Transformer le chauffage et le refroidissement urbains pou répondre aux objectifs climatiques et énergétiques
Les systèmes de chauffage/refroidissement urbains (DHC pour «district heating and cooling») s’appuient sur une ou plusieurs installations centralisées, produisant classiquement de l’eau chaude ou froide distribuée par un réseau de tuyaux isolés aux bâtiments voisins, notamment aux immeubles de bureaux, aux écoles, aux hôpitaux et aux aéroports. En combinant les charges de plusieurs bâtiments, ces systèmes permettent de réaliser des économies d’échelle susceptibles de réduire les coûts énergétiques. Depuis la première génération de DHC dans les années 1880, les températures de fonctionnement ont diminué et, plus récemment, les sources d’énergie ont gagné en durabilité. Le projet REWARDHeat, financé par l’UE, entend accélérer cette évolution, en concevant et en faisant la démonstration de solutions DHC avancées qui, grâce à des contrôles intelligents, réduisent considérablement les températures source et utilisent la capacité de stockage de l’énergie thermique de manière intégrée. Les solutions rentables, de haute technologie et durables de REWARDHeat soutiendront les objectifs du paquet de l’UE «Ajustement à l’objectif 55».
Un contrôle flexible et optimisé qui exploite la chaleur fatale et les sources d’énergie renouvelables
Une énorme quantité de chaleur fatale de basse énergie est produite dans les zones urbaines, principalement par les climatiseurs et les systèmes de refroidissement des processus industriels, des supermarchés et des centres de données. Les lacs et les rivières constituent également une excellente source inexploitée d’énergie thermique à basse température. Pour tirer le meilleur parti possible du potentiel de la chaleur fatale distribuée et des sources d’énergies renouvelables (SER), il importe d’élaborer un nouveau paradigme de construction et d’exploitation qui offrirait une plus grande flexibilité. Les sous-stations de REWARDHeat combinent le stockage de l’énergie thermique et des pompes à chaleur électriques. Cela permet de tirer parti de la chaleur fatale à basse température (de basse énergie) et des énergies renouvelables, de trouver un équilibre entre l’offre et la demande et de fournir des températures plus élevées au réseau et aux utilisateurs. À l’aide de modèles qui prévoient les charges 24 heures à l’avance, l’équipe met actuellement au point des commandes intelligentes pour les sous-stations individuelles et l’ensemble du réseau DHC afin d’optimiser la collecte de chaleur de basse énergie et de minimiser la quantité d’électricité requise par les pompes à chaleur.
Interopérabilité des réseaux: intégrer les réseaux thermiques et électriques
Selon le coordinateur du projet, Roberto Fedrizzi, rattaché à Eurac Research, «nos technologies et nos contrôles intelligents s’orientent vers l’interopérabilité des réseaux et l’intégration plus souple des SER dans les différents secteurs énergétiques, grâce à la combinaison systématique des réseaux thermiques et électriques. Les pompes à chaleur électriques sont compatibles avec une gestion intelligente de la capacité thermique et des charges, offrent des services potentiels au réseau électrique et permettent une utilisation plus efficace et flexible de l’électricité renouvelable par rapport aux systèmes de pompes à chaleur à air». Au-delà d’une réduction extrême de la température d’alimentation, les solutions de REWARDHeat optimisent l’utilisation combinée de l’énergie renouvelable thermique et électrique et de la chaleur fatale pour des conditions d’exploitation climatiques et saisonnières spécifiques.
Faire évoluer les politiques et les pratiques
REWARDHeat a donné le coup d’envoi d’un investissement de plus de 20 millions EUR destiné à soutenir les huit réseaux de démonstration de DHC qui mettent en œuvre ses technologies innovantes et ses stratégies de contrôle intelligentes. Alimentés à plus de 80 % par des SER ou de la chaleur fatale, ils réduiront les émissions de CO2 de nos réseaux DHC de plus de 35 000 tonnes par an. Explorez les démonstrateurs ou essayez vos propres scénarios DHC à l’aide du générateur de modèles de scénarios énergétiques TIMES (The Integrated MARKAL-EFOM System) sur le site web du projet. «Le potentiel de nos solutions DHC est énorme. Il a été pris en compte par la Commission européenne dans ses révisions de la directive relative à l’efficacité énergétique et de la directive SER III. Ces textes reconnaissent que la chaleur fatale est aussi importante que les énergies renouvelables pour la mise en place de réseaux de chauffage urbain efficaces et décarbonés», souligne Roberto Fedrizzi. L’équipe a publié un document d’orientation qui reprend les messages clés du projet, dans l’objectif d’aider les décideurs. La nouvelle génération de réseaux DHC est arrivée.
Mots‑clés
REWARDHeat, chaleur fatale, SER, pompe à chaleur, système de chauffage/refroidissement urbain, source d’énergie renouvelable, stockage de l’énergie thermique, directive relative à l’efficacité énergétique, directive SER III
