Transition énergétique: moitié moins de CO2 pour chauffage en 20 ans

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« Transition énergétique : Moitié moins de CO2 pour chauffage en 20 ans»

Introduction et principes de base

Améliorer le parc de bâtiments

Optimiser l’utilisation des énergies

Modifier la tarification électrique

Divers et Conclusion

Introduction

Le présent message est basé sur l’analyse objective des possibilités et limites, des avantages et inconvénients des différentes énergies. Il fait table rase des considérations de politique intérieure (politiquement correct, partis écologistes, peurs sans fondement, idées reçues, engagements électoraux) comme de politique étrangère, notamment du protocole de Kyoto.

Il montre qu’il est possible de diviser pratiquement par 2 les émissions de CO2 résultant du chauffage résidentiel et tertiaire, et ce :

• sans faire appel à des solutions radicales (maison à énergie positive !),
• sans dépense publique supplémentaire,
• sans réglementation complexe,
• sans dispositions liberticides, notamment sur la puissance installées et la température intérieure,
• sans accroissement, ni diminution, du parc électronucléaire,
• avec un investissement raisonnable et amortissable par les utilisateurs.

Principes de base:

• Se rappeler que, ici comme ailleurs, « le mieux est souvent l’ennemi du bien ». En d’autres termes, une solution partielle, mais acceptable et bon marché, aboutira s’imposera plus facilement qu’une solution totale, mais inabordable ou désagréable.
• Se défier des subventions qui ne promeuvent pas toujours les bonnes solutions et faussent la vérité concurrentielle telle qu’elle résulterait des choix du marché, c'est-à-dire des utilisateurs.
• Introduire une taxe carbone progressivement croissante sur les produits carbonés (charbon inclus) à usage énergétique :
• Strictement proportionnelle à l’émission future de carbone
• Indépendante de l’utilisation (chauffage ou véhicule…) et des taxes préexistantes (TICPE, TVA)
• Non applicable, ou compensable, à l’exportation pour éviter les distorsions de concurrence au détriment des entreprises françaises
• Globalement compensée par une baisse de la TVA. 
• Se rappeler que le renouvellement du parc de bâtiments est très lent (environ 1,7% par an en construction, et 0,2% par an en démolition), et qu’il faut donc commencer par le plus important et le plus facile : l’amélioration du parc des logements existants et leur mode de chauffage, qui est un énorme gisement de réduction des émissions.

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Transition énergétique: les bâtiments

Améliorer le parc de bâtiments

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Plan du chapitre

« Transition énergétique : Moitié moins de CO2 pour chauffage en 20 ans»

 Introduction et principes de base

Améliorer le parc de bâtiments

Optimiser l’utilisation des énergies

Modifier la tarification électrique

Divers et Conclusion

Les 30 millions de logements existants sont répartis entre 7 classes « d’efficacité énergétique », mot à la mode qui désigne l’isolation et l’absence de fuites d’air ou thermiques, selon leur consommation énergétique annuelle de chauffage exprimée en kWh/m²/an. Curieusement ces classes ne définissent pas les températures intérieures et extérieures, comme si la consommation n’était pas proportionnelle à leur écart. La température intérieure est un choix des occupants, alors que la température extérieure dépend du moment et du lieu (latitude, altitude…). Mais cette absence de définition de n’empêche pas de comparer les classes entre elles et de répartir la consommation globale de chauffage entre les classes au prorata du par cette consommation. Mais encore faudrait-il distinguer le bâti, qui est permanent, du chauffage, qui put changer, et supprimer la pénalisation injustifiable d’un facteur 2,58 appliqué aux logements à chauffage électrique direct. Voir notre message à ce sujet.

Le tableau ci-dessous résume :

• Les classes d’efficacité énergétique (fond arc-en-ciel) et l’émission moyenne de CO2 pour chacune,
• La répartition actuelle des logements par classe, qui permet de calculer l’émission actuelle moyenne pour l’ensemble des logements répartis dans les classes, soit 234 kWh/m²/an
• Le parc de logements par classe en 2010, soit 30 millions au total (sur fond rose):

Prenons l’hypothèse très raisonnable selon laquelle :

• 5 millions de logements seront construits entre 2011 et 2030, en catégorie B jusqu’à fin 2014, puis en catégorie A ensuite. Délibérément, le logement « à énergie positive » n’est pas pris en compte, car inapplicable selon notre analyse.
• 0,6 millions de logements appartenant aux catégories les plus vétustes, donc G ou F seront détruits.
• L’ensemble des 2 lignes ci-dessus aboutit à un accroissement du parc de 15%, correspondant à l’augmentation de la population.
• L’isolation et les changements de portes et fenêtres dans les logements existants aboutira à faire évoluer 2 millions de logements des classes G et F vers les classes C, B et A 
• La ligne sur fond vert pâle du tableau donne la situation du parc en 2030 après mises en œuvre des évolutions envisagées, soit 182 kWh/m²/an, correspondant à une baisse de 22% du CO2 émis à parc constant.

Ces éléments seront repris en bas du tableau ci-dessus.

Faute de statistiques accessibles, aucun calcul n’est fait sur le tertiaire. Toutefois, le renouvellement beaucoup plus rapide des immeubles de bureaux par rapport aux logements aboutira à une augmentation très rapide des performances thermiques, ce qui permet de penser que la situation de l’ensemble du tertiaire (incluant administration, enseignement santé) sera plus favorable que celle des logements. Par prudence, nous lui appliquerons les ratios des logements.

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Transition énergétique: Optimiser les utilisations de l'énergie

Optimiser l’utilisation des énergies

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Plan du chapitre :

« Transition énergétique : Moitié moins de CO2 pour chauffage en 20 ans»

Introduction et principes de base

Améliorer le parc de bâtiments

Optimiser l’utilisation des énergies

Modifier la tarification électrique
Divers et conclusion

Le tableau général ci-dessous reprend l’ensemble de l’évolution possible en matière d’émissions de CO2 dues au chauffage et détaille particulièrement l’impact de l’énergie utilisée.

En en-tête, les différents modes de chauffage su fond arc-en-ciel, avec pour chacun, pour 1 MWh = 1000 KWh de chauffage effectif :

• Ligne 1 : Son émission de CO2 en Kg
• Ligne 2 : Sa teneur en électricité de pointe, en %
• Ligne 3 : Sa teneur en électricité hors pointes, en %
• Ligne 4 : La répartition initiale des modes de chauffages, en ‰

Nous décrivons dans les lignes 5 à 7 ci-dessus une évolution plausible et accessible des modes de chauffage au profit des moins émetteurs, en remarquant que :

La disparition du chauffage au charbon est presque acquise.

Le bois renouvelable est très en vogue, mais il atteindra vite ses limites au-delà desquelles… il ne serait plus renouvelable. Nous sommes donc restés prudents sur son évolution.

Le passage en biénergie « thermique / joule » des chauffages au fioul (Ligne 6) et GPL (ligne 7)  (hors réseau gaz), et au gaz (ligne 8) est destiné à remplacer, en dehors des pointes, quand les centrales ne sont pas saturées, l’énergie thermique fossile  par de l’énergie électronucléaire. Le chauffage électrique additionnel pourra donc être limité à la moitié de la puissance thermique nécessaire, soit de petits radiateurs, typiquement 0,5 KW, répartis dans les pièces, connectés aux sections « prises électriques » existantes, et commandés en WiFi ou en CPL (Courant Porteur en Ligne, qui utilise les lignes 230 V pour transmettre des informations grâce à des tensions alternatives de 8 à 150 KHz superposées au 50 Hz), pour un investissement de quelques centaines d’euros, accessible à tous. Cet investissement sera naturellement amorti par le passage en tarification Tempo, ou tarification variable à créer, qui aboutit en jours bleus (300 par an) à une énergie moins chère que le gaz.

Le passage en biénergie avec pompes à chaleur (lignes 6, 7 et 8 à nouveau) suit un schéma proche. Les pompes à chaleur sont également dimensionnées à la moitié de à puissance maximum requise, et fournissent la moitié de l’énergie maximum nécessaire. Montées en amont du circuit d’eau de chauffage, elles agissent sur l’eau du chauffage central (par le sol de préférence), mais, contrairement au paragraphe précédent, elles fonctionnent aussi pendant les pointes, l’énergie thermique n’intervenant que pour la puissance complémentaire nécessaire. Cette différence résulte du fait que, au moins en jours blancs (43 par an), le prix de l’énergie électrique divisé par le rendement (COP) de la pompe à chaleur, soit 2 à 4, restera moins cher que l’énergie thermique qui pourrait n’intervenir seule que pendant les 22 jours rouges. L’amortissement de la pompe à chaleur qui fonctionnera presque constamment en période de chauffage, et dont la puissance sera réduite de moitié, sera considérablement raccourci, incitant les utilisateurs à ce changement.

Le chauffage électrique direct représente 37% (ligne 4, pointes + hors-pointes) du total, dont une petite moitié en pointe (les 1500 heures par an les plus chargées, et aussi les plus froides). Notre hypothèse envisage que sur ces 37%, environ 20 points soient remplacés en 20 ans par des pompes à chaleur, dont 12 aérothermiques, notamment en immeubles collectifs et maisons urbaines, et 8 dites géothermiques, quand des terrains suffisants sont utilisables.

Résumons à ce stade l’impact de l’évolution des seuls modes de chauffage dans un petit tableau issu du précédent :

              

	CO2  Kg	élec.  hors pointe %	électr. pointe %	électr. totale %
2010 pour 1MWh	142	212	182	394
2030 pour 1 MWh	96	279	137	416

Les émissions de CO2 ont diminué d’un tiers, l’électricité de pointe d’un quart pendant que l’électricité hors pointe augmente de un tiers, et la consommation électrique totale de 5%.

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Transition énergétique: Tarification électrique

Modifier la tarification électrique

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« Transition énergétique : Moitié moins de CO2 pour chauffage en 20 ans»

 Introduction et principes de base

Améliorer le parc de bâtiments

Optimiser l’utilisation des énergies

Modifier la tarification électrique

Divers et Conclusion

Plus ambitieuse, mais nécessaire, la tarification électrique doit être complètement repensée en vue de la mettre en adéquation avec la vérité des coûts variables de production qui sont presque synonymes des émissions de CO2. Nous proposons le schéma suivant qui utilise les possibilité apportées par la révolution numérique pour optimiser les prix et les émissions.

• Tous les particuliers, en commençant par les abonnements les plus puissants, et en continuant par ordre de puissance décroissante, passent des tarifs actuels des différents opérateurs à un tarif  continuement variable, qui nécessite un compteur plus intelligent et des commandes de sections ou d’appareils également intelligentes, capables de couper, réduire ou différer une consommation en fonction du tarif et de paramètres fixés par l’utilisateur.
• Une échelle tarifaire comportant 13 échelons, soit 12 intervalles, en progression géométrique de raison ⁴√2 = 1,19, soit un doublement tous les 4 échelons, du prix du MWh entre un minimum, par exemple de 52 € et un maximum de 47,00 € x 2³ = 416,00 € . Dans cet exemple, l’amplitude (8) est proche de celle du tarif Tempo (7). Cette échelle est commune à tous les opérateurs.
• Le client et l’opérateur sont liés par un contrat d’approvisionnement dans lequel l’opérateur s’engage sur un prix moyen du MWH, 88,00 € par exemple, offert au cours de l’année qui est décalée, du  1er septembre au 30 août de l’année suivante afin de commencer par la période de chauffe. Cette expression simple du prix offert favorise la concurrence.
• Les opérateurs sont libres de changer d’échelon à chaque heure juste, avec une variation libre en descente, mais n’excédant pas deux échelons en montée, soit un doublement en 2 heures. Ils opérateurs sont tenus de maintenir public l’occurrence cumulée de chaque échelon et donc le prix moyen pondéré offerte depuis le début de l’année.

Ils pourront proposer des prix différents par région administrative, de façon à sensibiliser l’opinion publique des régions dépourvues ou sous équipées de centrales électriques sur la nécessité d’accepter l’implantation de centrales et/ou la création de lignes THT dans sa région. Ceci vaut pour principalement pour les régions Bretagne (ou l’auteur est pourtant domicilié) et PACA.

Bien entendu, le prix moyen du MWh consommé par un client serait différent du prix moyen du MWh offert, la pondération des échelons pouvant être très différente selon la gestion qui en sera faite par ce client. Les consommations sur les échelons A à C de l’exemple, soit près des 2/3 du temps, mais sans doute pas 2/3 des besoins, viendra baisser encore le prix moyen déjà très bas. Les consommations sur les échelons E à M viendraient l’augmenter, mais les échelons correspondant à un  doublement n’étant que de l’ordre de 6% du temps.

La tarification variable jointe à une gestion intelligente et largement automatisée permettrait :

• d’ajourner des gros consommateurs : eau chaude, lave linge, lave vaisselle, à long termes chargeurs de batteries de véhicules
• de moduler la puissance de chauffage électrique, et de développer les radiateurs à inertie consommant en fin de nuit
• de promouvoir les chauffages biénergie

Elle est sans aucun doute une voie d’avenir, même si sa mise en place ne pourra qu’être progressive après une information approfondie du consommateur qui aime bien les prix fixes, mais est néanmoins déjà habitué au « yield management » pour ses achats de billets d’avion ou de train.

Appréciation très prudente d’une modification dont la mise en place serait longue, nous limitons l’impact de cette tarification à une réduction de 20 /178 en électricité de pointe, dont 15 reportés dur le hors-pointe, et 5 économisés, qui figurent en ligne 13 du tableau.

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