Trouver de nouveaux acteurs sur un ancien marché : le potentiel énergétique d'une étude de cas suédoise

21 April 2021 par Corinna Barnstedt
Trouver de nouveaux acteurs sur un ancien marché : le potentiel énergétique d'une étude de cas suédoise

La plateforme EMB3Rs va aider une société de chauffage urbain en Suède à identifier la manière la plus efficace de connecter des fournisseurs de chaleur excédentaire non traditionnels de taille moyenne à un réseau mature. Une grande partie de cette réussite est due à un réseau étendu de systèmes locaux de chauffage urbain qui fonctionnent avec des combustibles non fossiles et de la chaleur excédentaire provenant d'industries à forte consommation d'énergie. L'équipe de l'université de Lund étudiera quatre fournisseurs potentiels de chaleur identifiés par Landskrona Energi : une installation métallurgique, un parc industriel, une usine de production de boissons à base d'avoine et une usine d'échangeurs de chaleur. Les résultats obtenus permettront également de déterminer sur quelle technologie

le fournisseur devrait investir pour mieux récupérer la chaleur excédentaire et la transférer au réseau. Si nous avons des températures plus fraîches, entre 40°C et 70°C, cela peut aussi être récupéré mais il faudrait une pompe à chaleur. M. Andersson estime que la plateforme peut aider à montrer la voie pour parvenir à un flux de travail efficace pour l'avenir des réseaux de chauffage urbain qui peuvent encore être étendus.


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La plateforme EMB3Rs aidera une société de chauffage urbain du sud de la Suède à identifier la manière la plus efficace de connecter des fournisseurs non traditionnels de chaleur excédentaire de taille moyenne à un réseau mature.

La Suède est devenue un exemple de la manière de réduire les émissions de gaz à effet de serre tout en maintenant la croissance économique. Une grande partie de cette réussite est due à un vaste réseau de systèmes locaux de chauffage urbain qui utilisent des combustibles non fossiles et la chaleur excédentaire des industries à forte consommation d'énergie. Ils détiennent une part de marché d'environ 60 % et sont désormais présents dans toutes les grandes villes du pays, ce qui en fait l'un des meilleurs scénarios pour tester la plateforme EMB3Rs et sa capacité à identifier de nouvelles sources de chaleur excédentaire parmi les fournisseurs non traditionnels de taille moyenne.

 

Le projet EMB3Rs, financé par l'Union européenne, développe un outil qui mettra en relation les fournisseurs potentiels de chaleur et de froid résiduels avec les utilisateurs finaux en évaluant les possibilités qu'ils ont de parvenir à des échanges économiquement viables. "Le projet EMB3Rs dans son ensemble vise à cartographier les endroits où la chaleur est disponible et ceux où il y a un besoin de chaleur", explique Martin Andersson, maître de conférences au département des sciences de l'énergie de l'université de Lund. "Le chauffage urbain en Suède est un marché mature et la source de chaleur dominante. Nous utiliserons donc les données des réseaux existants pour valider l'outil EMB3Rs et nous étudierons les possibilités d'expansion.

Andersson est responsable de l'une des sept études de cas fournissant des données pour la création et la validation de la plateforme. Il dirige une équipe de trois chercheurs de l'université de Lund qui travailleront en collaboration avec Landskrona Energi, le fournisseur local d'énergie et de chauffage urbain de la ville de Landskrona, dans le sud du pays. Ensemble, ils exploreront de nouvelles opportunités commerciales dans la région pour la récupération et la réutilisation de la chaleur excédentaire provenant d'entreprises qui, en raison de leur petite taille ou de leur activité, ne sont généralement pas perçues comme des fournisseurs évidents de chaleur excédentaire.

 

À LA RECHERCHE D'UN ACCORD GAGNANT-GAGNANT

L'équipe de l'université de Lund étudiera quatre fournisseurs potentiels de chaleur identifiés par Landskrona Energi : une installation de métallurgie, un parc industriel, une usine de production de boissons à l'avoine et une usine d'échangeurs de chaleur. "Nous allons modéliser et simuler quel serait leur impact sur le réseau de dissipation s'ils sont connectés", explique Andersson. "Pour qu'une connexion ait lieu, il faut que le fournisseur et la société de chauffage urbain soient gagnants. Les deux doivent en tirer un bénéfice et, comme la plupart des réseaux de chauffage urbain appartiennent aux municipalités, celles-ci peuvent envisager d'autres avantages que le seul aspect financier". Le chercheur estime que la plateforme EMB3Rs peut servir d'outil aux sociétés de chauffage urbain pour inciter les industries à fournir un excédent de chaleur, ainsi que de source de données permettant aux entreprises de prendre des décisions éclairées lorsqu'elles envisagent de devenir fournisseur ou non.

 

Les modèles et simulations de la plateforme répondront à des questions telles que la distance à laquelle les sociétés de chauffage urbain peuvent étendre leur recherche de fournisseurs. Ou quelle température minimale la chaleur résiduelle d'une industrie doit enregistrer pour qu'un accord soit avantageux pour les deux parties, en fonction de la distance entre le fournisseur et le réseau du fournisseur. "Normalement, pour ce que nous appelons un réseau de dissipation de troisième génération, il faut au moins 80°C pour connecter une nouvelle source au réseau. Mais c'est aussi une chose pour laquelle nous pourrions utiliser l'outil : si nous avons une chaleur de 70°C, pourrions-nous encore l'utiliser ? Quel serait l'impact sur le réseau de dissipation ?", explique M. Andersson. Les résultats obtenus permettront également de déterminer sur quelle technologie le fournisseur devrait investir pour mieux récupérer la chaleur excédentaire et la transférer au réseau. "Si nous avons des températures plus fraîches, entre 40°C et 70°C, cela peut aussi être récupéré mais il faudrait une pompe à chaleur. Il faudrait fournir de l'électricité, puis déplacer la chaleur de la source la plus froide vers une source plus chaude. Cela implique un investissement plus important et un coût de fonctionnement plus élevé."

 

Kerstin Sernhed, maître de conférences à Efficient Energy Systems à l'université de Lund, explique que les industries à forte consommation d'énergie en Suède, comme les usines de papier ou les aciéries, connaissent très bien les avantages de fournir de la chaleur résiduelle à un système de chauffage urbain et qu'elles contribuent déjà à leur réseau local. "Mais lorsqu'il s'agit de sources de chaleur de moindre qualité, je ne pense pas qu'il y ait encore eu beaucoup de discussions entre les sociétés de chauffage urbain et les fournisseurs potentiels, car ils ne connaissent pas les possibilités qui s'offrent à eux", dit-elle. En tant qu'experte en chauffage urbain ne participant pas au projet EMB3Rs, Mme Sernhed pense que la plateforme peut aider à montrer la voie à suivre pour parvenir à un flux de travail efficace, non seulement pour les pays qui doivent encore construire ce type d'infrastructures, mais aussi pour ceux qui, comme la Suède, ont une tradition de plusieurs décennies de réseaux de chauffage urbain qui peuvent encore être étendus.

 

UNE SOURCE DE CHALEUR PLUS VERTE

Les politiques suédoises de gestion des déchets exigent que les ordures soient recyclées chaque fois que possible. Lorsque cela n'est pas possible, ils sont généralement utilisés comme combustible pour les systèmes de chauffage urbain, qui fournissent chaque année de la chaleur à 1,25 million d'appartements et de l'électricité à 680 000 personnes dans le pays. Les biocarburants sont une autre source de chaleur pour l'industrie, qui ne recourt aux combustibles fossiles que lorsque les pics de demande sont impossibles à satisfaire avec des matériaux plus propres.

 

La récupération de la chaleur excédentaire est également une pratique courante. Dans des villes comme Luleå, environ 90 % de la chaleur provient d'une aciérie voisine, explique M. Sernhed. "Les fournisseurs ont plusieurs fours et ils utilisent d'abord le combustible le moins cher, c'est-à-dire les déchets. Vous pouvez en fait être payé pour vous occuper des déchets. Le meilleur combustible suivant est le biocarburant, qui peut également être un déchet mais provenant de la forêt, des racines et des branches que vous n'utilisez pas, par exemple. Et enfin, lorsque vous avez un pic de charge, vous brûlez du pétrole." De toutes ces solutions, la récupération de la chaleur excédentaire est l'alternative la plus verte, selon l'experte : "Vous utilisez quelque chose qui, sinon, serait gaspillé." Elle estime que, lorsqu'elle est disponible, la chaleur excédentaire devrait devenir la principale source de chauffage urbain, et que l'industrie devrait travailler à la construction d'un réseau capable de récupérer la chaleur à des températures plus basses. Cela permettrait d'augmenter le nombre d'entreprises dont la chaleur excédentaire est récupérée, réduisant ainsi les émissions de gaz à effet de serre.

 

Dans l'étude de cas de Landskrona, Andersson estime que, pour chaque nouveau fournisseur, la société de chauffage urbain sera en mesure de récupérer un mégawatt de chaleur supplémentaire : "Ainsi, jusqu'à 1 000 foyers peuvent voir leur chaleur fournie par chaque connexion supplémentaire". Landskrona Energi obtient la majeure partie de sa chaleur d'une centrale de cogénération où la biomasse et les déchets sont brûlés. L'entreprise importe également de la chaleur des réseaux de chauffage urbain environnants. "Fondamentalement, ce que nous allons remplacer, c'est la nécessité de brûler autant de biomasse qu'aujourd'hui", explique M. Andersson, qui pense qu'une étude de cas portant sur de petites sources de chaleur excédentaire, comme celle qu'il dirige en Suède, sera très utile pour tester les performances de la plateforme à différentes échelles. "Fournir de l'énergie à 1 000 foyers, ça vaut la peine de le faire".

 

Écrit par Stephania Gozzer pour l'ESCI.