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Les CahIers du CLub d’IngénIerIe ProsPeCtIve energIe et envIronnement
CLIP
numéro 20 novemBre 2010
Habitat Facteur 4
ÉTUDE D’UNE RÉDUCTION DES ÉMISSIONS
DE CO LIÉES AU CONFORT THERMIQUE 2
DANS L’HABITAT À L’HORIZON 2050 N° 20 - Novembre 2010Le Club
d’Ingénierie Habitat Facteur 4Prospective
Énergie et ÉTUDE D’UNE RÉDUCTION DES ÉMISSIONS DE CO2 LIÉES AU CONFORT
THERMIQUE DANS L’HABITAT À L'HORIZON 2050Environnement
Liste des membres :
Auteurs :
ADEME : M. Jean-Pierre TRAISNEL, Laboratoire : LATTS, UMR CNRS 8134, jean-pierre.traisnel@wanadoo.fr
Agence de l’Environnement et M. Damien JOLITON, Énergies Demain, damien.joliton@energies-demain.com
de la Maîtrise de l’Énergie
Mme Marie-Hélène LAURENT, EDF – R&D, Département ENERBAT, marie-helene.laurent@edf.fr
BRGM :
Mme Sylvie CAFFIAUX & M. Anthony MAZZENGA, GDF SUEZ, Centre de Recherche et Innovation Gaz et Bureau de Recherches
Énergies Nouvelles, sylvie.caffiaux@gdfsuez.com - anthony.mazzenga@grdf.frGéologiques et Minières
CIRAD :
Centre de Coopération Internationale
en Recherche Agronomique pour le
Développement
Éditorial 3
CNRS :
Centre National de la Synthèse 5
Recherche Scientifique Introduction 9
CSTB :
Centre Scientifique et Le champ de l’étude : le parc de logements en métropole 12
Technique du Bâtiment Les caractéristiques du parc de résidences principales 12
CITEPA :
La construction neuve et les mouvements dans le parc 13Centre Interprofessionnel
Technique d’Études Les ...
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Les CahIers du CLub d’IngénIerIe ProsPeCtIve energIe et envIronnement CLIP numéro 20 novemBre 2010 Habitat Facteur 4 ÉTUDE D’UNE RÉDUCTION DES ÉMISSIONS DE CO LIÉES AU CONFORT THERMIQUE 2 DANS L’HABITAT À L’HORIZON 2050 N° 20 - Novembre 2010Le Club d’Ingénierie Habitat Facteur 4Prospective Énergie et ÉTUDE D’UNE RÉDUCTION DES ÉMISSIONS DE CO2 LIÉES AU CONFORT THERMIQUE DANS L’HABITAT À L'HORIZON 2050Environnement Liste des membres : Auteurs : ADEME : M. Jean-Pierre TRAISNEL, Laboratoire : LATTS, UMR CNRS 8134, jean-pierre.traisnel@wanadoo.fr Agence de l’Environnement et M. Damien JOLITON, Énergies Demain, damien.joliton@energies-demain.com de la Maîtrise de l’Énergie Mme Marie-Hélène LAURENT, EDF – R&D, Département ENERBAT, marie-helene.laurent@edf.fr BRGM : Mme Sylvie CAFFIAUX & M. Anthony MAZZENGA, GDF SUEZ, Centre de Recherche et Innovation Gaz et Bureau de Recherches Énergies Nouvelles, sylvie.caffiaux@gdfsuez.com - anthony.mazzenga@grdf.frGéologiques et Minières CIRAD : Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement Éditorial 3 CNRS : Centre National de la Synthèse 5 Recherche Scientifique Introduction 9 CSTB : Centre Scientifique et Le champ de l’étude : le parc de logements en métropole 12 Technique du Bâtiment Les caractéristiques du parc de résidences principales 12 CITEPA : La construction neuve et les mouvements dans le parc 13Centre Interprofessionnel Technique d’Études Les scénarios démographiques à 2050 16 de la Pollution Atmosphérique Le modèle dynamique de parc 19 CEA : Commissariat à l’Énergie Atomique Les consommations d’énergie et les émissions de CO 23 2 EDF : Les grandes masses 23 Électricité de France Le parc de logements et les consommations d’énergie 27GDF-SUEZ : Gaz de France Prospective « Facteur 4 » de la demande énergétique à 2050 34 GIE R.E. PSA RENAULT Les mesures adoptées dans les politiques publiques 34IFP : La demande d’énergie dans le neuf 36Institut Français du Pétrole INERIS : La réduction de la demande de chauffage dans le parc existant 38 Institut National de l’Environnement Les évolutions technologiques : dispositifs de chauffage et de production d’ECS 42 Industriel et des Risques Le solaire thermique et la production d’eau chaude sanitaire 44INRA : Institut National de la Les quatre scénarios énergétiques 47 Recherche Agronomique Les principes adoptés : le choix de l’énergie de chauffage est déterminant 47INRETS : Institut National de la Recherche sur Les champs d’application des énergies 48 les Transports et leur Sécurité Synthèse des résultats à 2050 54 ONF : Office National des Forêts L’analyse des résultats et les perspectives 67 SNCF : Le point de passage à 2020 et les décisions du Grenelle de l’environnement 67 Société Nationale des Chemins Les problèmes posés par l’ensemble des scénarios : l’importance de la réhabilitation 68de Fer Français Les scénarios bois : la question de la disponibilité de la ressource 72SNET : Société Nationale d’Électricité et de Les contenus CO des énergies dans les différents scénarios 75 2Thermique Les ressources complémentaires à explorer : surfaces habitables, morphologies et technologies 81 Conclusion 83Des responsables des ministères chargés de l’Environnement, de Annexes 86 l’Industrie, de la Recherche, du Plan Liste des abréviations et acronymes 98 et du Logement font partie du Comité Bibliographie 99de Coordination et d’Orientation Scientifique Notes 100 Numéros précédents des Cahiers du CLIP 104 92 L’Iddri assure l’animation du CLIP et l’édition des Cahiers du CLIP Directeur de publication : Michel Colombier Édition : Pierre Barthélemy Maquette : Ivan Pharabod - phiLabs Contact : Pierre Barthélemy - pierre.barthelemy@iddri.org -T/+33 (0)1 45 49 76 6627, rue Saint-Guillaume - 75337 Paris Cedex 07 Cette étude a bénéficié du soutien financier de : ADEME MEEDDM (DGALN/DHUP) Et d’un autofinancement de : Énergies Demain EdF, R&D, Département ENERBAT GDF SUEZ, Centre de Recherche et Innovation Gaz et Énergies Nouvelles Un comité de pilotage en a assuré l’encadrement : Carine Barbier (Iddri) Michel Gioria (Ademe) Olivier Servant (MEEDDM/DGALN) Régine Trottignon (Ademe) Éric Vidalenc (Ademe) Les auteurs remercient pour leur collaboration : Hervé Delas (GDF SUEZ) Prabodh Pourouchottamin (EdF) Ainsi que l’ensemble de l’équipe d’Énergies Demain pour le travail de simulation et de relecture. | 2 | Habitat Facteur 4 | Les Cahiers du Clip n°20 | Novembre 2010 | éditorial L’objectif des lois du Grenelle de l’environnement de 2009 et 2010 est de réduire la consommation énergétique de la France de 17% par rapport à la tendance en 2020. Le secteur du bâtiment concentre une grande partie de ces efforts avec une réduction de la consommation énergétique du parc bâti existant de 38%, auxquels s’ajoute le renforcement de la réglementation thermique dans le neuf vers le standard Bâtiment à Basse Consommation (BBC). Alors que les décrets d’application seront adoptés dans les mois prochains, le chemin pour parvenir à un tel objectif reste aujourd’hui en débat. Il est probable que les mesures prévues dans le Grenelle 2, restant basées sur des incitations fiscales et l’ap- profondissement du Diagnostic de Performance Énergétique, ne seront pas suffisantes pour relever ce défi. L’étude publiée dans ce Cahier du CLIP se veut être une contribution à ce débat. Ce travail d’élaboration de scénarios de réduction par 4 des émissions de CO dans le secteur de l’ha-2 bitat en France à l’horizon 2050 fait suite aux précédentes études menées par le CLIP dans ce secteur. La première, publiée en 2001, soulignait l’importance de la rénovation des bâtiments existants pour parvenir à des réductions significatives dans un parc qui évolue peu. Trois autres études ont suivi, sur le solaire thermique, la cogénération et les pompes à chaleur dans l’habitat. Au moment où l’initia- tive du Grenelle de l’Environnement était lancée, le CLIP a souhaité engager cette étude plus globale, évaluant de manière approfondie les gains d’efficacité énergétique pouvant être obtenus par la réno- vation du parc en fonction de ses caractéristiques, de la nature des gestes de réhabilitation envisa- geables, du rythme nécessaire, et enfin du choix des énergies mobilisées pour atteindre le facteur 4. Le choix a été fait d’une évolution tendancielle du parc en ce qui concerne le nombre de logements, la part des maisons individuelles et des logements en immeubles collectifs dans les constructions neuves, 2ou encore les surfaces habitables par personne atteignant 45m par personne en 2050. Il n’y a donc pas à ce stade d’inflexion prise en compte dans les modes de vie. En revanche, l’étude fait le pari d’un urbanisme maitrisé, en référence aux objectifs du Grenelle, se traduisant par un tissu urbain continu en périphérie des villes qui rend possible, dans certains scénarios, un développement important des réseaux de chaleur. L’étude présente un scénario unique concernant l’évolution de la performance énergétique du parc, tant dans la rénovation que dans la généralisation des normes BBC et BEPOS (Bâtiment à énergie positive) dans le neuf. Ce scénario, qui vise à exploiter en très large partie des potentiels de maîtrise de l’énergie dans l’existant, comporte des mesures de réhabilitation dans l’ensemble des logements construits avant 2001. Des bouquets de mesures ont été définis en fonction d’une typologie du parc et nos scénarios ne conduisent donc pas à une performance énergétique uniforme après réhabilitation. Les caractéristiques propres du bâti, tant de l’enveloppe que du type d’implantation urbaine, déter- minent ainsi la portée des gestes techniques réalisables. | Novembre 2010 | Les Cahiers du Clip n°20 | Habitat Facteur 4 | 3 | Des scénarios alternatifs sur le mix de d’approvisionnement énergétique des logements sont en re- vanche proposés, introduisant pour chacun une hiérarchie différente entre les énergies renouve- lables, le gaz naturel et l’électricité. Enfin, un bilan est tiré de chaque scénario en termes d’émissions de CO , accompagné d’une étude de sensibilité selon le contenu en CO du kWh électrique. L’atteinte 2 2 du facteur 4 fait ainsi largement appel aux énergies renouvelables sous forme du bois énergie (sou- vent couplé à un développement important des réseaux de chaleur), du solaire thermique pour l’ECS, et de la chaleur puisée à l’environnement par les pompes à chaleur. Quelque soit le scénario, l’étude souligne l’ampleur de la mutation nécessaire du parc pour parvenir à une réduction par 4 des émissions de CO et l’importance du recours à des politiques publiques 2 fortes pour assurer un rythme de réhabilitation soutenu. Certes, l’objectif du Grenelle (réduction des consommations d’énergie pour le chauffage et l’eau chaude sanitaire de 38% en 2020) est atteint dans tous les scénarios, et l’amélioration du bâti permet une réduction des besoins de chauffage de 50% à 60% à l’horizon 2050. Mais ce résultat est atteint au prix d’un rythme soutenu de réhabilita- tion de 400 000 logements par an (dont 20% de logements sociaux), et d’une mise en œuvre systéma- tique des bouquets de mesures techniquement envisageables dans les différents sous-secteurs du parc. Les conclusions mettent ainsi en avant l’importance d’opérations de réhabilitation programmées à large échelle, allant bien au-delà des instruments incitatifs disponibles actuellement. De nombreux facteurs, non pris en compte dans cette étude, pourraient conduire à nuancer les résul- tats de manière positive ou négative : la prise en compte des comportements et de l’effet rebond en particulier, l’évolution des logements et de leur usage sous l’effet de l’évolution des revenus et des prix, les avancées technologiques pour les matériaux ou les systèmes de gestion de l’énergie, etc. Cet exercice de quantification est forcément réducteur, mais permet d’évaluer en ordre de grandeur l’impact de certains choix. Souhaitons qu’il induise un débat au sein de l’ensemble des acteurs, permettant de l’enrichir par de nouveaux prolongements. Michel Colombier, Directeur du CLIP Carine Barbier, Iddri | 4 | Habitat Facteur 4 | Les Cahiers du Clip n°20 | Novembre 2010 | SYnTHÈSe La consommation énergétique du parc de loge- L’évolution du parc de ments qui compte, en 2006 pour la métropole, logements à 2050 31 millions de logements dont plus de 26 millions Le parc de logements se caractérise par un de résidences principales, s’élève annuellement renouvellement quasi nul, en raison d’un très à 560 TWh, soit 30% de la consommation totale faible taux de destructions, de l’ordre de 20 000 d’énergie finale en France. Le chauffage occupe à 30 000 unités chaque année. La construction la première place dans les consommations des neuve contribue essentiellement à la croissance résidences principales, à 70%, alors que la pro- du parc, qui est demeurée assez stable dans duction d’eau chaude sanitaire (ECS) compte les dernières décennies, au taux annuel de 1 à pour 10% du total du secteur. En moyenne pour 1,5% du stock. Ce taux de croissance faiblit à le parc de construction antérieure à 2001, les long terme car la dynamique de la construction niveaux de consommation unitaire (en surface neuve, activée par l’augmentation du nombre 1habitable ) en chauffage et en ECS sont respec- de ménages, devient plus faible dans les décen- 2 2tivement de 160 kWh/m et de 23 kWh/m en nies à venir. Dans une perspective de moindre énergie finale. croissance de la population, le parc continuera Le poids du parc résidentiel dans les émissions à augmenter sous l’effet de la diminution de la de CO relatives aux consommations énergéti- taille des ménages, qui pourrait être réduite à 2 2 ques est moins élevé, en raison d’une dépen- personnes en moyenne en 2050. Ainsi, le sec- dance moindre aux énergies fossiles en compa- teur comporterait un peu plus de 35 millions de raison d’autres secteurs comme les transports. résidences principales en 2050, dont 25 millions Dans les émissions totales de CO de près de sont déjà construites : la ville de 2050 est en 2 400 millions de tonnes, le résidentiel représente moyenne, pour la métropole, déjà construite à 21%, à 85 millions de tonnes. Dans ce contexte, 70% en 2005. Cela met en évidence l’importance l’exercice consiste à identifier différentes tra- du stock et de son évolution énergétique. jectoires d’une division par 4 des émissions de Bien que certaines tendances semblent contrarier dioxyde de carbone dues à la consommation l’objectif recherché, telle la croissance des surfaces 2énergétique des résidences principales, pour les habitables de 38 m par personne en 2006 à près 2deux postes du chauffage et de la production de 45 m en 2050, des ruptures plus favorables d’eau chaude sanitaire, en s’appuyant sur les peuvent être introduites, en particulier dans meilleures technologies disponibles ou suscep- l’évolution des formes urbaines. Les conditions tibles de se généraliser avant 2050. L’objectif est d’urbanisation adoptées dans nos hypothèses en d’atteindre 19 ou 20 millions de tonnes de CO référence au Grenelle pour la construction neuve 2 pour ces deux postes au terme des quatre pro- sont censées permettre la mise en œuvre massive chaines décennies, dans un parc de logements de réseaux de chaleur urbains, en privilégiant en croissance et à très faible renouvellement. les formes urbaines continues en opposition à la Trois leviers principaux sont identifiés : la ré- poursuite de l’étalement urbain. Les performances duction des besoins de chauffage (demande), énergétiques visées, au-delà du bâti, s’appliquent le recours à des équipements énergétiques plus également aux ensembles urbains dans leur ca- performants (efficacité), le choix d’énergies pacité à réduire les déperditions thermiques des moins carbonées (substitution). logements, à mettre en place des réseaux de cha- | Novembre 2010 | Les Cahiers du Clip n°20 | Habitat Facteur 4 | 5 | leur et à capter le rayonnement solaire nécessaire cogénération à gaz, mini- réseaux de chaleur va- à la production d’ECS (eau chaude sanitaire) et lorisant la biomasse. Pour le parc de construction d’électricité photovoltaïque, notamment pour les antérieure à 2000, le coût moyen par logement bâtiments à énergie positive. se situerait entre 12 700 € HT et 24 200 € HT, hors rénovation des équipements énergétiques La construction neuve et la et de ventilation. réhabilitation du parc existant Les objectifs du Grenelle sont adoptés pour la Les hypothèses principales de construction neuve, en référence commune à scénarisation tous les scénarios : dès 2012 avec la générali- Tandis que les performances du bâti neuf sont sation des logements à basse consommation calées sur les normes de la réglementation ther- (BBC), puis à l’horizon 2020 avec une consom- mique (BBC puis BEPOS), un seul chemin li- mation d’énergie primaire devant être inférieure néaire de réhabilitation du bâti est proposé pour à la quantité d’énergie renouvelable produite le parc existant, produisant un facteur moyen de dans ces constructions (BEPOS, bâtiments à 2 à 2,5 sur les besoins de chauffage au terme des énergie positive) et comptabilisée également quatre décennies d’application totale des gestes en énergie primaire. Parallèlement, des objectifs de rénovation. L’objectif est en effet d’évaluer le ambitieux sont affichés pour la réhabilitation du potentiel maximal des différentes solutions éner- parc existant. La répartition des effectifs et des gétiques retenues, les équipements au bois, au consommations de chauffage selon la période gaz ou à l’électricité pouvant se différencier par de construction permet de repérer les principaux leurs rendements de génération, ainsi que par gisements de la réhabilitation : les maisons indi- des contenus carbone plus ou moins favorables. viduelles de construction antérieure à 1949 qui Le solaire thermique, qui peut contribuer à 50% comptent pour le tiers des effectifs, mais pour de la production d’eau chaude sanitaire (ECS) 45% des consommations de chauffage, ainsi d’un logement, est appliqué à 30% du parc exis- que les logements en immeubles collectifs de la tant en moyenne et à 100% dans le neuf, hors période 1949-1974, qui représentent la part pré- parc équipé au bois, avec appoint gaz, effet pondérante des effectifs (44%) pour plus de la Joule ou PAC selon les solutions énergétiques moitié des consommations de chauffage. retenues. La compensation photovoltaïque en L’approche retenue pour la partie rénovation bâtiment neuf à énergie positive est généralisée consiste à favoriser les gestes de rénovation (bâ- dès 2020, avec une comptabilisation en énergie tis et systèmes) les plus efficaces, au rythme des primaire. travaux d’entretien classiques : tous les gestes sur Des différents combustibles fossiles, seul le gaz l’enveloppe (toitures, planchers bas, ouvertures, naturel se maintient à terme dans les flux de façades) sont appliqués une fois, les systèmes chauffage existants, en complément du bois et de énergétiques supportant deux cycles de rénova- l’électricité. Les scénarios se distinguent par les tion avant 2050. La généralisation à l’ensemble priorités données aux trois énergies de chauffage du parc de construction antérieure à 2001 de et de production d’eau chaude sanitaire subsis- l’isolation thermique par l’extérieur en priorité tant dans l’ensemble du parc en 2050 (bois, gaz, sur l’isolation intérieure, lorsque les caractéristi- électricité), selon quatre scénarios énergétiques ques architecturales l’autorisent, d’équipements contrastés, le choix de l’énergie de chauffage étant de ventilation contrôlée (avec récupérateur de déterminant. Pour ce poste, le bois est favorisé, chaleur sur l’air extrait le cas échéant), des vitra- soit en premier choix d’énergie – les compléments ges à isolation renforcée, permet de réduire en étant alors apportés en deux variantes, selon moyenne de 60% les besoins en maison indivi- l’énergie (gaz ou l’électricité) qui occupe le rang duelle comme en immeuble collectif. deux, puis le cas échéant le rang trois –, soit en Des solutions technologiques performantes sont deuxième choix, après le gaz ou l’électricité. Les introduites en construction neuve ou en réno- combinaisons forment ainsi quatre scénarios pour vation des équipements de chauffage : pompes le choix de l’énergie de chauffage : à chaleur électriques (les pompes à chaleur gaz • BOIS/GAZ/ÉLEC étant introduites seulement dans les logements • BOIS/ÉLEC/GAZ neufs après 2010-2015) en substitution aux chau- • GAZ/BOIS/ÉLEC dières existantes et aux convecteurs électriques, • ÉLEC/BOIS/GAZ | 6 | Habitat Facteur 4 | Les Cahiers du Clip n°20 | Novembre 2010 | Pour l’électricité, la préférence est donnée à la taïque intervient en compensation des consom- solution PAC, qui est toujours applicable à terme mations électriques – cogénération déduite – en neuf ou en rénovation sauf quand l’appareil des logements construits après 2020, pour des indépendant de chauffage (AIC) est maintenu, niveaux de 7 à 10 TWh/an selon les scénarios. éventuellement reconverti, l’effet Joule assurant En énergie primaire, les écarts entre scénarios s’es- le complément du bois si nécessaire dans ce cas. tompent en raison des coefficients de conversion L’objectif visé est de rechercher, à partir de ces adoptés conventionnellement, de 1 pour le bois scénarios tranchés, quelles sont les conditions et le gaz, et de 2,58 pour l’électricité consommée technologiques les plus favorables à l’obtention ou produite. Les facteurs s’étagent de 2,5 (scénario du facteur 4. Les trois énergies considérées (bois, BOIS/GAZ/ÉLEC) à 5 (scénario ÉLEC/BOIS/GAZ), gaz naturel et électricité) sont successivement la forte contribution de la cogénération gaz à près généralisées dans leur champ d’application, se- de 160 TWhep/an pour le scénario GAZ/BOIS/ lon des règles d’affectation dépendant de la lo- ÉLEC conduisant à un facteur 4,7. calisation (rural/urbain), de la présence ou non En émissions de CO , les gains obtenus sont 2 de réseau de chaleur et de la desserte en gaz. Les extrêmement tributaires de la méthodologie répartitions en effectifs apparaissent très contras- adoptée, qui consiste d’une part à écarter les tées selon les quatre scénarios, le bois compre- émissions indirectes du cycle de production des nant la conversion des réseaux de chaleur à la différentes énergies, au profit des seules émis- biomasse ainsi que les appareils indépendants sions directes, et d’autre part à ne pas proposer de chauffage (AIC) : – faute d’études de référence – de prospective • BOIS/GAZ/ÉLEC, à 43%, 26%, 31% ; à 2050 du contenu CO du kWh électrique, qui 2 • BOIS/ÉLEC/GAZ, à 43%, 57%, 0% ; peut varier dans des proportions importantes • GAZ/BOIS/ÉLEC, à 43%, 25%, 32% ; à cette échéance, en particulier dans les deux • ÉLEC/BOIS/GAZ, à 94%, 6%, 0%. postes considérés, chauffage et production d’eau chaude sanitaire. Les corrections qui sont appor- L’atteinte des cibles en énergie tées pour intégrer le cycle de vie des différents et en émissions de Co vecteurs énergé tiques (bois, gaz ou électricité) 2 Les scénarios retenus décrivent un faisceau de ne paraissent pas remettre en cause les compa- chemins extrêmes à l’intérieur duquel pourraient raisons établies entre les différentes trajectoires prendre place plusieurs trajectoires menant vers énergétiques, compte tenu des hypothèses le « facteur 4 », en émissions de CO , tout en adoptées dans cette étude. En revanche, une vé-2 privilégiant la réduction des consommations rification plus précise s’impose pour le contenu d’énergie. CO du kWh électrique relatif aux deux usages 2 Compte tenu de l’accroissement des surfaces ha- considérés, le chauffage et la production d’ECS, bitables totales (+ 40% entre 2005 et 2050), les et à la production d’électricité décentralisée, par besoins totaux (énergie utile) de chauffage et équipements solaires photovoltaïques et par d’ECS ne connaissent pas une réduction drasti- cogénération au gaz. Pour lever une partie de que de même ordre que le gain obtenu par la ces incertitudes, une étude de la sensibilité des réhabilitation du bâti par unité de surface habita- résultats à une variation forte du contenu CO 2 ble : le facteur de réduction en énergie utile est du kWh « chauffage électrique » a été menée. de l’ordre de 1,5 entre 2005 et 2050. Faute de disposer d’autres conventions, les com- L’amélioration des rendements moyens de géné- paraisons entre scénarios sont établies sur la base ration de chaleur permet d’aller au-delà en éner- des contenus moyens en CO du kWh électrique 2 gie finale, encore modestement pour les scéna- consommé de 180 g pour le chauffage et de 40 g rios BOIS/GAZ/ÉLEC (facteur 2) et GAZ/BOIS/ pour la production d’ECS, tels qu’ils ont été adop- ÉLEC (facteur 2,3 en déduisant la production tés dans la note ADEME-EDF de 2005. Pour tenir électrique par cogénération gaz, de 61 TWh/ compte de la production électrique décentralisée an). Les coefficients de performance élevés des dans le bilan CO total, le principe retenu consiste 2 pompes à chaleur électriques conduisent à des à retrancher 70 gCO par kWh de production pho-2 résultats plus significatifs, d’obtention d’un fac- tovoltaïque et 180 gCO par kWh de production 2 teur 3 (Scénario BOIS/ÉLEC/GAZ) et d’un fac- par cogénération gaz, dont on suppose qu’elle teur 8,8 pour le scénario ÉLEC/BOIS/GAZ. Dans efface des kWh électriques de production cen- tous les cas, la production d’électricité photovol- tralisée de même contenu CO que les kWh de 2 | Novembre 2010 | Les Cahiers du Clip n°20 | Habitat Facteur 4 | 7 | chauffage électrique (hypothèse de concomitance énergie primaire et hors énergies renouvelables, de la consommation de chauffage électrique et de tel qu’il apparaît et est défini dans le Grenelle, la production d’électricité par cogénération gaz). est nettement atteint en 2020 pour tous les scé- Dans ce cadre, les scénarios privilégiant le bois narios, notamment ceux qui privilégient le bois, et l’électricité présentent de bons rendements de où la réduction avoisine 50%. Mais les deux génération (grâce aux PAC) et/ou un niveau élevé scénarios BOIS/GAZ/ÉLEC et BOIS/ÉLEC/GAZ de substitution sans carbone (grâce au bois) : les demeurent très dépendants de la ressource bio- facteurs de réduction des émissions atteignent masse, avec un maximum de consommation de ainsi des niveaux supérieurs à 12 (scénario ÉLEC/ bois de 190 TWh/an vers 2030. Compte tenu de BOIS/GAZ) et à 16 (scénario BOIS/ÉLEC/GAZ). Le la consommation actuelle, il conviendrait de dis- facteur 4 serait atteint pour le scénario BOIS/GAZ/ poser d’environ 100 TWh/an supplémentaires en ÉLEC, le scénario GAZ/BOIS/ÉLEC ne dépassant 2030, soit un doublement des prélèvements de pas un facteur 2,5. biomasse, ce qui semble envisageable au plan Une étude de sensibilité des résultats à la valeur national, mais avec des disparités régionales retenue pour le contenu CO du kWh « chauf- qu’il conviendrait d’estimer, notamment pour 2 fage électrique » (situation 2050 comparée à celle l’impact sur le poste transport de la ressource. 2005) confirme que le facteur de réduction du D’autres voies doivent être explorées dans la scénario BOIS/GAZ/ÉLEC, en raison du faible perspective de la ville post-carbone : le recours recours à l’électricité, est faiblement affecté par à la géothermie, une meilleure gestion des sur- une variation du contenu CO du kWh de chauf- faces habitables et une adaptation des rythmes 2 fage électrique ; les scénarios à fort recours à de réhabilitation aux conversions énergétiques, l’électricité (BOIS/ÉLEC/GAZ et ÉLEC/BOIS/ notamment lors du passage au bois. Au-delà de GAZ) voient leurs gains en émissions décroître l’importance donnée à la biomasse dans les ré- assez rapidement, tout en assurant un facteur seaux de chaleur, favorisés dans les tissus urbains supérieur à 4 pour des contenus CO de 500g/ denses, l’élargissement des solutions technolo-2 kWh pour le chauf fage électrique ; enfin, le scé- giques passe également par l’intégration ambi- nario à forte production d’électricité décentrali- tieuse d’énergies renouvelables dans les réseaux sée (GAZ/BOIS/ÉLEC) voit à l’inverse ses gains de gaz (biogaz) et d’électricité (photovoltaïque, en émissions croître progressivement, jusqu’à éolien, cogénération bois). assurer un facteur 4 pour des contenus CO du 2 chauffage électrique qui seraient supérieurs à 400 g/kWh. En conséquence, et dans les limites de l’exer- cice liées à la méthode adoptée pour estimer le contenu CO du kWh électrique notamment en 2 chauffage, le Facteur 4 sur les émissions de CO 2 n’impose pas un facteur 4 sur l’énergie, ni en énergie finale, ni en énergie primaire, sous ré- serve de disposer d’énergies peu carbonées pour couvrir les besoins énergétiques. Cependant, face à une concurrence possible sur les ressour- ces énergétiques issues de la biomasse entre usage résidentiel, tertiaire, industriel ou encore dans les transports, la réduction des consomma- tions énergétiques reste prioritaire pour sécuriser l’atteinte du Facteur 4. Le point de passage à 2020- 2030 et les perspectives En supposant un rythme linéaire de réhabilita- tion des logements du stock entre 2005 et 2050, l’objectif de réduction de 38% des consomma- tions du parc existant en chauffage et en ECS, en | 8 | Habitat Facteur 4 | Les Cahiers du Clip n°20 | Novembre 2010 |
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