS Je voudrais tout d’abord remercier mon directeur d’essai Monsieur Pierre Hosatte pour ses commentaires toujours pertinents, nos discussions intéressantes et ses encouragements. Je tiens aussi à remercier Monsieur Josef Ayoub qui m’a si gentiment invité à me joindre à la dernière réunion du groupe de l’Agence internationale de l’énergie sur les bâtiments à consommation nette zéro. Ce fut une expérience des plus enrichissantes. Je remercie également Mesdames Nancy Choinière et Judith Vien ainsi que l’équipe du Centre universitaire de formation en environnement et développement durable pour leur accompagnement tout au long de l’essai. Enfin, je voudrais remercier mes amis, mes parents, Suzanne et Alain, et mon amoureux Loïc pour leur soutien et leurs conseils. . ii .

(4) TABLE DES MATIÈRES INTRODUCTION...................................................................................................................................1 1 PORTRAIT DE LA SITUATION QUÉBÉCOISE ...................................................................................4 1.1 Bâtiments résidentiels au Québec.........................................................................................4 1.2 Électricité au Québec.............................................................................................................5 1.2.1 Approvisionnement en électricité ..................................................................................6 1.2.2 Surplus et efficacité énergétique....................................................................................8 1.2.3 Vers un réseau intelligent.............................................................................................10 1.3 Législation et programmes concernant l’efficacité énergétique des bâtiments québécois 11 1.3.1 Législation.....................................................................................................................12 1.3.2 Mesures d’information et de sensibilisation ................................................................13 1.3.3 Programmes avec aide financière ................................................................................14 2 MAISON À CONSOMMATION ÉNERGÉTIQUE NETTE ZÉRO ........................................................15 2.1 Définition .............................................................................................................................15 2.1.1 Frontières du système ..................................................................................................15 2.1.2 Indicateurs et pondération...........................................................................................16 2.1.3 Types d’équilibre ..........................................................................................................17 2.2 Conception de la maison à consommation énergétique nette zéro ...................................18 2.2.1 Conception générale ....................................................................................................19 2.2.2 Conception passive.......................................................................................................19 2.2.3 Systèmes actifs efficaces ..............................................................................................23 2.2.4 Production d’énergie renouvelable ..............................................................................24 2.2.5 Contrôle et surveillance................................................................................................27 2.3 Analyse comparative des technologies permettant d’améliorer la gestion du réseau électrique.............................................................................................................................28 2.4 Analyse de rentabilité..........................................................................................................31 2.4.1 Exemples de programmes et de subventions accordées .............................................31 2.4.2 Scénario ........................................................................................................................32 2.4.3 Analyse des résultats et discussion ..............................................................................36 . iii .

(5) 3 ÉTUDES DE CAS...........................................................................................................................40 3.1 Maison ÉcoTerra..................................................................................................................40 3.1.1 Description ...................................................................................................................40 3.1.2 Analyse des résultats et leçons à tirer ..........................................................................41 3.2 Maison nette zéro Riverdale................................................................................................43 3.2.1 Description ...................................................................................................................43 3.2.2 Analyse des résultats et leçons à tirer ..........................................................................45 3.3 Maison Home for Life ..........................................................................................................47 3.3.1 Description ...................................................................................................................47 3.3.2 Analyse des résultats et leçons à tirer ..........................................................................48 3.4 Synthèse de l’analyse des maisons à CENZ..........................................................................50 4 ÉVALUATION DE LA MAISON À CENZ EN FONCTION DU DÉVELOPPEMENT DURABLE ..............55 4.1 Évaluation selon les 16 principes de la LDD.........................................................................55 4.1.1 Santé et qualité de vie ..................................................................................................56 4.1.2 Équité et solidarité sociales ..........................................................................................57 4.1.3 Protection de l’environnement ....................................................................................58 4.1.4 Efficacité économique ..................................................................................................59 4.1.5 Participation et engagement ........................................................................................60 4.1.6 Accès au savoir .............................................................................................................61 4.1.7 Subsidiarité ...................................................................................................................63 4.1.8 Partenariat et coopération intergouvernementale ......................................................63 4.1.9 Prévention ....................................................................................................................64 4.1.10 Précaution ..................................................................................................................65 4.1.11 Protection du patrimoine culturel ..............................................................................65 4.1.12 Préservation de la biodiversité ...................................................................................66 4.1.13 Respect de la capacité de support des écosystèmes..................................................66 4.1.14 Production et consommation responsables...............................................................67 4.1.15 Pollueur-‐payeur ..........................................................................................................69 4.1.16 Internalisation des coûts ............................................................................................70 4.2 Améliorations et compromis pour tendre vers la durabilité ...............................................71 . iv .

(6) 5 RECOMMANDATIONS.................................................................................................................75 5.1 Conception ..........................................................................................................................75 5.1.1 Privilégier une enveloppe performante .......................................................................75 5.1.2 Appliquer les principes du solaire passif ......................................................................76 5.1.3 Gérer l’eau de façon responsable.................................................................................76 5.1.4 Garder la conception le plus simple possible ...............................................................76 5.1.5 Mettre le confort des occupants à l’avant-‐plan de la conception................................77 5.1.6 Préparer la maison à faible consommation énergétique pour la CENZ........................77 5.2 Viser l’efficacité énergétique dans les bâtiments : mise en œuvre.....................................78 5.2.1 Développer un programme de subventions de maisons à faible consommation énergétique prêtes pour la CENZ..................................................................................78 5.2.2 Prioriser l’investissement dans les technologies réduisant les pointes d’électricité....78 5.2.3 Améliorer le programme en faisant le suivi des maisons subventionnées ..................79 5.2.4 Rendre obligatoire une cote d’efficacité énergétique des bâtiments résidentiels ......79 5.2.5 Bâtir des logements sociaux à faible consommation énergétique...............................80 5.2.6 Viser un Code de construction performant ..................................................................80 CONCLUSION ....................................................................................................................................81 RÉFÉRENCES......................................................................................................................................84 ANNEXE 1 – MÉTHODE DE CALCUL DES TESTS DE RENTABILITÉ.......................................................99 ANNEXE 2 – COÛTS ÉVITÉS .............................................................................................................101 ANNEXE 3 -‐ COMPARAISON PUISSANCE DURANT UNE JOURNÉE CRITIQUE ..................................103 . v .

(7) LISTE DES FIGURES ET DES TABLEAUX Figure 1.1 . Consommation d'énergie secondaire du secteur résidentiel par utilisation finale (a) et émissions de GES par source d’énergie (b) en 2011 (en %)......................4 . Figure 1.2 . Sources d'approvisionnement d'Hydro-‐Québec au 31 décembre 2012 ......................6 . Figure 1.3 . Comparaison des émissions atmosphériques d'Hydro-‐Québec à la moyenne régionale ......................................................................................................................7 . Figure 1.4 . Profil de la puissance lors de la journée de pointe annuelle du réseau ......................7 . Figure 1.5 . Structure tarifaire du tarif Réso+ ...............................................................................11 . Figure 2.1 . Schéma et terminologie relatifs aux bâtiments à CENZ et leurs liens avec les réseaux énergétiques.................................................................................................15 . Figure 2.2 . Types d’équilibre d’un bâtiment à CENZ....................................................................17 . Figure 2.3 . Tarifs de rachat garantis du Programme de microprojets de TRG selon le type d’énergie renouvelable......................................................................................32 . Figure 2.4 . Résultats des tests de rentabilité selon l’année du début du projet et les surcoûts sans subvention accordée ...........................................................................37 . Figure 3.1 . Bilan énergétique de la consommation et production d’énergie de l’année 2010 de la maison Riverdale West.............................................................................45 . Figure 3.2 . Consommation et production d’énergie prévue pour la maison Home for Life .............................................................................................................................49 . Figure 3.3 . Comparaison des résistances thermiques des fenêtres et de la structure des maisons étudiées par rapport au Code de construction ............................................51 . Figure 3.4 . Bilan énergétique des maisons à CENZ étudiées .......................................................52 . Figure 4.1 . Envergure des impacts du programme de subventions des maisons CENZ ..............71 . Figure 4.2 . Résultats des tests de rentabilité pour une maison consommant 10 000 kWh avec une subvention de 10 000 $ selon l’année de construction et avec un TCTR positif ...........................................................................................................73 . Tableau 2.1 Évolution du prix au Canada des panneaux solaires PV de 10 kW et moins reliés au réseau de 2000 à 2012 ................................................................................26 Tableau 2.2 Comparaison des technologies et aspects de conception .........................................28 Tableau 2.3 Comparaison des tests de rentabilité en fonction des types de subventions ...........38 Tableau 3.1 Comparaison des aspects de la conception des trois maisons étudiées ...................50 . vi .

(8) LISTE DES ACRONYMES, DES SYMBOLES ET DES SIGLES AQCIE . Association québécoise des consommateurs industriels d’électricité . BNÉ . Bénéfices non énergétiques . CENZ . Consommation énergétique nette zéro . CO2 . Dioxyde de carbone . COV . Composés organiques volatils . CP . Coefficient de performance . DEL . Diode électroluminescente . HQD . Hydro-‐Québec Distribution . GES . Gaz à effet de serre . kW . kilowatt . kWh . kilowattheure . LDD . Loi sur le développement durable . m2 . mètre carré . M$ . Million de dollars . MAMROT . Ministère des Affaires municipales, Régions et Occupation du territoire . MDDEP . Ministère du Développement durable, de l’Environnement et des Parcs . MRN . Ministère des Ressources naturelles . Mt éq. CO2 . Mégatonne d’équivalent en dioxyde de carbone . NOx . Oxydes d’azote . PGEÉ . Plan global en efficacité énergétique . PTHJ . Projet Tarifaire Heure Juste . PV . Photovoltaïque . R . Résistance thermique . RNCan . Ressources naturelles Canada . SCHL . Société canadienne d’hypothèques et de logement . SO2 . Dioxyde de soufre . t éq. CO2 . tonne d’équivalent en dioxyde de carbone . TCS . Test du coût social . TCTR . Test du coût total en ressource . vii .

(9) TNT . Test de neutralité tarifaire . TP . Test du participant . TRG . Tarifs de rachat garantis . TWh . Térawattheure . W . Watt . . viii .

(10) LEXIQUE Héliothermique . Partie de la physique portant sur la production d'énergie calorifique à partir du rayonnement solaire. (Office québécois de la langue française, 1984) . Pointe . Valeur la plus élevée de la charge au cours d'un intervalle de temps déterminé (heure, journée, semaine, mois, année) (Hydro-‐Québec, s. d.) . Résistance thermique (valeur R) . Capacité d’un matériau à freiner le flux de chaleur qui le traverse. Elle s’établit comme étant le rapport entre l’épaisseur et la conductivité 2. thermique d’un matériau donné et s’exprime en valeur RSI (m ·∙°C/W) 2. ou R (h·∙pi ·∙°F/BTU). Ainsi, plus cette valeur est grande et plus le pouvoir isolant du matériau est élevé. (Québec. MRN, 2014) Test de neutralité tarifaire . Le test de neutralité tarifaire compare la valeur actualisée des coûts évités par le distributeur d’énergie à la somme des coûts du programme et des pertes de revenus. Le test est rentable si le coût des coûts évités supérieur aux coûts du programme et des pertes de revenus.(HQD, 2006) . Test du coût social . Le test du coût social (TCS) est une variante du test du coût total en ressource auquel est ajouté des éléments moins tangibles au coût de l’énergie, comme les coûts environnementaux, les coûts sociaux et d’autres externalités non monétarisées. (Carpentier, 2004) . Test du coût total en ressources . Le test du coût total en ressources (TCTR) compare la valeur actualisée de l’ensemble des coûts d’un programme (clients, partenaires, distributeurs, gouvernements, etc.) à celle de l’ensemble des coûts associés à la fourniture de l’énergie qu’il faudrait livrer si le programme n’existait pas. Si l’investissement total est inférieur au coût des ressources économisées, il est rentable. Sinon, il ne l’est pas. (Carpentier, 2004) . Test du participant . Le test du participant (TP) mesure l’avantage économique que le consommateur participant tire de son adoption d’une mesure d’efficacité énergétique, à savoir, ce qu’il lui en coûte personnellement et ce qu’il en retire personnellement. (Carpentier, 2004) . . ix .

(11) INTRODUCTION Au moment où la sécurité énergétique et le réchauffement climatique dû aux émissions de gaz à effet de serre (GES) sont des enjeux mondiaux, il importe de réduire la consommation d’énergie et les émissions. À travers le monde, les bâtiments résidentiels et commerciaux consomment environ 33 % de l’énergie finale et produisent la même proportion de GES (Agence internationale de l'énergie, 2011). En 2025, leur consommation pourrait représenter la moitié de la consommation d’énergie mondiale si rien n’est fait (Ayoub, 2008). La construction de bâtiments à consommation énergétique nette zéro (CENZ) est une solution qui peut réduire le problème. Les bâtiments à CENZ produisent autant d’énergie qu’ils en consomment dans une année et produisent généralement de l’électricité à partir d’énergies renouvelables. Pour s’attaquer au problème, la Directive sur la performance énergétique des bâtiments (2010) prévoit que tous les nouveaux bâtiments aient une consommation quasi nulle dès 2020. En France, où le coût de l’énergie est élevé et où 23 % des émissions de GES proviennent des bâtiments, les nouveaux bâtiments devront même produire plus d’énergie qu’ils en consomment dans l’espace d’une année (France. Ministère de l'Écologie, du Développement durable et de l'Énergie, 2013). Au Québec, aucun plan de cette envergure n’est présentement prévu bien qu’en 2010, les bâtiments résidentiels, commerciaux et institutionnels représentaient 53 % de la consommation d’électricité et qu’ils étaient responsables de 15 % des GES (Canada. Ressources naturelles Canada (RNCan), 2014a). Le coût de l’énergie au Québec étant peu élevé et l’hydroélectricité faisant partie des énergies les plus propres, les avantages de se doter de maisons à CENZ peuvent sembler faibles. En plus, selon les données actuelles, la rentabilité de ces maisons n’est possible qu’à très long terme (Delisle, 2011; Leckner, 2008). Toutefois, avec la mouvance des réseaux électriques intelligents, l’intégration de ces bâtiments dans le réseau québécois offre de nouvelles opportunités de gestion de la demande d’électricité. En effet, en plus de réduire la consommation d’électricité, ces bâtiments peuvent aider à réduire les grandes demandes de puissance qui se produisent au plus froid de l’hiver (Salom et autres, 2011). Hydro-‐Québec doit alors importer de l’électricité produite à partir de combustibles fossiles non renouvelables et au prix fort (Hydro-‐ Québec Distribution (HQD), 2013a; Hydro-‐Québec, 2013a). Comme elles présentent néanmoins des possibilités intéressantes pour la gestion de l’électricité, est-‐il durable d’investir collectivement dans de telles subventions pour que des particuliers puissent acquérir des maisons à CENZ? . 1 .

(12) L’objectif principal de l’essai est donc d’évaluer s’il est durable pour le Québec de subventionner les maisons à CENZ et d’identifier les meilleurs moyens pour tendre vers la durabilité afin de répondre à cette question. Les six objectifs spécifiques qui suivent permettent de soutenir l’objectif principal. Premièrement, un portrait de la situation québécoise sert à démontrer le potentiel d’amélioration de la gestion de l’électricité par les bâtiments. Dans un deuxième temps, la maison à CENZ est définie et les technologies pouvant améliorer la gestion de l’électricité sont comparées. Ensuite, l’essai tente de déterminer la rentabilité de subventionner à maison à CENZ. Une analyse de cas de trois maisons construites dans des climats froids suit afin d’en ressortir les meilleurs éléments applicables au Québec et les améliorations nécessaires. Enfin, la durabilité pour le Québec de subventionner les maisons à CENZ est évaluée selon les 16 principes de la Loi sur le développement durable (LDD) (L.R.Q., c. D-‐8.1.1) du Québec et des recommandations sont émises. Afin de mener à terme ces objectifs, une recherche documentaire a d’abord été réalisée. Plusieurs sources ont été consultées et les choix ont été effectués en fonction de la pertinence, l’exactitude des informations, la réputation des auteurs et leur actualité. Les données proviennent en partie des gouvernements provincial et fédéral ainsi que d’Hydro-‐Québec, la Régie de l’énergie et la Société canadienne d’hypothèques et de logement (SCHL). La SCHL a contribué à l’avancement des maisons à CENZ au Canada par le projet de démonstration de maisons durables EQuilibrium. Ce projet invitait les secteurs privé et public à soumettre des projets de maisons abordables efficaces énergétiquement, produisant de l’énergie renouvelable tout en étant orientés sur le confort et la santé des occupants ainsi que sur la réduction des impacts environnementaux. Par ailleurs, l’Agence internationale de l’énergie a créé, en 2008, un groupe de travail rassemblant 18 pays de l’Organisation de coopération et de développement économique pour étudier les bâtiments à CENZ (Ayoub, 2008). Plusieurs sources proviennent d’articles scientifiques ou de papiers présentés lors de conférences internationales par des chercheurs et experts du domaine qui ont participé à ce groupe de travail. L’auteure a d’ailleurs pu assister à leur dernière rencontre en octobre 2013 à Montréal. Des rencontres avec les participants lors de cet évènement ont amené une meilleure compréhension globale du sujet et ont fait ressortir des éléments à explorer plus en profondeur. Cette expérience ainsi que l’analyse de plusieurs sources constituent la base de l’argumentaire de l’essai. . 2 .

(13) Ce dernier compte cinq chapitres. Le premier dresse un portrait de la situation québécoise qui permet de mieux comprendre les enjeux du secteur du bâtiment dans le contexte particulier de l’électricité au Québec. La deuxième partie de l’essai est consacrée à la maison à CENZ. La définition de cette dernière et sa conception posent d’abord les bases permettant de comparer ses technologies en fonction de leur utilité au niveau de gestion de l’électricité. La rentabilité des maisons à CENZ est ensuite calculée et analysée. Le chapitre suivant étudie trois cas de maisons à CENZ pour en tirer les meilleures applications au Québec. Par la suite, la subvention de maisons à CENZ est évaluée selon les 16 principes de la LDD et des recommandations s’appuyant sur les analyses des chapitres précédents sont finalement élaborées au dernier chapitre. . 3 .

(14) 1. PORTRAIT DE LA SITUATION QUÉBÉCOISE . Le premier chapitre dresse d’abord un portrait du secteur des bâtiments résidentiels au Québec. Les différentes caractéristiques reliées à ce secteur permettent de mieux comprendre comment il peut réduire ses impacts en devenant plus performant grâce à des maisons à CENZ. Ces maisons hautement efficaces produisent l’énergie nécessaire à leurs besoins pour une année. En plus, ces bâtiments peuvent aider la gestion de l’électricité, même au moment où d’importants surplus d’électricité sont prévus pour les prochaines années. L’exploration de la législation et des différents programmes d’efficacité énergétique disponibles pour le secteur résidentiel au Québec permet finalement d’identifier les mesures favorables ou faisant obstacle au développement de bâtiments à CENZ. 1.1. Bâtiments résidentiels au Québec . En 2011, le secteur résidentiel a consommé 19 % de toute l’énergie utilisée au Québec, soit l’équivalent de 91,6 TWh (Canada. RNCan, 2014a). De ce nombre, 61 % a servi au chauffage des pièces et de l’eau, tel que montré à la figure 1.1a. Au Québec, puisque 79 % des ménages chauffent à l’électricité (Québec. Ministère du Développement durable, de l’Environnement et des Parcs (MDDEP), 2012), il s’avère que 69,1 % de l’énergie utilisée dans le secteur résidentiel est fournie par l’électricité (Canada. RNCan, 2014b). Cette réalité fait du secteur résidentiel le deuxième plus grand consommateur d’électricité au Québec, avec 35,1 % de toute l’électricité consommée en 2011, derrière le secteur industriel (Canada. RNCan, 2014a). ;.3#,7#&'( 5152(. !3,8#<*#<=:( 01>2(. 1"#' 2"&%3)4' 560'. 6++#7',3*( 89:#&'7*( 0/1/2( !"#$%#&'( )'(34'#$( 0/152(. a). !"#$%#&'( )'*( +,-.'*( /0102(. !"#$%&'()' *+"%,"-)'' ./0'. b). ?$:8'()' *+"%,"-)' 5@0'. 7%&3)8' 9:2*4%&' *+"3;$2')&' <3$<"2)=' >0'. . Figure 1.1 Consommation d'énergie secondaire du secteur résidentiel par utilisation finale (a) et émissions de GES par source d’énergie (b) en 2011 (en %) (compilation d'après : Canada. RNCan, 2014b; Canada. RNCan, 2014c) . 4 .

(15) Vu le climat rigoureux du Québec, il n’est pas surprenant que le chauffage des locaux occupe la plus grande proportion de l’énergie consommée dans les maisons. Ce dernier est d’ailleurs responsable de 84,2 % des émissions de GES du secteur résidentiel, qui a produit un total de 4,1 Mt éq. CO2 en 2011 (Canada. RNCan, 2014c). C’est le mazout qui a le plus grand impact environnemental, contribuant à l’émission de 46 % de GES du secteur résidentiel comme montré à la figure 1.1b (Canada. RNCan, 2014b). Globalement, il y a une croissance des GES dans le secteur des bâtiments depuis 1990, due à l’augmentation de l’utilisation du gaz naturel dans le secteur commercial et institutionnel. Toutefois, dans le secteur résidentiel, la quantité de GES a plutôt reculé de 43 % depuis 1990 (Québec. MDDEP, 2012), entre autres parce que le chauffage électrique est de plus en plus installé dans les nouveaux bâtiments et que 10 000 foyers par année remplacent leur système de chauffage au mazout par du chauffage électrique (Mousseau et autres, 2013). Cette situation réduit les GES provenant du résidentiel, mais augmente la demande en électricité et, particulièrement la demande lors des pointes, soit dans les grands froids. Hydro-‐Québec prévoit d’ailleurs une augmentation annuelle de la consommation de 0,7 % par année du secteur résidentiel et agricole de 2013 à 2023, correspondant à 5,0 TWh (HQD, 2013b). Il est à noter que le secteur agricole ne compte que pour environ 3 % de ces deux secteurs réunis (Canada. RNCan, 2014a). Selon un rapport réalisé pour la Société d’habitation du Québec, entre 2016 et 2031, aux 1,85 millions de bâtiments résidentiels existants, devraient s’ajouter 419 000 nouveaux logements, soit une moyenne de près de 28 000 logements par année (Lacroix et André, 2012). Au Québec, un logement fait en moyenne 119 m2 (1 280 pi2), un ménage québécois consomme 26 000 kWh par année ou 219 kWh/m2 pour tous les types de logements confondus (Canada. RNCan, 2014b). Le secteur résidentiel représente donc un potentiel élevé de réduction de la consommation d’énergie. 1.2. Électricité au Québec . Un des avantages des maisons à CENZ est la possibilité d’améliorer la gestion du réseau électrique et particulièrement la gestion de la pointe, concept qui est expliqué ci-‐après. Dans cette section, il est question du contexte particulier de l’électricité du Québec. Premièrement, les différentes sources d’approvisionnement et les surplus d’électricité prévus dans les prochaines années y sont abordés. L’amélioration du réseau électrique vers un réseau intelligent démontre ensuite la possibilité d’y intégrer des maisons à CENZ. . 5 .

(16) 1.2.1. Approvisionnement en électricité . HQD a produit en 2013 le Plan d’approvisionnement 2014-‐2023 (2013b). Puisque HQD a pour mission d’assurer un approvisionnement fiable d’électricité aux Québécois, il lui est essentiel de planifier ses futurs besoins en énergie et en puissance. Pour ses besoins en énergie, il peut compter sur un portefeuille d’approvisionnement principalement constitué d’hydroélectricité, mais provenant également d’autres sources telles que des énergies fossiles, de l’énergie éolienne et de la biomasse. Au total, Hydro-‐Québec avait une puissance installée de 43 892 MW répartie selon les différentes sources présentées à la figure 1.2 (Hydro-‐Québec, 2013b). Centrales thermiques 1,6% Centrales hydroélectriques 92,4% . Parcs éoliens 3,1% Centrales de cogénéra‚on à la biomasse 0,3% Autres fournisseurs 2,6% . . Figure 1.2 Sources d'approvisionnement d'Hydro-‐Québec au 31 décembre 2012 (compilation d'après : Hydro-‐Québec, 2013b) La part des énergies renouvelables étant majoritaire, le bilan des émissions atmosphériques est très favorable comparé à la moyenne des provinces canadiennes voisines et des États américains voisins. En effet, les émissions de GES dues à la production et aux achats d’électricité sont de 866 t éq. CO2 par TWh, soit 485 fois moins que la moyenne régionale. Il est aussi possible de constater, à la figure 1.3 présentée à la page suivante, que les émissions de dioxyde de soufre (SO2) et des oxydes d’azote (NOx), respectivement responsables des pluies acides et du smog, sont largement inférieures aux émissions des voisins du Québec. D’ailleurs, on observe que ce sont les achats d’électricité qui font augmenter les émissions atmosphériques et non pas la production d’Hydro-‐Québec. (Hydro-‐Québec, 2013a) Toutes ces sources d’approvisionnement permettent d’assurer amplement les besoins en énergie. Toutefois, les besoins en puissance, c’est-‐à-‐dire lors des pointes, doivent être comblés par des achats d’électricité. On appelle «les pointes», les moments où la demande en électricité est très . 6 .

(17) forte. Les pointes se produisent le matin, principalement dues au chauffage de l’eau et des locaux, et le soir, cette pointe s’explique surtout par l’usage de l’éclairage artificiel et des électroménagers (Bastien et Athienitis, 2011). Facteurs d’émission : tonnes métriques/TWh. 419 690 100 %. 414 100 %. 509 100 %. 866. 3. 8. Production Hydro-Québec. 0,01 %. 0,00 %. 0,01 %. Achats. 0,20 %. 0,62 %. 1,59 %. Total. 0,21 %. 0,62 %. 1,60 %. . . Figure 1.3 Comparaison des émissions atmosphériques d'Hydro-‐Québec à la moyenne régionale (inspiré de: Hydro-‐Québec, 2013a) . Figure 1.4 Profil de la puissance lors de la journée de pointe annuelle du réseau (tiré de : HQD, 2012, p. 4) La figure 1.4 montre le profil de la puissance fournie par HQD en fonction de l’heure lors de la journée de pointe annuelle du réseau. Le profil avec mesure est une estimation d’HQD dans le cas où certaines mesures de gestion de la pointe sont appliquées (HQD, 2012). Lors des pointes, HQD doit assurer la puissance en l’achetant sur le marché de l’énergie où les prix de l’électricité sont . 7 .

(18) plus élevés que le prix vendu à ses clients. Pour HQD, il est payant de réduire ces pointes, car il évite des coûts de 10 $/kW-‐hiver lors des pointes et prévoit que ce coût sera augmenté à 40 $/kW-‐hiver à l’hiver 2019-‐2020 (HQD, 2013a). Sachant que les pointes sont provoquées par les ménages québécois, il est logique de penser que des bâtiments résidentiels à CENZ, hautement efficaces et qui pourraient produire de l’électricité durant les pointes, permettraient d’adoucir ces dernières (Candanedo et Athienitis, 2011; Bastien et Athienitis, 2011). 1.2.2. Surplus et efficacité énergétique . La production et les achats d’électricité dépassent les besoins en énergie, ce qui crée un surplus d’électricité énorme qui devrait totaliser 85,5 TWh de 2014 à 2027 (HQD, 2013c). Auparavant, les surplus n’étaient pas un problème, car ils pouvaient être vendus sur des marchés voisins à bons prix. Toutefois, ce n’est pas le cas actuel où les prix ont chuté considérablement pour atteindre leurs plus bas niveaux depuis dix ans en 2012 (Hydro-‐Québec, 2013c). Les profits sont donc moindres. Selon les estimations de l’Union des consommateurs, ces surplus devraient créer des pertes se chiffrant à 5,7 milliards dont la facture risque fort d’être dirigée vers les consommateurs (Union des consommateurs, 2013). Dans ce contexte, il est légitime de se demander si des investissements dans le domaine de l’efficacité énergétique des bâtiments sont économiquement viables. En effet, les programmes d’efficacité énergétique d’Hydro-‐Québec entrainent présentement une pression à la hausse sur les tarifs d’électricité (HQD, 2013d). Dans le document de consultation de la Commission sur les enjeux énergétiques, l’efficacité énergétique dans cette situation de surplus y est abordée et, contrairement à ce qu’il serait possible de croire, elle est plutôt mise de l’avant. Le gouvernement considère d’ailleurs que les surplus et les pertes entrainées par ces derniers ne devraient pas ralentir les efforts en efficacité énergétique et suggère même de différencier complètement ces deux aspects. Pour justifier cette position, il y démontre l’importance et les avantages de poursuivre l’efficacité énergétique malgré les surplus énergétiques. En effet, les retombées économiques sont plus importantes que les coûts évités pour la construction de nouvelles centrales électriques. Concrètement, l’efficacité énergétique coûte 2,5 ¢/kWh, soit trois fois moins cher que de nouvelles centrales et cinq à six fois moins que de l’énergie provenant de la biomasse ou du vent (Mousseau et autres, 2013). Selon l’Association québécoise des consommateurs industriels d’électricité (AQCIE), ce serait plutôt 3,3 cents le kWh (AQCIE, 2013), ce qui reste . 8 .