Cartographie de la consommation d'énergie pour une Europe sans combustibles fossiles

Cartographie de la consommation d'énergie pour une Europe sans combustibles fossiles

Heat Roadmap Europe fournit les données dont les ingénieurs ont besoin pour décarboniser les systèmes de chauffage et de refroidissement. Découvrez le projet qui a inspiré les EMB3R et qui redessine notre secteur énergétique.

Lorsque le Premier ministre danois, Anders Fogh Rasmussen, a annoncé en 2006 qu'il souhaitait que son pays abandonne les combustibles fossiles, le jeune ingénieur Brian Vad Mathiesen a écouté.

Travaillant déjà comme planificateur en matière d'énergie et d'environnement, Vad Mathiesen allait bientôt devenir professeur adjoint en planification énergétique et systèmes d'énergie renouvelable à l'université d'Aalborg. Et, fait important pour le monde de l'énergie durable, il avait une idée précise de la manière de répondre aux demandes de M. Rasmussen.

"Je me souviens avoir entendu notre Premier ministre dire qu'il voulait se débarrasser des combustibles fossiles et je me suis dit, ok, nous devons établir un plan pour y parvenir", dit-il. "Cela impliquait d'investir localement et de créer des synergies entre les systèmes de chauffage urbain, les réseaux d'électricité et de gaz, par exemple."

"Nous avions également dit que cela devrait avoir lieu d'ici 2050, et maintenant tout le monde parle de créer un pays sans combustibles fossiles d'ici 2050", dit-il en riant.

Cependant, en cours de route, Vad Mathiesen avait également constaté qu'en matière d'énergie durable dans les bâtiments, les connaissances étaient rares. Il n'a pas pu trouver de réponses à des questions telles que : dans quelle mesure devons-nous isoler les maisons, qu'est-ce qu'un bâtiment durable dans un système énergétique futur, et quel rôle le chauffage urbain joue-t-il dans un tel système ?

C'est pourquoi, avec quelques collègues, il s'est associé à des géomètres pour tracer sur une carte le système énergétique danois. Ils voulaient ainsi répondre à des questions telles que la variation de la densité énergétique d'un pays à l'autre et les différences de coûts de réseau, afin de savoir où isoler les maisons et développer le chauffage urbain. C'est ainsi qu'est né Heat Roadmap Europe.

"À cette époque, les idées concernant l'efficacité énergétique impliquaient la rénovation des bâtiments à grande échelle, ce qui était coûteux et peu pratique", souligne Vad Mathiesen. "Nous avons réalisé que nous avions besoin d'une approche holistique du système énergétique pour pouvoir comprendre quels types de systèmes de chauffage, d'isolation ou de mesures d'efficacité énergétique seraient réalisables à long terme... et c'est à ce moment-là que nous avons commencé à créer des cartes en ligne pour toute l'Europe."

Cartographier un système énergétique

Lesprogrès ont été rapides. Heat Roadmap Europe a été officiellement lancé en 2012 et implique désormais quelque 24 partenaires de huit nations européennes. Au cœur du projet se trouve l'Atlas thermique paneuropéen (PETA), une carte interactive qui présente des données sur la demande thermique à l'échelle de l'UE et, surtout, sur la demande et l'offre locales de chaleur, et de refroidissement. En zoomant sur n'importe quelle ville d'Europe, PETA fournira des données sur la consommation d'énergie, y compris l'eau chaude, les ressources disponibles en chaleur résiduelle, le potentiel des ressources en énergie renouvelable ainsi que des informations sur l'offre de chauffage et de refroidissement urbain à proximité.

"Le chauffage et le refroidissement sont des sujets ennuyeux pour la plupart des gens, mais nous avons acquis de plus en plus de connaissances sur leur importance pour l'ensemble du réseau énergétique et, surtout, sur ce que nous pouvons en faire localement", explique Vad Mathiesen.

En effet, si le chauffage et le refroidissement sont probablement le secteur le plus diversifié du système énergétique européen, c'est aussi celui qui a été le moins cartographié - et PETA a changé cela. Ses données ont également révélé qu'à l'heure actuelle, les pays européens disposent de vastes ressources thermiques excédentaires inexploitées, qui pourraient répondre à la quasi-totalité des besoins en chauffage.

"Dans le cas du Danemark, nous n'utilisons encore que 5 à 10 % de notre chaleur excédentaire, mais compte tenu des récentes modifications de la législation, j'espère que ce chiffre passera à 40 % dans les cinq prochaines années", explique M. Mathiesen. "Je pense également que nous pourrions utiliser jusqu'à 30 % des sources de chaleur excédentaire dans toute l'Europe - c'est beaucoup et cela rendrait l'énergie beaucoup moins chère pour tout le monde."

Les données ont également indiqué que des émissions nettes de dioxyde de carbone nulles à travers l'Europe sont réalisables. Cependant, cela nécessitera plus de 21 500 nouveaux systèmes de chauffage urbain pour fournir plus de chaleur à plus de bâtiments, ainsi que des milliards d'euros d'investissements dans de meilleurs bâtiments jusqu'en 2050.

"Nous devons rénover nos maisons autant que possible, mais nous devons également déployer de nouveaux réseaux de chauffage urbain thermique qui peuvent fournir de la chaleur aux bâtiments, et nous concentrer sur l'efficacité énergétique", explique Vad Mathiesen. "Le chauffage et le refroidissement vont jouer un rôle énorme dans les futurs systèmes énergétiques, surtout lorsque nous commencerons à les intégrer à d'autres secteurs énergétiques tels que l'électricité, le gaz et les combustibles liquides."

Mettre en avant la chaleur

Comme Vad Mathiesen, le Dr Zenaida Mourão est certaine que le chauffage et le refroidissement seront essentiels aux systèmes énergétiques de demain. Mme Mourão dirige le groupe "Énergie" de l'INEGI (Institut des sciences et de l'innovation en génie mécanique et industriel ), basé au Portugal, et est également coordinatrice du projet EMB3Rs.

Comme elle le dit : "Heat Roadmap Europe montre les régions qui ont un excédent de chaleur et celles qui ont une forte demande, et a vraiment mis en évidence qu'il y a beaucoup d'excédent de chaleur disponible dans les secteurs industriels qui peut être utilisé ailleurs."

"Ce projet a été une source d'inspiration et une partie de notre justification pour les EMB3R, et sera une source potentielle de données pour nous à l'avenir", ajoute-t-elle.

À l'heure actuelle, un grand nombre de partenaires de l'initiative EMB3Rs s'emploient à mettre en place une plateforme permettant d'associer le froid et la chaleur excédentaires des industries aux utilisateurs finaux. Une série de modules logiciels sont en cours de développement. Ils cartographieront l'offre et la demande d'énergie thermique des différentes parties prenantes et tenteront de trouver l'option la moins chère pour connecter les utilisateurs.

Par exemple, l'un de ces modules calcule le coût de l'établissement d'un réseau, en tenant compte des technologies qui pourraient être utilisées pour connecter les fournisseurs de chaleur et de froid aux utilisateurs. Parallèlement, un autre module examine les différents modèles commerciaux qui pourraient être utilisés pour établir un tel système énergétique intégré.

Selon Mme Mourão, la pandémie actuelle de coronavirus a entravé les progrès réalisés, la production de certaines industries ayant été ralentie, mais elle espère voir de réels résultats avant la fin du projet en août 2022. "Je vois se développer une sorte de symbiose industrielle dans laquelle, par exemple, un parc industriel a de la chaleur résiduelle qui sera utilisée par une autre unité", ajoute-t-elle. "Nous considérons les villes comme des organismes vivants où ce qui n'est pas utilisé par l'un, est une ressource précieuse pour un autre."

Dans ce cadre, Mourão et ses collègues de l'EMB3Rs développent un "serious game", dans lequel les agences de l'énergie, les municipalités locales et les étudiants en ingénierie peuvent simuler des réseaux énergétiques durables basés sur l'utilisation et la production de chaleur dans n'importe quelle ville.

"J'aimerais vraiment que EMB3Rs devienne un portefeuille d'outils que les étudiants en ingénierie utilisent pour trouver différentes façons de planifier les systèmes énergétiques, car ce sont eux qui construiront le monde de demain", explique-t-elle. "De plus, le fait que la plateforme puisse être utilisée à un niveau aussi local, donne aux gens le pouvoir de prendre des décisions locales pour accroître la durabilité locale - c'est vraiment passionnant."

Vad Mathiesen est d'accord. En tant que l'un des fondateurs de Heat Roadmap Europe, il est réconforté de voir des projets parallèles tels que EMB3Rs "diffuser les connaissances", et il est catégorique sur le fait que les connaissances locales sont essentielles aux progrès futurs.

"Lorsque vous fournissez des informations locales qui sont suffisamment concrètes pour passer à l'action, alors cela crée un intérêt local", déclare Vad Mathiesen. "Il y a eu un réel manque de données sur le chauffage et la climatisation, mais nous fournissons maintenant les pièces du puzzle avec lesquelles les acteurs locaux peuvent faire quelque chose."

"Après avoir travaillé avec cela pendant des années, je crois maintenant que l'appropriation locale est cruciale pour que quelque chose se passe", ajoute-t-il. "Sans elle, j'ai peur que nous ne voyions pas de changement".

Auteur : Rebecca Pool