[PDF] RÉSEAUX URBAINS DE CHALEUR ET DE FROID

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RÉSEAUX URBAINS

DE CHALEUR ET DE FROID

Libérer le potentiel de l"ecacité énergétique et des

énergies renouvelables

Les villes sont au cœur du processus de transition vers l"énergie durable : en tant que

gestionnaires de services et utilités collectifs interdépendants, elles ont la capacité d"offrir les

solutions intégrées nécessaires pour faire progresser l"efficacité énergétique et les énergies

renouvelables. Le développement de réseaux urbains de chaleur et de froid modernes est un bon exemple de solution intégrée. La transition vers l"énergie durable est un enjeu majeur pour atteindre les objectifs de développement durable à l"échelle mondiale : de l"éradication de la pauvreté et des inégalités sociales à la lutte contre le changement climatique tout en assurant un environnement sain. L"Initiative du Secrétaire général des Nations Unies "Energie durable pour tous

» encadre

cette transition par le biais de trois objectifs complémentaires : accès universel aux services

énergétiques modernes, multiplier par deux l"efficacité énergétique mondiale ainsi que la part

des énergies renouvelables dans le bouquet énergétique global. Les villes représentent plus de

70% de la demande énergétique mondiale. Leurs choix de politiques énergétiques sont donc

cruciaux pour remplir ces objectifs.

S"engager vers l"énergie durable dans les villes pourrait signifier reléguer les contraintes socio-

économiques et environnementales comme les coupures d"électricité, les hausses brutales des

prix des ressources, la précarité énergétique et la pollution atmosphérique, au passé. Les activités

de chauffage et de refroidissement dans les villes, qui représentent jusqu"à la moitié de leur

consommation énergétique, offrent des solutions possibles pour éliminer ces contraintes.

Le rapport du PNUE

Réseaux urbains de chaleur et de froid

: Libérer le potentiel de l"efficacité énergétique

et des énergies renouvelables, considère les réseaux urbains de chaleur et froid modernes comme

l"approche la plus efficace pour assurer la transition vers des systèmes de chauffage et de

refroidissement durables dans de nombreuses villes, grâce à une meilleure efficacité énergétique

et à une proportion plus importante d"énergies renouvelables. Des pays comme le Danemark ont fait des réseaux urbains de chaleur et de froid modernes le fondement de leur politique énergétique pour atteindre l"objectif de 100% d"énergies renouvelables tandis que d"autres, comme la Chine, explorent les possibles synergies entre niveau élevé de production éolienne et chauffage urbain collectif.

Grâce à des politiques adaptées à l"échelle locale, il est possible de tirer parti des avantages des

réseaux urbains de chaleur et de froid, de réduire les coûts de départ et de réduire les risques

pour les investisseurs. Cette publication est l"un des premiers rapports à proposer une politique concrète ainsi que des recommandations de bonnes pratiques technologiques afin d"apporter des

solutions pour les secteurs de chauffage et de refroidissement des villes grâce à une plus grande

efficacité énergétique et à l"intégration des énergies renouvelables, les deux étant essentielles à la

transition énergétique. Ces recommandations ont été développées en collaboration avec 45 villes

championnes qui utilisent toutes les réseaux urbains de chaleur et de froid, parmi lesquelles 11 ont atteint l"objectif de 100% d"énergies renouvelables ou d"un bilan carbone neutre. 3

Port Louis, Île Maurice, développe le premier système de refroidissement urbain à l"eau de mer en Afrique.

L"Etat du Gujarat en Inde va développer un système de refroidissement urbain. Les villes ouest asiatiques

sont en train d"étendre leurs systèmes de refroidissement urbain. D"autres, en Chine ou en Europe de l"Est,

dont les systèmes de chauffage urbain représentent une activité du secteur énergétique importante, sont en

train de les moderniser pour en améliorer l"efficacité. Certaines villes de l"Union européenne et des Etats-

Unis, qui ont une longue tradition d"utilisation de réseaux urbains de chaleur et de froid, sont en train

d"intégrer une part élevée d"énergies renouvelables que ce soit pour le chauffage, le refroidissement ou la

production énergétique. Ce rapport sert de plateforme de retour d"expériences. Ainsi, des villes de Port

Louis à Saint Paul, ou Koweït city, peuvent apprendre d"autres villes comme Hong Kong, Dubaï ou Paris,

tout en proposant des recommandations de bonnes pratiques qui pourraient se révéler utiles aux villes qui

font face à une demande croissante de climatisation.

Les barrières au développement des réseaux urbains de chaleur et de froid existent à l"échelle locale,

régionale et nationale. Le partenariat entre le PNUE et ICLEI - Collectivités territoriales pour la Durabilité,

ONU-Habitat et le Centre de Copenhague sur l"Efficacité énergétique (C2E2) permet à ce rapport d"offrir

une orientation adaptée à tous les niveaux de gouvernance. Ce rapport peut être salué pour sa contribution

pertinente et transversale à la question de comment atteindre l"énergie durable pour tous.

Achim Steiner

Sous-secrétaire Général

des Nations Unies

Directeur Exécutif

du PNUE

Kandeh K. Yumkella

Sous-secrétaire Général des

Nations Unies

Représentant spécial du

Secrétaire Général pour

SE4ALL

Directeur Général de SE4ALL

Joan Clos

Directeur Exécutif

de ONU-Habitat

Gino Van Begin

Secrétaire Général

de ICLEI

ÉtUdier la traNsitioN

vers les rÉseaUX

UrBaiNs de CHaleUr

et de Froid moderNes ..............................02 ....................08 ............................10 ............................16

Contexte

............................17

Méthodologie

.......................18 ..................22

LE FROID COLLECTIF URBAIN 23

LE CHAUFFAGE COLLECTIF

URBAIN. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

.................28 ..31

TIRER AVANTAGE DES SOURCES

D"ÉNERGIE À FAIBLE EXERGIE 31

UTILISER LES RÉSEAUX POUR

MAXIMISER L"EFFICACITÉ. . . . 31

EFFICACITÉ ÉNERGÉTIQUE

DANS LES BÂTIMENTS ......32

ACCÈS À L"ÉNERGIE .........33

34

UTILISER LES ÉCONOMIES

D"ÉCHELLE POUR EXPLOITER

LES SOURCES D"ÉNERGIES

LOCALES ET

RENOUVELABLES ..........34

FLEXIBILITÉ DE

L"APPROVISIONNEMENT

EN COMBUSTIBLE ..........34

DE L"ÉOLIEN À LA CHALEUR ..34

ÉQUILIBRAGES. . . . . . . . . . . . . 38

.........................40

DÉPENSES EN CAPITAL

DES RÉSEAUX URBAINS DE

CHALEUR ET DE FROID ......41

OPEX DES RÉSEAUX URBAINS

ET COÛTS DU COMBUSTIBLE 42

LES REVENUS DES RÉSEAUX

URBAINS DE CHALEUR

ET DE FROID. . . . . . . . . . . . . . . 42

................44 ........48 ........49

OBJECTIFS, STRATÉGIES ET BUTS

DE LA POLITIQUE ÉNERGÉTIQUE ...49

CARTOGRAHIE DE L"ÉNERGIE ......53

PLANS ÉNERGÉTIQUES HOLISTIQUES :

INTÉGRER LES INFRASTRUCTURES

ÉNERGÉTIQUES ET L"AMÉNAGEMENT

DU TERRITOIRE

.................56

POLITIQUES DE CONNEXION ......59

...................63

INCITATIONS FINANCIÈRES ET

FISCALES

......................63

ACTIFS MUNICIPAUX ............68

PROJETS PILOTES ..............68

...70

LES OBJECTIFS DE SERVICES

PUBLICS DE LA VILLE ET LES

POLITIQUES DE PROMOTION

......70

SERVICES MUNICIPAUX

INTERCONNECTANT LES

RESSOURCES ET LES RÉSEAUX ...72

RÉGULATION DES TARIFS

DES DÉCHETS ..................75

LA VILLE DANS SON RÔLE

DE CONSOMMATEUR ............78

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .79 FACILITATION DU MARCHÉ ET RENFORCEMENT DES CAPACITÉS .80

SENSIBILISATION ET DIFFUSION ...80

PLAIDER POUR LES RÉSEAUX URBAINS DE CHALEUR ET DE

FROID AUX AUTRES NIVEAUX

DU GOUVERNEMENT ............82

5 atteiNdre les oBJeCtiFs NatioNaUX et les avaNtages des rÉseaUX UrBaiNs de

CHaleUr et de Froid

l'ÉtaPe sUivaNte:

QUelles ÉtaPes CHoisir

PoUr aCCÉlÉrer le

dÉPloiemeNt des rÉseaUX

UrBaiNs de CHaleUr

et de Froid taBles des matiÈres aNNeXes

Bibliographie

.........................129

Liste des sondés,

enquêtés et participants aux ateliers ............................132

Glossaire

..............................134

Crédits photographiques

..............136

Liste des acronymes

...................137 ...............86

CLASSER LES MODÈLES

ÉCONOMIQUES

............86 ...............88 ............92

JOINT VENTURE PUBLIQUE

ET PRIVÉE ................92

CONTRAT DE CONCESSION ..93

PROPRIÉTÉ COMMUNAUTAIRE

À BUT NON LUCRATIF OU

COOPÉRATIVE

.............97 ............99

ENTITÉ AD-HOC

DE PROPRIÉTÉ PRIVÉE ......99

.................101 ...............104 .......105

PRINCIPES DE COMPTABILI-

SATION COHÉRENTS: LABELS

ET NORMES DE L"EFFICACITÉ

ÉNERGÉTIQUE

.............105

RESPONSABILITÉ DÉCENTRALISÉE

...........106

SOUTENIR LA CAPACITÉ

ET LA COORDINATION

AU NIVEAU DES VILLES .....106

.....109

TAXES NATIONALES ........109

SOUTIEN OPÉRATIONNEL À LA COGÉNÉRATION/TARIFICATION DES AVANTAGES DE LA COGÉNÉRATION

. . . . . . . . . . . .110

RÉGULATION DES TARIFS ....110

...114 EXPLOITER LES MESURES D"ATTÉNUATION ADAPTÉES

AU CONTEXTE NATIONAL

(MAAN) POUR LES EFFORTS

LOCAUX

..................115 QUELQUES EXPÉRIENCES AVEC LES MAAN VERTICALEMENT INTÉGRÉES ................115

APPLICATIONS POTENTIELLES DES MAAN VERTICALEMENT INTÉGRÉES AUX RÉSEAUX URBAINS DE CHALEUR ET DE FROID

....................117 .......................120

LA DEMANDE DE CHAUFFAGE

ET DE FROID. . . . . . . . . . . . . . . . . . .120

LES COÛTS DES COMBUSTIBLES

ET DES TECHNOLOGIES

ALTERNATIFS POUR

LE CHAUFFAGE ET LE FROID .....120

...........................121 .............................122 DÉVELOPPER UNE STRATÉGIE ÉNERGÉTIQUE ET DES OBJECTIFS RELATIFS AUX RÉSEAUX URBAINS

DE CHALEUR ET DE FROID .......122

COMMENCER LA CARTOGRAPHIE ÉNERGÉTIQUE

.................122 .......................124 .......................126 .............126 ...................128 6 Sélection d"options technologiques de fourniture de chaleur et de froid ..........25 Les avantages des réseaux urbains de chaleur et de froid pour les municipalités ..29 Les avantages des systèmes de réseaux urbains de chaleur et de froid pour les

Les avantages des systèmes de réseaux urbains de chaleur et de froid à l"échelle nationale

teur et de régulateur Objectifs et stratégies pour les réseaux urbains de chaleur et de froid qui correspon dent à des objectifs énergétiques ou climatiques plus larges dans les villes champi- onnes sélectionnées Activités relevant de la politique des autorités locales dans leur rôle de facilitateur 63

Activités relevant de la politique des autorités locales dans leur rôle de fournisseur et de consommateur

Activités relevant de la politique des collectivités locales dans leur rôle de coordina teur et de promoteur Classement des modèles économiques pour les systèmes centralisés d"énergie ...87

45 villes autour du monde

...19

Zonage mixte et utilisation dense des terrains

.........58 LEED (leadership in energy and environmental design) .....106

La législation européenne

du chauffage .............107 L"initiative de réseaux de chaleur et de froid et l"initiative énergie durable pour tous ...............17

°C,

Développement historique des réseaux urbains de chaleur et de froid, modernes et futurs .......24 Diagramme de Sankey de systèmes conventionnels de chauffage/électricité/refroidissement comparés aux réseaux urbains modernes de chaleur et de froid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32 énergétique dans les bâtiments comparées aux réseaux urbains de chaleur et de froid ...........33 Système complet de réseau urbain de chaleur et de froid montrant les différents .........36 d"électricité pour l"Allemagne Coûts moyens des réseaux urbains de chaleur et de froid comparés

à la production décentralisée

Coûts des réseaux pour les systèmes d"énergie collective .....................................42

Coûts des usines centralisées et coûts d"exploitation des réseaux urbains de chaleur et de froid

...43 Villes championnes qui ont des objectifs concernant les réseaux urbains de chaleur et de froid et des objectifs énergétiques plus larges ................................50

Carte chaleur, Londres

Carte chaleur, Londres : réseaux de Westminster et de Pimlico .................................55 .................................58 Politiques de connexion par type dans les 45 villes championnes ...............................61 Développement nodal des systèmes de réseaux urbains de chaleur et de froid dans une ville ......72 Réseaux de chauffage urbain de Copenhague, incluant les lignes de transport ...................73 Développement nodal du réseau de chauffage urbain à Anshan ................................73 Evaluer les options de cartographie énergétique dans les villes en phase d"expansion ............123 Evaluer les options de développement des réseaux urbains de chaleur et de froid, dans les villes en phase d"expansion, sur la base du cadre réglementaire local et national .........124 Les étapes clés de l"élaboration des réseaux urbains de chaleur et de froid .....................126 7 ..................35 De l"éolien à la chaleur dans la région autonome de Mongolie intérieure, (imar) . . . . . .38

L"energiwiende

....................39 construire le modèle commercial en s"appuyant sur la cartographie énergétique ...............................54

La région du grand

intégrer l"utilisation des terres, les bâtiments et les résaux urbains de chaleur et de froid

..............................62 ..........................65

Fonds pour le climat et l"énergie d"

..........66

Le modèle de fonds renouvelable de

...66

Intiative d"ville intelligente et sans taxe pour les projets de démonstration. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . .68 ................69 Entreprise de chauffage urbain de capter les multiples avantages socio-economiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .71 capter la chaleur résiduelle par l"investissement dans le transport de chaleur ..................................74 Chaleur résiduelle à indexée sur le prix des tomates le rôle des subventions dans le renforcement des capacités pour de nouveaux modèles ....................................................................... .........................78 un partenariat public-privé pour mettre en œuvre une stratégie zéro carbone ................................81 Agence énergétique de et expansion de la cogénération Bureaux d"assistance de et remise à niveau du réseau urbain de chaleur

SEFC NEU à un modèle " tout public »

Chauffage et électricité à Bunhill, un modèle " tout public »

BKK warme a un modèle " tout public »

91
Chaleur renouvelable à un modèle " tout public » Enwave Energy Corporation àun modèle d"actifs combinés

Empower a un modèle d"actifs combinés

.94 Chauffage urbain à un modèle d"actifs séparés Le Parc Olympique de modèle de concession privée Pendinginan Megahana Sdn Bhd à un modèle de contrat de concession public-privé .............................97 Høje Taarstrup Fjernvarme à un modèle coopératif Conseil municipal d"un modèle à but non lucratif Projet de climatisation à l"eau de mer (SWAC) de un modèle privé Unité dédiée à l"énergie décentralisée de

réduire le risque de développement des réseaux urbains en intégrant les avantages macroécono-miques

..........108 Licences allegées : faciliter les ventes d"énergie ..111 ........................112 Les MAAN verticalement intégrées enun modèle pour montrer comment les gouvernements locaux

et nationaux peuvent se soutenir pour un objectif public commun .........................................................116

Les études de cas des 45 villes championnes sont disponibles en ligne, avec l'arbre décisionnel pour aider les villes pendant le développement de leurs réseaux urbains de chaleur et de froid, et un tableau des technologies qui présente un aperçu des principales technologies disponibles pour les réseaux urbains de chaleur et de froid.

Veuillez visiter le site

: www.districtenergyinitiative.org. 8

Ce rapport a été préparé par le

PNUE en collaboration avec le

Centre de Copenhague pour

l"efficacité énergétique (C2E2), la durabilité, et ONU-Habitat. C"est la première publication majeure de l"Initiative des réseaux urbains de chaleur et de froid et elle contribue à la Plateforme mondiale d"accélération sur l"efficacité énergétique de l"Energie durable pour tous (SE4ALL). le PNUe souhaite remercier le gouvernement du danemark (danida) pour son soutien à ce rapport. Martina Otto, ancienne responsable d"Unité politique, Division Energie (PNUE), Directrice adjointe du Secrétariat de la Coalition pour le climat et l"air pur visant à réduire les polluants à courte durée de vie (CCAC) Djaheezah Subratty, Responsable de l"Unité politique de la Division climat, énergie et technologies favorables à l"environnement (PNUE) Lily Riahi, de l"Unité politique de la Division climat, énergie et technologies favorables à l"environnement (PNUE), a également réalisé les interviews.

Botosani, Roumanie, étude de cas 2.5

: Alexander Sharabaroff (Société financière climat, énergie et technologies favorables à l"environnement (PNUE)

Michael King (Carbon Trust)

MAAN verticalement intégrées, expériences initiales, Section 4 : Konrad Ritter (Kritter Advisory Services) Prema Govender, Axel Olearius et Tobias Zeller (Deutsche Gesellschaft für Le PNUE remercie la contribution de plus de 150 personnes qui ont répondu aux interviews et aux questionnaires, et participé aux ateliers et aux analyses pendant le projet (voir Annexe pour liste de noms). Remerciements à CE, ICLEI, ONU-Habitat et IDEA (International District

Energy Association)

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