Repenser les sources du chauffage urbain face à la crise énergétique

Ces dernières années, les entreprises énergétiques exploitant de grandes centrales de production combinée de chaleur et d’électricité cherchaient à passer du charbon au gaz comme tremplin vers la décarbonation. Aujourd’hui, la flambée des prix du gaz remet en question la manière de réduire les émissions de ces installations de production d’énergie et de chaleur.

En Europe, environ 10 % de la chaleur est fournie par des systèmes de chauffage urbain, qui pompent la chaleur dans des conduites d’eau souterraines à travers des quartiers ou des villes.

La chaleur est généralement générée comme un sous-produit de la fabrication d’électricité et est généralement considérée comme plus écologique que des chaudières à gaz individuelles dans chaque maison.

Mais la validité de cette affirmation dépend largement du combustible utilisé pour la production d’électricité.

La plupart des grands réseaux de chauffage urbain européens ont toujours été alimentés par des centrales à charbon, en particulier en Europe de l’Est, où des réseaux de canalisations tentaculaires ont été construits par les gouvernements communistes il y a plusieurs décennies. Aujourd’hui, 26 % du chauffage urbain en Europe est encore alimenté par des centrales à charbon.

Avant l’invasion de l’Ukraine par la Russie, certains pays de l’Est de l’UE avaient planifié la transition de leurs systèmes de chauffage urbain vers le gaz fossile. Cette mesure était considérée comme un moyen rentable d’atteindre les objectifs de réduction des émissions de l’UE pour 2030, car le gaz produit environ deux fois moins d’émissions de carbone lorsqu’il est brûlé.

Mais avec la forte hausse des prix du gaz provoquée par la guerre en Ukraine, ces plans sont en cours de réévaluation.

Une étude récente réalisée pour la Commission européenne a identifié un certain nombre de moyens par lesquels ces systèmes pourraient parvenir à une décarbonation intensive en intégrant des sources d’énergie et des technologies renouvelables et neutres en carbone, et en participant à l’intégration des systèmes énergétiques.

Des systèmes anciens qui fonctionnent au charbon

Le problème est que les grands systèmes dont l’Europe a hérité sont des bêtes difficiles à changer.

« La décarbonation des plus grands systèmes, qui ont historiquement été conçus pour les combustibles fossiles, nous pose un défi — il faut un effort important pour les éliminer progressivement », a déclaré Stefan Moser, qui dirige l’unité des bâtiments et des produits au département de l’Énergie de la Commission européenne.

Lors d’un récent événement d’EURACTIV, M. Moser a fait remarquer que plusieurs textes législatifs de l’UE, tels que la Directive sur la performance énergétique des bâtiments, la Directive sur les énergies renouvelables et la Directive sur l’efficacité énergétique, tentent de « promouvoir des solutions de voisinage » pour le chauffage et de « s’assurer une approche plus systémique ».

La décarbonation du chauffage est un défi majeur pour l’Europe : le chauffage des bâtiments est responsable de 40 % des émissions de l’UE et de 36 % de la consommation d’énergie finale, selon les statistiques européennes.

Et c’est aussi un défi pour le chauffage urbain, selon la République tchèque, qui assure actuellement la présidence tournante du Conseil de l’UE pour six mois.

Tomáš Smejkal, de l’unité de stratégie énergétique du ministère tchèque de l’Industrie, a déclaré que l’organisation des systèmes de chauffage urbain était en train d’être repensée et qu’elle pourrait être plus complète que le simple passage du charbon au gaz auquel on pensait auparavant.

« Certaines des centrales de cogénération du chauffage urbain étaient surdimensionnées — elles ont été construites pour fournir plus de chaleur que ce qui est généralement nécessaire. Donc la réduction de la taille est une bonne chose », a-t-il déclaré lors de l’événement EURACTIV. « Nous incitons les CHP à passer à un autre combustible grâce au fonds européen de modernisation et à la distribution du fonds de relance et de résilience. »

« Les grosses unités de cogénération sont en train de se décentraliser », a-t-il ajouté, notant que les grands systèmes dotés d’une unité centrale majeure « passent désormais à des unités plus petites ». Ces petites unités peuvent plus facilement fonctionner avec des pompes à chaleur ou de la géothermie plutôt qu’avec des combustibles fossiles.

Pour résumer cette nouvelle approche, M. Smejkal a trouvé une formule : « Changer la source, réduire la taille, et changer le combustible ».

Nécessité d’investir massivement dans les énergies renouvelables

La nécessité de diversifier les sources d’énergie pour le chauffage urbain a été amplifiée par Uta Weiß, responsable du programme sur les bâtiments et les réseaux de chaleur au sein du groupe de réflexion allemand Agora Energiewende.

Avec la baisse du coût de l’électricité renouvelable et des pompes à chaleur, il est désormais plus intéressant de sauter l’étape intermédiaire prévue, qui consiste à remplacer les centrales de cogénération au charbon par des centrales au gaz, et de passer directement à un rééquipement en énergies renouvelables, a-t-elle expliqué.

Et il existe une grande variété d’options d’énergie renouvelable disponibles pour alimenter ces systèmes, a-t-elle déclaré lors de l’événement.

« C’est vraiment une technologie qui va nous aider à exploiter les énergies renouvelables comme la géothermie, la chaleur environnementale comme les stations d’épuration, les rivières, le solaire. Toutes ces formes d’alimentation renouvelable ne peuvent pas vraiment être exploitées sur une base individuelle. Il s’agit donc vraiment de la solution pour développer un chauffage neutre en carbone », a-t-elle déclaré.

Ce qui manque dans le débat, a ajouté Mme Weiß, c’est que des investissements massifs sont nécessaires pour y parvenir.

« Nous considérons que le chauffage urbain est extrêmement important pour atteindre la neutralité climatique », a-t-elle souligné. « En Allemagne, environ 11 % de la chaleur résidentielle provient aujourd’hui du chauffage urbain et, selon nos prévisions, si nous voulons atteindre la neutralité climatique, ce chiffre doit augmenter jusqu’à constituer un quart de toute la chaleur résidentielle en Allemagne en 2045. »

Toutefois, cela ne signifie pas que la décarbonation par le gaz n’aura pas lieu du tout, car certains considèrent toujours le gaz comme le moyen le plus rapide et le plus rentable d’atteindre les objectifs de décarbonation de l’UE.

En Pologne, par exemple, les plans visant à passer du charbon au gaz pour le chauffage urbain sont toujours en cours, malgré la flambée des prix du gaz.

« Les énergies renouvelables dans les systèmes de chauffage urbain ne peuvent pas assurer l’approvisionnement en chaleur des plus grandes agglomérations sur la base d’un système de chauffage d’une capacité de plusieurs centaines de mégawatts », a déclaré Wanda Buk, vice-présidente des affaires réglementaires chez PGE, la plus grande compagnie d’électricité de Pologne.

« C’est pourquoi le plus gros investissement en Pologne est prévu pour le remplacement de notre production par la cogénération électricité-gaz à haut rendement », a-t-elle déclaré lors de l’événement EURACTIV.

PGE a prévu de réduire les émissions de CO2 de ses systèmes de chauffage urbain de 50 % d’ici 2030 et y parviendra en installant 1,9 GWt de nouvelles capacités thermiques et en achevant l’élimination progressive du charbon d’ici 2030.

Une grande partie de cette réduction sera obtenue en passant du charbon au gaz naturel, a déclaré Mme Buk, ajoutant que la nouvelle infrastructure gazière sera « prête à 100 % pour l’hydrogène » lorsque des gaz plus propres seront disponibles.

Cependant, tout cela nécessite un investissement important, a expliqué Pauline Lucas d’Euroheat and Power, une association industrielle représentant le secteur du chauffage urbain.

Selon Mme Lucas, les cadres législatifs européens actuellement en place peuvent encourager ces investissements, mais il en faudra davantage.

« Dans la directive sur les énergies renouvelables et la directive sur l’efficacité énergétique, nous avons assisté à un effort de planification du chauffage et du refroidissement au niveau municipal et national, ce qui est très positif. Pour le chauffage urbain, nous voyons des objectifs révisés et une approche progressive de la décarbonation du secteur. »

Regardez l’intégralité de l’événement EURACTIV ci-dessous sur YouTube :