La technologie basse température rend le chauffage urbain plus écologique
Comme son nom l’indique, le chauffage urbain (CU) est un moyen de distribuer la chaleur produite à un endroit centralisé aux maisons et aux locaux commerciaux d’une zone donnée, au travers d’un système de tuyaux isolés. En milieu urbain, les systèmes de CU se montrent souvent très efficaces, en particulier lorsque les installations produisent simultanément de la chaleur et de l’électricité. Ils ont également démontré leur capacité à être fiables pendant des décennies.
S’affranchir de la dépendance à l’égard des combustibles fossiles
À ce titre, on cherche de plus en plus à exploiter l’efficacité du CU pour faciliter la décarbonation de l’énergie utilisée pour le chauffage et à intégrer ce système dans la transition verte de l’Europe. Le CU pourrait tirer un plus grand parti des sources de chaleur renouvelables et résiduelles, ce qui aiderait l’Europe à s’affranchir de la dépendance à l’égard des combustibles fossiles. «La situation actuelle des systèmes de CU est toutefois loin d’être nulle en termes d’émissions», fait remarquer Antonio Garrido Marijuan, chercheur du projet RELaTED, de Tecnalia, en Espagne. «Les énergies renouvelables ne représentaient que 18,1 % de la production mondiale totale d’énergie pour la chaleur en 2017. Cette production était essentiellement générée à partir de biomasse, la contribution des sources d’énergie solaire, thermique et géothermique étant bien plus modeste.» L’un des défis rencontré tient au fait que les réseaux de CU sont des systèmes complexes qui desservent de vastes zones. Il est crucial d’assurer la continuité de l’approvisionnement et de satisfaire la demande de chauffage en permanence. Par conséquent, les réseaux comme les consommateurs ne font pas preuve d’un enthousiasme débordant à l’idée d’adopter des sources combustibles à faible teneur en carbone.
Projets énergétiques pilotes
L’objectif du projet RELaTED, financé par l’UE, était donc de proposer et de développer de nouvelles solutions techniques. Celles-ci ont ensuite été testées dans des contextes pilotes. Au cœur de cette démarche, l’on trouve le concept de transition vers des réseaux CU à ultra-basse température (UBT). «Il faudra que les CU réduisent leur température de service afin d’intégrer des sources de chaleur industrielles de faible qualité et d’accepter une plus grande part de sources d’énergie renouvelables», explique Antonio Garrido Marijuan. Les différentes options technologiques, ainsi que les obstacles, liés à l’atteinte de cet objectif ont fait l’objet de discussions. «Ces obstacles comprenaient notamment les défis liés à la production d’eau chaude sanitaire et à la garantie de niveaux de confort adéquats. Les technologies viables incluaient la nouvelle technologie de sous-station, la technologie des pompes à chaleur et la technologie des systèmes thermiques solaires intégrés.» Des concepts intégrés d’UBT ont ensuite été démontrés sur quatre sites, caractérisés par des conditions climatiques, des infrastructures et une densité urbaine différentes. Ces projets pilotes comprenaient un grand réseau de CU en Serbie, un nouveau projet de développement urbain au Danemark, un réseau de CU opérationnel en Estonie et un réseau de CU à vocation commerciale en Espagne.
Économies d’énergie et réduction des pertes thermiques
Ces travaux ont permis de mettre en lumière la faisabilité de cette nouvelle génération de CU UBT. Ensemble, les pilotes de démonstration ont permis de réaliser des économies d’énergie directes allant jusqu’à 570 MWh/an grâce à la réduction des pertes thermiques, plus de 10 GWh/an étant obtenu par l’injection de chaleur résiduelle. En prenant part à RELaTED, plusieurs partenaires industriels ont pu améliorer leurs produits, si bien que leur technologie est presque prête à être commercialisée. On espère que la technologie des pilotes ayant fait l’objet de démonstrations sera installée ailleurs. Pour Antonio Garrido Marijuan, le principal bénéficiaire sera la société. «Nous pourrons compter sur des systèmes décarbonés pour chauffer nos villes, qui représentent 40 % de la consommation totale d’énergie en Europe», poursuit-il. «À présent, il y a lieu de consentir des efforts supplémentaires pour reproduire ce concept à grande échelle dans tous les réseaux de CU de précédente génération, afin de permettre une adoption massive des énergies renouvelables et des sources de chaleur résiduelle.»
Mots‑clés
RELaTED, décarbonation, chauffage, combustible fossile, chauffage urbain, CU, énergie, renouvelable
